C语言实现IP地址合法性检测和子网匹配

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#ifdef WIN32
#include <Winsock2.h>
#else
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <errno.h>

#include <sys/un.h> 
#include <linux/types.h> 
#include <linux/netlink.h> 
#include  <linux/if.h>
#include  <linux/sockios.h>
#include  <linux/ethtool.h>

#ifdef WIN32
#pragma comment(lib,"wsock32.lib")
#endif

/*参数UINT32都为网络字节顺序。*/

/*IP地址是否合法, 合法返回TURE，失败返回FALSE*/
int netIpIsValid(_UINT32 IP)
{
    int i;
    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = IP;
    
    i = inet_addr(inet_ntoa(addr));

    if((i == 0)||(i == 0xffffffff))
        return FALSE;
    else
        return TRUE;
}
   
/*MASK子网掩码是否合法, 合法返回TURE，失败返回FALSE*/
int netMaskIsValid(_UINT32 mask)
{
    int i;
    unsigned long ii;
    i = netIpIsValid(mask);
    if(i==TRUE)
    {
        ii = ntohl(mask);
        if((ii|ii-1)==0xffffffff)
        {
            return TRUE;
        }
    }
    
    return FALSE;
}

/*MASK子网掩码是否合法, 合法返回TURE，失败返回FALSE*/
int netMaskAndIpIsValid(_UINT32 IP, _UINT32 mask)
{
    int i;
    int a, b=0, c;
    i = netIpIsValid(IP);
    if(i!=TRUE)
        return FALSE;
    i = netMaskIsValid(mask);
    if(i!=TRUE)
        return FALSE;

    a = IP&0x000000ff;
    b = ntohl(mask);

    /*首先与默认子网掩码比较*/
    if(a>0&&a<127)
    {
        if(mask<0x000000ff)
            return FALSE;
        if(mask>0x000000ff)
            b-=0xff000000;
    }
    if(a>=128&&a<=191)
    {
        if(mask<0x0000ffff)
            return FALSE;
        if(mask>0x0000ffff)
            b-=0xffff0000;
    }
    if(a>=192&&a<=223)
    {
        if(mask<0x00ffffff)
            return FALSE;
        if(mask>0x00ffffff)
            b-=0xffffff00;
    }

    /*每个子网段的第一个是网络地址,用来标志这个网络,最后一个是广播地址,用来代表这个网络上的所有主机.这两个IP地址被TCP/IP保留,不可分配给主机使用.*/
    c = ~ntohl(mask)&ntohl(IP);
    if(c==0||c==~ntohl(mask))
        return FALSE;

    /*RFC 1009中规定划分子网时，子网号不能全为0或1，会导致IP地址的二义性*/
    if(b>0)
    {
        c = b&(ntohl(IP));
        if(c==0||c==b)
            return FALSE;
    }

    return TRUE;
}

/*测试主网和子网是否匹配，也可测试两个主机IP是否在同一网段内*/
int netIPAndSubnetValid(_UINT32 IP, _UINT32 subIP, _UINT32 mask)
{
    int i;
    int addr1, addr2;
    i = netMaskAndIpIsValid(IP, mask);
    if(i!=TRUE)
    	return FALSE;
    i = netMaskAndIpIsValid(subIP, mask);
    if(i!=TRUE)
    	return FALSE;

    addr1 = IP&mask;
    addr2 = subIP&mask;

    if(addr1!=addr2)
    	return FALSE;

    return TRUE;
}

技术实现及功能：
1. 用C语言实现
2. 判断IP地址是否合法
3. 判断MASK是否合法
4. 判断MASK和IP地址组合是否合法

测试：

测试环境：win7 VC++；
测试结果：
 1、测试IP是否合法：
   输入IP为0xFFFFFFFF即255.255.255.255，结果为不合法；
   输入IP为0x00000000即0.0.0.0，结果为不合法；
   输入IP为0x00000000--0xFFFFFFFF即在0.0.0.0--255.255.255.255之间（全0和全1除外），结果为合法。
 2、测试子网掩码是否合法：
   输入0x00C0FFFF(1111 1111.1111 1111.1100 0000),结果合法；
   输入一个无符号int型数，二进制形式为 左边为全1右边为全0，结果合法，其余形式不合法。
 3、测试子网掩码和IP是否匹配：
   输入IP为0x410AA8C0即192.168.10.65（C类IP），输入子网掩码为0xC0FFFFFF，结果匹配，输入小于0x00FFFFFF的子网掩码时不匹配；
   输入IP为0x0141A885即133.168.65.1（B类IP），输入子网掩码为0x00C0FFFF，结果匹配，输入小于0x0000FFFF的子网掩码时不匹配；
   输入IP为0x0100413F即63.65.0.1（A类IP），输入子网掩码为0x0000C0FF，结果匹配，输入小于0x000000FF的子网掩码时不匹配。
   子网段内第一个和最后一个IP不可分配；子网号全0或全1的子网不可用，此时的结果都为不匹配。
 4、测试两个IP是否在同一子网段：
   输入两个IP为0x0C81C480 0x118FC480，输入子网掩码为0x00C0FFFF，结果为两个IP在同一网段；
   输入两个IP为0x0C81C480 0x117FC480，输入子网掩码为0x00C0FFFF，结果两个IP不在同一网段。

备注：测试数据为无符号int型，网络字节顺序。

补充知识：

一般的，32位的IP地址分为两部分，即网络号和主机号，我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分，其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络，即是“子网”。

    A类IP段　 0.0.0.0 到127.255.255.255

　B类IP段　 128.0.0.0 到191.255.255.255

　C类IP段　 192.0.0.0 到223.255.255.255

ＸＰ默认分配的子网掩码每段只有255或0

 　　Ａ类的默认子网掩码　255.0.0.0　　　　　一个子网最多可以容纳1677万多台电脑

 　　Ｂ类的默认子网掩码　255.255.0.0　　　　一个子网最多可以容纳6万台电脑

 　　Ｃ类的默认子网掩码　255.255.255.0　　　一个子网最多可以容纳254台电脑
以C类地址为例。IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。

看一个例子：
       A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
        子网掩码：11111111，11111111，11111111，00000000
       B的IP地址：11000000，10101000，00000000，00010110

     看上边的内容，子网掩码在左边一共有24位为1，那这样的意思就是如果两个IP地址的前24位都相同的话，那这两个IP地址就是在同一个网段内，看到我红色标记的A和B的地址都相同，那这就说明A和B在同一个网段内。

再看一个例子，如果还是A地址的数据发到C地址，C的IP地址为192.168.56.21
     A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
      子网掩码：11111111，11111111，11111111，00000000
     C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101

      看上边的A和C，按照子网掩码的要求，如果C的前24位和A的前24位都相同的话，那么A和C才是同一网段的，看上边C的地址，我用蓝色来标注不同的位数，这样A 和C就不在同一个网段内，路由器就不能直接把A要发给C的数据直接经过一个路由器给发送过去，这样路由器就要先将A的数据转发到另外一个路由器（一个不行就继续往下发），然后再发到C上。

● 字节序转换函数
htons 把 unsigned short 类型从主机序转换到网络序
htonl 把 unsigned long 类型从主机序转换到网络序
ntohs 把 unsigned short 类型从网络序转换到主机序
ntohl 把 unsigned long 类型从网络序转换到主机序
这几个函数很好记，比如htons中hton代表host to network， s代表unsigned short
char FAR * inet_ntoa( struct in_addr in);
将一个IP转换成一个互联网标准点分格式的字符串。
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
将一个点分十进制的IP转换成一个长整数型数（u_long类型）。返回值已是网络字节顺序，可以直接作为internet 地址

一个函数返回值为TRUE或FALSE 只有这两种返回值时 在判断返回值时不用 if(i==TRUE)或if(i==FALSE)，而用if(i) if(!i)  编程规范。

inet_ntoa()返回的字符串是临时装在一个静态分配的缓冲区里面，下一次调用此函数的时候缓冲区会被重写

C语言实现IP地址合法性检测和子网匹配

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原文地址：http://blog.csdn.net/guanghua2_0beta/article/details/39435355