【斯坦福计网CS144】Lab6终结笔记

⛳️1. 斯坦福大学计网实验室

【中文精翻】【斯坦福大学】CS144 计算机网络介绍！！！

1.1 斯坦福大学之CS144

在斯坦福大学，CS144是网络世界的大门。这门课程不仅传授网络系统的根基原理和框架，更是探索计算机网络核心概念的摇篮。IP、TCP、路由，这些网络骨架的秘密将被揭示，而学子们将会深入了解网络构建、管理和维护的神秘奥秘，以及数据在这个网络舞台上的华丽演绎。 CS144采用炼金术般的教学模式，融合理论授课、资料阅读、编程挑战和实验探索，助力学生深度探究计算机网络的魅力。这门课程要求学生进行一系列项目和作业，可能包括网络协议的创新设计、仿真模拟和深度分析，唤醒学子们将理论知识嵌入实际的巧思。 换而言之，CS144旨在孕育学生对计算机网络的深刻理解，为他们奠定构建、管理和优化网络系统的必备基石和技能。在这个网络狂潮中，CS144为学子们描绘出一幅璀璨的网络未来图景。

1.2 CS144实验室之Lab6

CS144的Lab 6是一个涉及网络安全方面的实验，通常会探讨和实践一些网络安全的技术和原理。这个Lab的内容会因教学年份和教授的不同而有所变化，它涉及以下主题：

1. 网络安全协议：Lab 6涉及到各种网络安全协议的实现和理解。例如，可能包括SSL/TLS的使用，了解和实践加密通信协议，或者涉及到其他安全层面的协议。
2. 漏洞和攻击模拟：实验设计了模拟网络攻击的场景，帮助学生了解网络系统中可能存在的漏洞和安全风险。这包括尝试利用特定漏洞进行攻击或者学习如何防范这些攻击。
3. 网络安全工具和技术：这个Lab涉及使用各种网络安全工具和技术来评估和加固网络系统的安全性。学生需要使用扫描工具、防火墙配置或者其他安全工具来分析和保护网络系统。

⛳️2. Lab6

2.1 实验目的

1 实现一个简单的路由 2 深入理解IP数据报的转发流程 3 对路由器硬件的工作原理有一定了解

2.2 实验说明

1 在lab6中，我们将在现有的NetworkInterface之上实现一个IP路由器。路由器有几个网络接口，可以在其中任何一个接口上接收Internet数据报。路由器的工作是根据路由表转发它得到的数据报。

2 您的工作是实现一个路由器，它可以为任何给定的数据报找出转发的接口、下一跳的IP地址。

3 路由器的实现将使用带有新router类的类库，以及在模拟网络中检查路由器功能的测试。lab6构建在lab5的NetworkInterface实现的基础上，但不使用在实验室0-4中实现的TCP堆栈。IP路由器不需要了解TCP、ARP或以太网(仅IP)。

2.3 实验内容

1 实现路由

（1）输入命令”cd sponge/build”进入build目录，输入命令”git merge origin/lab6-startercode”获取实验代码，输入命令”make”进行编译，编译结果如图7-1所示。

cd sponge/build
git merge origin/lab6-startercode

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图7-1 编译结果

（2）输入命令” vim ../libsponge/router.cc”进入文件，并如图7-2所示修改代码。代码源码见附录。

vim ../libsponge/router.cc

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图7-2 代码细节

（3）输入命令” vim ../libsponge/router.hh”进入router.hh文件，如图7-3所示修改代码。代码源码见附录。

vim ../libsponge/router.hh

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图7-3 代码细节

（4）输入命令”make”进行编译，编译结果如图7-4所示。

make

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图7-4 编译结果

（5）输入命令” make check_lab6”对lab6进行检查，检查结果如图7-5所示。可以看到，全部测试样例都通过测试。

make check_lab6

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图7-5 check结果

2.4 实验体会

1 lab6要求我们在现有的NetworkInterface基础上实现一个IP路由器，从而结束本课程。路由器有几个网络接口，可以在其中任何一个接口上接收互联网数据报。路由器的工作是根据路由表转发它得到的数据报：一个规则列表，它将数据报发送的接口以及下一跳的IP地址告诉路由器。

2 通过这次lab6实验，我们体会到在转发路由时采用最长匹配规则。匹配方法基于 prefix_length 生成一个 mask（mask 就是我们常说的子网掩码），然后通过 (dst & mask) == route_prefix 运算进行匹配即可。Mask 的生成方式通过 0xFFFFFFFF 位移得到，mask = 0xFFFFFFFF << (32-prefix_length)。需要注意的是，存在 prefix_length 为 0 的情况，此时会位移 32 位，超出 int 最大的合法范围。这里可以令 prefix_length 为 0 的 mask 为 0 即可。最后在转发时注意判断 next_hop 是否存在值。如果存在值代表是发到下一个路由，不存在值时发送到 direct 连接的设备上。

📝总结

斯坦福大学的CS144实验从Lab0到Lab7涵盖了广泛的网络系统和计算机网络主题。Lab0往往是介绍性的，可能涉及设置实验环境和初步概念。逐步进入Lab1至Lab7，学生将涉及更深层次的网络协议、编程和系统设计。