[CS144 Winter 2025] GUIDANCE

2026-08-26 13:52:30   2026-08-26 13:52:30
Categories CS144 Winter 2025
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环境

• MacBook Air M2, 2022, 24+512
• macOS 26.5.2 (25F84)

环境配置

安装 UTM

brew install --cask utm

下载 Ubuntu 镜像

Ubuntu 24.04.4 (Noble Numbat)：64-bit ARM (ARMv8/AArch64) server install image

创建虚拟机

1. Create a New Virtual Machine - Virtualize - Linux
2. Memery: 4096MiB; CPU Cores: 4 其他选项保持默认
   
3. Boot from ISO image - Browse… 选择下载的 Ubuntu 镜像
   
4. Specify the size of the drive where data will be stored into: 20GiB
5. Shared Directory: 不选

安装 Ubuntu

1. 选择第一个 Ubuntu Server
   
2. 用户名为 eagle233，主机名为 cs144-winter-2025
3. 安装 OpenSSH，暂不导入 Key
   
4. 不安装额外的 snaps
   

配置 SSH

1. 更新系统

sudo apt update
sudo apt full-upgrade -y
sudo reboot

2. 安装并启动 Avahi

sudo apt update
sudo apt install -y avahi-daemon
sudo systemctl enable --now avahi-daemon

确保 SSH 服务也已经启动

sudo systemctl enable --now ssh

检查两个服务

systemctl is-active avahi-daemon
systemctl is-active ssh

两行都应输出

active

2. 在 Mac 终端生成密钥，直接回车两次（不创建密码）

ssh-keygen -t ed25519 \
  -f ~/.ssh/cs144_winter_2025 \
  -C "cs144-winter-2025"

复制公钥

pbcopy < ~/.ssh/cs144_winter_2025.pub

3. 登录 Ubuntu

ssh eagle233@cs144-winter-2025.local

在 Ubuntu 中粘贴公钥保存

mkdir -p ~/.ssh
chmod 700 ~/.ssh
vim ~/.ssh/authorized_keys

设置权限

chmod 600 ~/.ssh/authorized_keys

3. 在 VS Code 编辑 SSH 配置：

Host cs144-winter-2025
    HostName cs144-winter-2025.local
    User eagle233
    IdentityFile ~/.ssh/cs144_winter_2025
    IdentitiesOnly yes
    ServerAliveInterval 30

校准时间

由于本地 Clash 无法正确转发 UDP 123 端口，NTP 请求收不到回复，因此需要手动校准时间

1. 配置 Linux 使用 UTC 硬件时钟、上海时区和自动校时

sudo timedatectl set-local-rtc 0
sudo timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
sudo timedatectl set-ntp true
sudo systemctl enable --now systemd-timesyncd
sudo systemctl restart systemd-timesyncd

2. 在 Mac 终端执行

ssh -t cs144-winter-2025 "sudo date -s @$(date +%s)"

3. 在 Ubuntu 安装 UTM 时间同步组件

sudo apt install -y qemu-guest-agent
sudo systemctl start qemu-guest-agent

检查：

systemctl is-active qemu-guest-agent

应输出：

active

UTM 官方说明 QEMU Guest Agent 支持虚拟机时间同步，并可在暂停、恢复或 Mac 睡眠唤醒后重新同步时间。UTM Linux Guest 文档

安装依赖

sudo apt update

sudo apt install -y \
  git \
  cmake \
  gdb \
  build-essential \
  gcc-13 \
  g++-13 \
  clang \
  clang-tidy \
  clang-format \
  pkg-config \
  iproute2 \
  iputils-ping \
  iptables \
  tcpdump \
  tshark \
  traceroute \
  mtr-tiny \
  telnet \
  netcat-openbsd \
  dnsutils \
  openssh-server \
  avahi-daemon \
  libnss-mdns \
  ca-certificates \
  curl \
  wget \
  python3 \
  python3-venv \
  python3-pip \
  python3-numpy \
  python3-matplotlib \
  vim \
  nano \
  tmux \
  lsof \
  file \
  rsync \
  zip \
  unzip

安装 tshark 时如果出现：

Should non-superusers be able to capture packets?

选择：

No

后面需要抓包时需要 root 权限：

sudo tshark
sudo tcpdump

检查关键工具：

git --version
cmake --version
g++-13 --version
clang++ --version
gdb --version
clang-tidy --version
python3 --version
iptables --version
tshark --version
tcpdump --version

检查 TUN：

sudo modprobe tun
test -c /dev/net/tun && echo "/dev/net/tun OK"
ip tuntap help >/dev/null && echo "ip tuntap OK"

预期输出：

/dev/net/tun OK
ip tuntap OK

实验仓库准备

1. 克隆已有的 CS144 Winter 2025 仓库。克隆时只获取 Starter 分支，不获取镜像作者的 main

git clone \
  --single-branch \
  --branch check1-startercode \
  https://github.com/tuxnode/minnow.git \
  cs144-winter-2025

进入仓库后，把第三方来源重命名，避免与自己的 GitHub 仓库混淆：

git remote rename origin winter2025-source

添加其他 Starter 分支：

git remote set-branches --add winter2025-source check2-startercode
git remote set-branches --add winter2025-source check3-startercode
git remote set-branches --add winter2025-source check5-startercode
git remote set-branches --add winter2025-source check6-startercode
git remote set-branches --add winter2025-source check7-startercode

下载这些分支：

git fetch winter2025-source

2. Winter 2025 Checkpoint 0 的原始提交是 a63657bf74b25b57d68ad2b5682894ee4cc231a6。从这个未完成提交创建 main：

git switch -c main a63657bf74b25b57d68ad2b5682894ee4cc231a6

确认

git log -1 --oneline

应当看到

a63657b CS144 Lab checkpoint 0

3. 创建永久保存的 Starter 分支。创建 Checkpoint 0 分支

git branch check0-startercode a63657bf74b25b57d68ad2b5682894ee4cc231a6

check1-startercode 在第一次 clone 时已经创建了。把它校准到 Starter 来源：

git branch -f check1-startercode winter2025-source/check1-startercode

创建其余 Starter 分支：

git branch check2-startercode winter2025-source/check2-startercode
git branch check3-startercode winter2025-source/check3-startercode
git branch check5-startercode winter2025-source/check5-startercode
git branch check6-startercode winter2025-source/check6-startercode
git branch check7-startercode winter2025-source/check7-startercode

查看结果：

git branch

应当看到：

  check0-startercode
  check1-startercode
  check2-startercode
  check3-startercode
  check5-startercode
  check6-startercode
  check7-startercode
* main

4. 连接自己的 GitHub 仓库

git remote add origin git@github.com:Eagle233Fake/cs144-winter-2025.git

检查远程仓库：

git remote -v

应该同时看到：

origin              git@github.com:Eagle233Fake/cs144-winter-2025.git
winter2025-source   https://github.com/tuxnode/minnow.git

5. 配置 SSH 密钥

ssh-keygen -t ed25519 -C "Eagle233Fake CS144 Winter 2025 Ubuntu VM"

复制命令之后的内容

cat ~/.ssh/id_ed25519.pub

打开GitHub SSH Keys 设置，点击 New SSH key
填写 Key type: Authentication Key；Key: 粘贴公钥
测试连接

ssh -T git@github.com

成功后应看到：

Hi Eagle233Fake! You've successfully authenticated, but GitHub does not provide shell access.

5. 推送 main

git push -u origin main

然后推送所有纯 Starter 分支：

git push origin \
  check0-startercode \
  check1-startercode \
  check2-startercode \
  check3-startercode \
  check5-startercode \
  check6-startercode \
  check7-startercode

6. 移除第三方来源：

git remote remove winter2025-source

检查：

git remote -v

现在只能看到自己的仓库：

origin  git@github.com:Eagle233Fake/cs144-winter-2025.git

最后确认位于作业分支：

git switch main
git status

学习资料

• CS144 Winter 2025 官方网站源码快照
• Winter 2025 官方 Lab FAQ
• Winter 2025 官方课程说明
• Winter 2025 官方 handouts 目录
• Winter 2025 官方往年考试目录

实验手册

• Checkpoint 0：Networking warmup / ByteStream
• Checkpoint 1：Reassembler
• Checkpoint 2：TCP Receiver
• Checkpoint 3：TCP Sender
• Checkpoint 4：Measuring the real world
• Checkpoint 5：Network Interface / ARP
• Checkpoint 6：IP Router
• Checkpoint 7：Putting it all together

参考资料

• Alex’s Space - CS144 之后可能会参考这个教程的实现
• tuxnode / minnow 从这个仓库 fork 而来
• csdiy - Stanford CS144: Computer Network