第二次寒假作业汇总

第二次寒假作业汇总

这个作业属于哪个课程	2022面向对象程序设计（福州大学）
这个作业要求在哪里	2022面向对象程序设计寒假作业2
这个作业的目标	将路由器的功能抽象为一个数据包分类软件（程序），输入一个数据包，根据相应的规则对数据包进行处理，输出处理结果。
作业正文	如下。
其他参考文献	后文中具体有提到。

一、前言

整个过程磕磕绊绊，总是出现这样那样的问题。最后是用C语言实现的，我的做法比较简单粗暴，没有太多的新知识，可能不具备参考价值，所以阅读需谨慎，也欢迎大家指正错误。这是我的GitHub仓库地址：点这里。

二、分析任务要求及需要学习的内容

初步分析一下任务要求，看看需要做哪些事。（个人理解，存在错误请指正，因为是最开始看到作业写下的，存在较多错误的地方。后面学习过程中会指出）

1、如何读入数据集和规则集

需要学习如何使用C语言或C++处理文件

2、分析数据集中的数据包是否和规则集中某个匹配规则相匹配

首先我需要进一步学习计算机网络的相关知识，弄清楚题目中涉及的概念。其次需要我分析二者如何匹配，例如：如何把数据集中的数据包里整数形式（十进制形式）的源IP地址和目的IP地址转换成点分十进制表示的IP地址（进制转换），判断IP地址是否一致，源、目的端口，协议号是否在范围内……

3、如何将匹配结果以文件形式输出

大概就是学习第一点的如何处理文件。

4、分析完整个过程如何用C语言或C++进行实现

会先尝试用C语言（因为C++目前我啥也不会），看看能否实现。还会再学习C++，题目中要求<将每个功能模块写成函数（模块化），可以尝试学习运用C++中类的相关知识提倡将每个模块分成不同的文件，每个函数的功能要明确>，所以花时间学习完C++的相关知识后会根据这个要求尝试一下。将功能模块写成函数，我理解的就是把整个分析过程，按照功能分类，用不同函数实现，比如读入文件，转换IP地址，判断源端口是否在范围内，目的端口？协议号？输出文件等等。

5、测试

如果以上过程都成功推进了，接下来会对程序进行测试，看看结果是否符合要求。

6、优化程序

思考能否进一步优化程序。

7、总结需要学习的内容

• 熟悉git操作
• C和C++语言的学习
• 计算机网络相关知识
• 如何分析程序的时间复杂度
• 如何优化程序

三、学习过程

1、前前言

对于我这种自制力极差的人来说，寒假就是在“当天睡前写好计划——第二天打破计划——算了，毁灭吧”这样一个过程中进行的，学的很杂，基本上是需要啥学啥，有时候会在菜鸟教程上看看学一点点c++，但这次作业没有应用到。

2、读取文件和IP地址转换

最开始了解了一下相关计算机网络知识，学习了如何用C语言处理文件（参考资料：C Prime Plus 第六版 以及C 文件读写 | 菜鸟教程 (runoob.com)）。

接着，在进行数据集中IP地址换算的时候，我以为只需要把十进制转换成点分十进制就行(其实这样不对，因为它的格式是这样的：178.139.217.251/32或者16.28.114.0/23又或者178.139.217.184/31)，而后就能与规则集中的IP地址进行比对。

没错，我没有考虑所谓的CIDR地址，直到有同学在群里提到CIDR问题，我才发觉我的这种做法是不对的。但在我认真阅读了CIDR相关知识之后，我决定暂且放一放（因为我刚开始真的理解不了），先往下走。

3、端口、协议号比对

源端口和目的端口的比对相对简单，在这就不啰嗦了。至于协议号，0x06/0xFF表示协议号，若0x06后是0xFF则表示只有0x06可匹配，若0x06/0x00则表示任意协议都可匹配。其实刚开始不知道怎么处理这个十六进制的协议号，后面抱着尝试的心态，试了一下，如下图

发现是可以直接比较的（不知道符不符合相关语法规定，暂且先这样，这里只是简单的数字大小测试，实际的协议号匹配不是上图那样。）

4、输出结果

刚开始只是想看看程序能不能跑起来，所以就没有输出成文件。结果前面有个步骤忘记初始化，导致结果多出来九百多行。后面初始化之后才正常，大致先比对一下，如下图。

有些数据答案是不匹配的，为了精确到底有多少组不匹配，我就尝试写了另一个程序来检查是哪些数据与答案不一致，结果有点吓人，9000多组数据有400多组不匹配……大概率是上面IP地址转换的问题（就是那个我暂且跳过的CIDR），可能协议号的判断也存在问题。

5、关键代码（主要是匹配过程）

四、程序设计思路

我的思路比较简单粗暴，就先用数组存储规则集中的数据，再按行读取数据集中的数据，并与规则集中数据进行比对，最后输出为文件。

五、过程中遇到的问题

1、文件读入问题（协议号范围读入）

刚开始碰到规则集中的数据时，不知道怎么把数据读入，因为它前有@，中间有.,后有十六进制的数。最后，抱着尝试的心态，敲了下图代码

这是运行结果，说明是可以的

2、IP地址比对问题

上面已经提到过我是直接简单粗暴地把十进制转换成点分十进制（这个过程应该也是存在问题的），而规则集中的是CIDR表示法，所以导致了上述部分答案不匹配。

六、总结

因为得到的结果和答案并不完全一致，说明还是存在很大问题的（我也不知道那些恰好匹配的算不算瞎猫碰到死耗子）。由于个人能力问题以及时间问题，这次的任务只能暂且做到这里，任务不算完成，会再去认真看看CIDR的相关内容，也看看过程中其他代码是否存在问题，作业中提到的运行时间、优化完善，会在接下来的两三天内尝试进行的。欢迎大家指出错误的地方！

七、参考文献

• CIDR地址划分方法
• C语言的文件读取与写入操作
• C Prime Plus 第六版