物联网技术概论实验报告.docx
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物联网技术概论实验报告
实验项目
项目序号
实验项目名称
学时
成绩
1
虚拟技术及应用
2
2
裸金属架构虚拟服务器技术应用
2
3
Hadoop云计算实践
2
4
ATOS物联网平台入门
2
5
DES算法原理与编程实现
2
6
CC2530LED组件点亮
2
7
CC2530定时器组件
2
8
CC2530串口组件通信
2
《物联网技术概论》实验报告填写要求
一、基本说明：
本课程共需完成实验项目八个，每次实验的完成时间为2课时。
每一次实验均须提交一份实验报告。
二、实验报告书写要求：
1.实验目的和要求：
明确实验的内容和具体任务；
2.实验原理：
实验内容的简要原理、图表、公式、计算等
3.实验步骤：
实验操作方法、操作规范、操作步骤及操作注意事项
4.实验记录：
准确无误的记录实验数据、实验结果。
5.实验小结：
针对实验中碰到的问题进行组内以及组外讨论，遇到不能解决的问题时向指导老师请教，并将问题的提出以及解决的过程写入实验报告，以作为以后学习的参考。
问题要具体描述，避免抽象地罗列、笼统地讨论；
6.全部文字叙述内容要求简明扼要，思路清楚；
7.本课程实验实行分组，实验由组内成员配合完成。
三、其他要求：
要求实验报告字迹工整、文字简练、数据齐全、分析充分、具体、定量。
对于抄袭实验报告和编篡原始数据的行为，一经发现，以零分处理，并根据相关条例给予处分。
四、成绩评定：
实验报告由指导老师评定成绩，成绩分为优、良、中、及格与不及格五个等级。
实验成绩占期末总评成绩的30％
实验一 虚拟技术及应用
一、实验目的
1、掌握虚拟软件平台的安装
2、掌握常见虚拟机的应用
二、实验环境
主机1台，Cygwin，VMware9.0
三、实验任务与要求
1、安装Cygwin
2、使用Cygwin
3、安装VMware9.0
4、基于VMware9.0构建一台虚拟机
四、实验步骤及思考题（实验主要过程请截图说明）
1、安装Cygwin
具体任务：
安装好Cygwin，并登陆验证
2、使用Cygwin
具体任务：
基于VPC2007构建一台虚拟机，虚拟机名称为各位“序号-姓名拼音”。
进入Cygwin界面
3、安装VMware9.0
具体任务：
安装VMware9.0
4、基于VMware9.0构建一台虚拟机
具体任务：
基于VMware9.0构建一台虚拟机，虚拟机名称为各位“序号-姓名拼音”，安装Linux系统并登陆验证
安装Linux系统：
登陆Linux系统：
【思考题】
1、简述什么是虚拟机技术？
利用软件在原来的电脑上面虚拟出一个新的电脑的技术，是在现有的操作系统上虚拟出一个新的子系统的技术。
2、简述VMware9.0功能及特点？
VMWare虚拟机可以使你在一台机器上同时运行二个或更多
Windows、DOS、LINUX系统。
与“多启动”系统相比，VMWare采
用了完全不同的概念，多启动系统在一个时刻只能运行一个系
统，在系统切换时需要重新启动机器。
VMWare虚拟机是真正“同
时”运行，VMwareWorkstation使你在多个操作系统在主系统
的平台上，就像标准Windows应用程序那样切换，而且每个操作
系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据，
你甚至可以通过网卡将几台虚拟机用网卡连接为一个局域网，极
其方便，安装在VMwareWorkstation操作系统性能上比直接安
装在硬盘上的系统低不少，因此，比较适合学习和测试。
VMware
Workstation在9.0时就全面支持Windows8，功能更加强大。
今天，VMwareWorkstation9.0.1正式发布，版本号为Build
894247，这是WMware9.0的维护版本，解决了一些已知的问题，
所有VMware9.0用户均可免费升级。
VMwareWorkstation9.0.1
新增功能：
——支持Ubuntu12.10作为主机和虚拟机；——虚
拟机系统名单中新增了Solaris11。
五、实验小结（实验过程中遇到什么问题？
如何解决？
）
安装Cygwin软件过程，在LocalPackageDredory页面选项中未选中与电脑符合的32位系统导致后面安装无法进行，重新选过即可。
实验二 裸金属架构虚拟服务器技术应用
一、实验目的
1、掌握VMwarevSphere5.1系统部署与应用
2、掌握WindowsServer2008R2中的Hyper-v系统的部署与应用
二、实验环境VMware8.0,esxi-VMware-VMvisor-Installer-5.0.0.update01-623860.x86_64.IOS,VMware-viclient-all-5.0.0-755629.exe,GRMHVxFRE1_DVD（Microsoft®Hyper-V™Server2008R2）.IOS,WindowsServer2003系统镜像文件
三、实验任务与要求
1、基于VMware9.0部署VMwareEsxi5.1的应用；
2、基于VMware9.0部署Hyper-v的应用
四、实验步骤及思考题
1、基于VMware9.0部署VMwareEsxi5.0的应用；
基本步骤：
A、安装VMware9.0安装VMware9.0
B、在WMware9.0上安装esxi-VMware-VMvisor-Installer-5.0.0.update01-623860.x86_64.IOS（过程类似于传统创建虚拟机方式），安装完毕后启动并进行IP的配置，使得物理机能预知ping通。
C、在物理机上安装VMware-viclient-all-5.0.0-755629.exe，安装完毕后开启连接Esxi服务器
D、基于上步骤的链接界面创建虚拟机并进行部署和应用
2、基于VMware9.0部署Hyper-v的应用；
基本步骤：
A、安装VMware9.0//前面安装过了就不需再安装了
B、在WMware9.0上安装GRMHVxFRE1_DVD（Microsoft®Hyper-V™Server2008R2）.IOS（过程类似于传统创建虚拟机方式），安装完毕后启动并进行IP的配置、允许MMC远程管理、启用WindowsPowerShell、允许服务器管理器远程管理等。
C、在物理机上通过“Hyper-V管理器”来管理Hyper-V™Server2008R2并进行部署和应用（在其上创建若干虚拟机，并在创建的虚拟机上创建相关服务）
【思考题】
1、简述虚拟化架构技术中寄居架构与裸金属架构的异同？
答：
寄居架构就是在操作系统之上安装和运行虚拟化程序，依赖于主机操作系统对设备的支持和物理资源的管理;而裸金属架构就是直接在硬件上面安装虚拟化软件，再在其上安装操作系统和应用，依赖虚拟层内核和服务器控制台进行管理。
2、请谈下vSphere与Hyper-v的异同点？
答：
相同点：
vSphere与Hyper-v都采用了Type1VMM架构，并以此为基础实现各自的服务器虚拟化技术。
异同点：
Hyper-V采用微内核式管理程序设计项设计并不强制要求设备驱动程序作为管理程序层中的组成部分——设备驱动程序以独立方式运作并以“控制层”为活动空间。
VMware公司的vSphere采用的是单片式管理程序设计这就需要管理程序对设备驱动程序进行识别，并由“管理程序层”负责管理。
5、实验小结（实验过程中遇到什么问题？
如何解决？
）
ip地址出错，后重新设置对应ip。
实验三 Hadoop云计算实践
一、实验目的
1、掌握Linux基础环境搭建
2、掌握Hadoop单机系统安装配置
3、Hadoop集群系统配置安装配置
二、实验环境VMware9.0,esxi-VMware-VMvisor-Installer-5.0.0.update01-623860.x86_64.IOS,VMware-viclient-all-5.0.0-755629.exe,RedhatEnterpriseLinux5.5.ISO，Hadoop2.2.0.tar.gz等。
三、实验任务与要求
1、Linux基础环境搭建
2、Hadoop单机系统安装配置
3、Hadoop集群系统配置安装配置
四、实验步骤及思考题
1、Linux基础环境搭建；
基本步骤：
说明：
本实验既可基于VMWareEsxi平台实现也可以基于VMWare9.0平台实现，均需要创建3台虚拟机，其中1台（master节点）供本实验“Hadoop单机系统安装配置”使用，另外2台（Slave节点）供“Hadoop集群系统配置安装配置”使用。
A、安装VMware9.0
B、若基于VMware9.0平台部署，请直接在VMware9.0中安装4台虚拟机（为提高效率可安装1台然后基于该台克隆3台）；若基于ESXi平台实现，请按照如下3步执行：
v在WMware9.0上安装esxi-VMware-VMvisor-Installer-5.0.0.update01-623860.x86_64.IOS（过程类似于传统创建虚拟机方式），安装完毕后启动并进行IP的配置，使得物理机能与之ping通。
v在物理机上安装VMware-viclient-all-5.0.0-755629.exe，安装完毕后开启连接Esxi服务器
v基于上步骤的链接界面创建4台虚拟机并进行部署和应用
C、配置各台虚拟机时间同步、网络环境、host列表
D、在各台虚拟机上安装JDK、生成登陆密钥
E、创建用户账号和Hadoop部署目录和数据目录
F、检查基础环境
2、Hadoop单机系统安装配置（Master节点）；
基本步骤：
A、Hadoop文件加载和解压
B、配置hadoop-env.sh环境变量
C、HadoopCommon组件配置core-site.xml
D、HDFSNameNode,DataNode组建配置hdfs-site.xml
E、配置MapReduce-JobTrackerTaskTracker启动配置
F、Hadoop单机系统,启动执行和异常检查
G、查看集群部署部署成功
3、Hadoop集群系统配置安装配置（Slave节点）
基本步骤：
A、检查node节点linux基础环境是否正常
B、配置从master机器到node节点无密钥登陆
C、检查master到每个node节点在hadoop用户下使用密钥登陆是否正常
D、配置master集群服务器地址stop-all.shstart-all.sh的时候调用
E、查看集群部署部署成功
【思考题】
1、简述本实验中基于VMWare9.0平台部署与基于Esxi5.0平台部署异同点。
答：
都需要通过配置多个虚拟机来进行虚拟化，整个虚拟化过程中需要一个终端，
以便对数据的操作，但基于Esxi5.0平台部署中要配置各台虚拟机时间同步、
网络环境、host列表。
2、请谈下对Hadoop云计算平台的理解。
答：
Hadoop用于对数据的处理，是一个能够对大量数据进行分布式处理的软件
框架，它是一种技术的实现，是云计算技术中重要的组成部分，云计算的概
念更广泛且偏向业务而不是必须拘泥于某项具体技术，云计算的存在只是一
种新的商业计算模型和服务模式云计算中使用这一技术大大的减少数据的
操作，和方便对数据的操作。
五、实验小结（实验过程中遇到什么问题？
如何解决？
）
答：
实验中发现虚拟机连接不上，实验无法进行下去。
最后通过更改网络ID连接上。
实验四 ATOS物联网平台入门
一、实验目的
1、掌握安装ATOS开发套件
2、掌握基于ATOS平台开发流程
二、实验环境
ATOS实验箱，及ATOS开发套件，两人一组
三、实验任务与要求
1、安装ATOS开发套件
2、测试开发环境
3、基于ATOS平台开发流程
四、实验步骤及思考题
1、安装ATOS开发套件
具体任务：
安装ATOS集成开发环境；
安装KeilC51
破解软件：
2、测试开发环境
具体任务：
验证测试，开发测试
3、基于ATOS平台开发流程
具体任务：
创建应用程序，编译应用程序，烧录程序
烧录程序：
【思考题】
1、请简述下ATOS平台软件部署流程。
A.进入“光盘A\01环境搭建\04TinyOS\”目录，找到
“atos-tinyos-edu-setup-v1.01.exe”，双击，进入安装界面
B.单击【安装】，安装程序自动进行余下的安装工作。
C.安装程序会在桌面上创建“Atos-Cygwin”快捷方式。
2、请简述ATOS平台下开发基本流程和方法。
答：
在Cygwin环境下，（按照上述3.1.2默认安装程序，以后路径统一在
C:
\Atosenet\atos-cygwin）找到路径C:
\Atosenet\atos-cygwin\opt\atos\apps\Test，执行
命令makeantc5便可以进行编译，其中make是编译指令，它通过所在目录下的
makefile规则文件进行对源代码的编译，antc5代表编译的平台，（ATOS实验系
统的平台代号为antc5），它用于指示一些与平台相关的指令及代码生成规则等，
编译时的运行界面如下图所示。
五、实验小结（实验过程中遇到什么问题？
如何解决？
）
答：
出现“nosuchfileordirectory”，出现原因：
cd的时候出现错误，导致打开的路径不对。
解决方案：
对照ls出来的文件一一对应，进入相应的文件夹即可。
实验五 DES算法原理与编程实现
一、实验目的
1、理解DES算法原理
2、掌握DES的编程实现
二、实验环境
WindowsXP、VC6.0
3、实验原理
1、DES算法简介
DES算法的入口参数有三个：
Key、Data、Mode。
其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：
加密或解密。
DES算法是这样工作的：
如Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。
在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。
2、DES加密算法详解
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位,其功能是把输入的64位数据块经过初始置换按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，然后R0与第一轮子密钥K1进行f（R0,K1）运算，运算结果再与L0进行按位异或运算，运行结果交换作为下一轮的R1，R0交换作为下一轮的L1，下一轮同样进行f（Ri,Ki）运算，以此类推共进行16轮，最后一轮不用进行交换，最后进行逆初始置换，即为密文输出。
3、子密钥Ki（48bit）的生成算法
初始Key值为64位，但DES算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。
故Key实际可用位数便只有56位。
即：
经过缩小选择换位表1的变换后，Key的位数由64位变成了56位，此56位分为C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。
依此类推，便可得到K1、K2、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行：
循环左移位数1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
4、DES解密算法
DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、……，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。
四、实验步骤及思考题
1、画出DES算法流程图
2、编程实现DES
#include
#include
#include
//IP置换
intIP[]={58,50,42,34,26,18,10,2,
60,52,44,36,28,20,12,4,
62,54,46,38,30,22,14,6,
64,56,48,40,32,24,16,8,
57,49,41,33,25,17,9,1,
59,51,43,35,27,19,11,3,
61,53,45,37,29,21,13,5,
63,55,47,39,31,23,15,7};
//IP逆置换
intIP_1[64]={40,8,48,16,56,24,64,32,
39,7,47,15,55,23,63,31,
38,6,46,14,54,22,62,30,
37,5,45,13,53,21,61,29,
36,4,44,12,52,20,60,28,
35,3,43,11,51,19,59,27,
34,2,42,10,50,18,58,26,
33,1,41,9,49,17,57,25};
//扩展变换E
intE[48]={32,1,2,3,4,5,
4,5,6,7,8,9,
8,9,10,11,12,13,
12,13,14,15,16,17,
16,17,18,19,20,21,
20,21,22,23,24,25,
24,25,26,27,28,29,
28,29,30,31,32,1};
//P置换
intP[32]={16,7,20,21,29,12,28,17,
1,15,23,26,5,18,31,10,
2,8,24,14,32,27,3,9,
19,13,30,6,22,11,4,25};
//置换选择1
intPC_1[56]={57,49,41,33,25,17,9,1,
58,50,42,34,26,18,10,2,
59,51,43,35,27,19,11,3,
60,52,44,36,63,55,47,39,
31,23,15,7,62,54,46,38,
30,22,14,6,61,53,45,37,
29,21,13,5,28,20,12,4};
//置换选择2
intPC_2[48]={14,17,11,24,1,5,3,28,
15,6,21,10,23,19,12,4,
26,8,16,7,27,20,13,2,
41,52,31,37,47,55,30,40,
51,45,33,48,44,49,39,56,
34,53,46,42,50,36,29,32};
//8个s盒
intS1[4][16]={14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,15,10,0,6,13},
S2[4][16]={15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9},
S3[4][16]={10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12},
S4[4][16]={7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14},
S5[4][16]={2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3},
S6[4][16]={12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
9,14,15,5,2,8,12,3,
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