计算机网络课程论文

武汉理工大学

计算机网络课程论文

二〇一六年四月十四日

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本科课程论文作者签名：

二○一六年四月十四日

课程论文成绩评定表

目录

1 选题背景 (1)

1．1 划分子网的背景 (1)

1.2 划分子网的基本思路 (2)

1.3 需求分析 (2)

1.4 子网掩码 (2)

2 方案论证 (4)

2.1 程序流程图 (4)

2.2 程序设计思想 (5)

3 设计原理及过程论述 (5)

3.1 输入网络地址的合法性 (5)

3.2 子网掩码是否合法 (5)

3.3 IP地址的类型判断 (6)

3.4 子网数、有效子网数、主机数和IP范围，广播地址的计算 (6)

4 调试和运行结果分析 (6)

5 心得体会 (6)

参考文献 (12)

附件1：Ipservlet.java (13)

附件2：IpUtil.java (14)

附件3：Result.java (18)

附件4：error,jsp代码 (20)

附件5：indux.jsp代码 (21)

附件6：result.jsp程序 (24)

1选题背景

子网划分工具的设计与实现

设计要求

（1）编程实现一个子网划分的简单工具。

（2）能够根据用户输入的网络地址和子网掩码，判断出用户输入的合法性及网络的类别（A、B、C地址）。

（3）能够计算出下列参数：子网数及有效子网、每个子网的主机数、每个子网IP范围及广播地址。

（4）应有相应的帮助提示及良好的结果输出组织，易于用户使用和查看结果。

课程设计报告内容

(1) 给出程序的流程图；

(2) 给出程序源码；

(3) 给出程序的部分运行测试结果。

1．1 划分子网的背景

随着网络的发展，局域网的普遍使用，我们不难发现在ARPANET的早期，IP地址的设计不够合理。第一是IP地址空间利用率有时很低。每一个A类地址网络可连接的主机数超过1000万台，而每一个B类地址网络可连接的主机数也超过6万台。然而有些网络对连接在网络上的计算机数目有限制，根本达不到这样的数值，地址空间利用率低。有的单位申请到了一个B类地址网络，但是所连主机数并不多，可又不愿申请一个足够使用的C类地址，因为考虑到今后可能的发展，造成了IP地址的浪费，还会使IP地址空间的资源过早的被用完。其次，给每个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。每一个路由器都应当能够从路由表查出应怎样到达其他网络的下一跳路由器。因此互联网中的网络数越多，路由器的路由表的项目数就越多。这不仅增加了路由器的成本，还降低了路由器和整个因特网的性能。第三，两级IP地址不够灵活。有时情况紧急，一个单位需要在新的地点马上开通一个新的网络。但是在申请到一个新的IP地址之前，新增加的网络不能连接到因特网上工作。

为了解决上述问题，从1985年起在IP中又增加了一个“子网号字段”，使得两级IP 地址变为三级IP地址，它能很好地解决上叙问题，并且使用起来很灵活。这种做法即划分

子网（subnetting ）[RFC 950]，或称子网寻址或子网路由选择。

1.2 划分子网的基本思路

一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网，划分子网纯属一个单位内部的事情，本单位以外的网络看不见这个网络是由多少个子网组成，因这个单位对外仍然表现为一个网络。

划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号stbnet-id ，当然主机号也就相应减少了同样的位数。于是两级IP 地址在本单位内部就变为三级IP 地址：网络号、子网号和主机号。也可以用以下记法来表示：

IP 地址：：={<网络号>,<子网号>,<主机号>}

子网号和主机号是由原先IP 地址的主机地址部分分割成两部分得到的；因此，划分子网的能力依赖于被子网化的IP 地址类型。IP 地址中主机地址的位数越多，能分得更多的子网和主机。实际上是把主机地址的一部分拿走用于识别子网。

图 1-1 IP

地址的各字段及子网掩码

1.3 需求分析

需要进行子网规划一般两种情况：

一、给定一个网络，整网络地址可知，需要将其划分为若干个小的子网。

二、全新网络，自由设计，需要自己指定整网络地址

。后者多了一个根据主机数目确定主网络地址的过程，其他一样。

1.4 子网掩码

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。为了使路由器能够很方便地从数据报中

的目的IP地址中提取出所要找的子网的网络地址，路由器就要使用三级IP地址的子网掩码。把三级IP地址的子网掩码和收到的数据报的目的IP地址逐为相与即可得出所要找的子网的网络地址。

RFC 950定义了子网掩码的使用，子网掩码是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位置都为1，对应于主机地址的所有位置都为0。

由此可知，A类网络的默认子网掩码是255.0.0.0，B类网络的默认子网掩码255.255.0.0，C类网络的默认子网掩码是255.255.255.0。将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。

图1-2 A类、B类和C类IP地址的默认子网掩码

子网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用CIDR的网络前缀法表示掩码，即“/<网络地址位数>；”。如138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。

IP判断：子网掩码告知路由器，IP地址的前多少位是网络地址，后多少位（剩余位）是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由。在RFC 950成为因特网正式标准后，路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络的子网掩码告诉相邻路由器。在路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。