165 lines
20 KiB
HTML
165 lines
20 KiB
HTML
<!DOCTYPE html>
|
||
<html>
|
||
|
||
<head>
|
||
<meta charset="utf-8">
|
||
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
|
||
<title>lab3</title>
|
||
<link rel="stylesheet" href="https://stackedit.io/style.css" />
|
||
</head>
|
||
|
||
<body class="stackedit">
|
||
<div class="stackedit__html"><h1 id="работа-с-сетевыми-соединениями-в-python">Работа с сетевыми соединениями в Python</h1>
|
||
<h2 id="цели-и-задачи">Цели и задачи</h2>
|
||
<p>Цель данного занятия — ознакомить студентов с основами работы с сетевыми соединениями в Python, а также научить их анализировать сетевой трафик с помощью Wireshark. В рамках занятия студенты изучат:</p>
|
||
<ul>
|
||
<li>Принципы работы сетевых протоколов TCP и UDP.</li>
|
||
<li>Реализацию клиент-серверного взаимодействия на Python.</li>
|
||
<li>Основы анализа сетевого трафика.</li>
|
||
<li>Работа с HTTP-запросами через <code>socket</code> и <code>requests</code>.</li>
|
||
<li>Взаимодействие с сервисом по протоколу HTTP.</li>
|
||
</ul>
|
||
<h2 id="подготовительный-этап">Подготовительный этап</h2>
|
||
<p>Работу следует выполнять в среде Visual Studio Code, используя установленное расширение для Python. Перед началом необходимо:</p>
|
||
<ol>
|
||
<li>Создать и активировать виртуальное окружение с помощью <code>venv</code> или <code>conda</code>.</li>
|
||
<li>Установить библиотеку <code>requests</code> для работы с HTTP-запросами.</li>
|
||
<li>Инициализировать Git-репозиторий, добавить <code>.gitignore</code> и <code>README.md</code>.</li>
|
||
<li>Закоммитить изменения. Не выполнять push.</li>
|
||
</ol>
|
||
<h2 id="создание-простых-программ-для-клиент-серверного-взаимодействия-и-анализ-сетевого-трафика-в-wireshark">Создание простых программ для клиент-серверного взаимодействия и анализ сетевого трафика в Wireshark</h2>
|
||
<p>Необходимо реализовать две программы: сервер и клиент. Они должны обмениваться данными по протоколам TCP и UDP. В первом случае клиент отправляет строку, а сервер её модифицирует и возвращает обратно.</p>
|
||
<p>Пример TCP-сервера:</p>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> socket
|
||
|
||
server <span class="token operator">=</span> socket<span class="token punctuation">.</span>socket<span class="token punctuation">(</span>socket<span class="token punctuation">.</span>AF_INET<span class="token punctuation">,</span> socket<span class="token punctuation">.</span>SOCK_STREAM<span class="token punctuation">)</span>
|
||
server<span class="token punctuation">.</span>bind<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"0.0.0.0"</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">10000</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
server<span class="token punctuation">.</span>listen<span class="token punctuation">(</span><span class="token number">1</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"TCP сервер запущен"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
|
||
<span class="token keyword">while</span> <span class="token boolean">True</span><span class="token punctuation">:</span>
|
||
|
||
conn<span class="token punctuation">,</span> addr <span class="token operator">=</span> server<span class="token punctuation">.</span>accept<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>f<span class="token string">"Подключение от {addr}"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
|
||
data <span class="token operator">=</span> conn<span class="token punctuation">.</span>recv<span class="token punctuation">(</span><span class="token number">1024</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">if</span> <span class="token operator">not</span> data<span class="token punctuation">:</span>
|
||
<span class="token keyword">break</span>
|
||
conn<span class="token punctuation">.</span>sendall<span class="token punctuation">(</span>data<span class="token punctuation">.</span>upper<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
|
||
conn<span class="token punctuation">.</span>close<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
|
||
<span class="token keyword">if</span> data<span class="token punctuation">.</span>upper<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token operator">==</span> b<span class="token string">'EXIT'</span><span class="token punctuation">:</span>
|
||
<span class="token keyword">break</span>
|
||
|
||
</code></pre>
|
||
<p>Пример TCP-клиента:</p>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> socket
|
||
|
||
client <span class="token operator">=</span> socket<span class="token punctuation">.</span>socket<span class="token punctuation">(</span>socket<span class="token punctuation">.</span>AF_INET<span class="token punctuation">,</span> socket<span class="token punctuation">.</span>SOCK_STREAM<span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>connect<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">'127.0.0.1'</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">10000</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>sendall<span class="token punctuation">(</span>b<span class="token string">'hello server'</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
data <span class="token operator">=</span> client<span class="token punctuation">.</span>recv<span class="token punctuation">(</span><span class="token number">1024</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>f<span class="token string">"Ответ от сервера: {data.decode()}"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>close<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
</code></pre>
|
||
<p><strong>Wireshark</strong> — это инструмент для анализа сетевого трафика, который позволяет просматривать отправленные и полученные пакеты. Важным аспектом работы с TCP является <strong>трёхстороннее рукопожатие (three-way handshake)</strong>:</p>
|
||
<ul>
|
||
<li>Клиент отправляет <strong>SYN</strong>-пакет серверу.</li>
|
||
<li>Сервер отвечает <strong>SYN-ACK</strong>.</li>
|
||
<li>Клиент отправляет <strong>ACK</strong>, устанавливая соединение.</li>
|
||
</ul>
|
||
<p><strong>Задание:</strong></p>
|
||
<ol>
|
||
<li>Запустите Wireshark и начните захват трафика. Вам очень поможет фитльр <code>tcp.port==10000 || udp.port==10001</code>.</li>
|
||
<li>Запустите сервер и клиент, зафиксируйте обмен пакетами.</li>
|
||
<li>Остановите захват и найдите последовательность <strong>SYN, SYN-ACK, ACK</strong>.</li>
|
||
<li>Обратите внимание на <strong>Sequence Number, Sequence Number (raw), Acknowledgment Number, Acknowledgment Number (raw), Flags</strong>. Эти параметры определяют порядок передачи данных и подтверждения приёма.</li>
|
||
<li>Зафиксируйте последовательность завершения соединения (<strong>FIN</strong>), которая включает обмен FIN- и ACK-пакетами.</li>
|
||
<li>Измените TCP-клиент так, чтобы TCP-сервер завершил работу.</li>
|
||
</ol>
|
||
<p>Пример UDP-сервера:</p>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> socket
|
||
|
||
server <span class="token operator">=</span> socket<span class="token punctuation">.</span>socket<span class="token punctuation">(</span>socket<span class="token punctuation">.</span>AF_INET<span class="token punctuation">,</span> socket<span class="token punctuation">.</span>SOCK_DGRAM<span class="token punctuation">)</span>
|
||
server<span class="token punctuation">.</span>bind<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">'0.0.0.0'</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">10001</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"UDP сервер запущен"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
|
||
<span class="token keyword">while</span> <span class="token boolean">True</span><span class="token punctuation">:</span>
|
||
data<span class="token punctuation">,</span> addr <span class="token operator">=</span> server<span class="token punctuation">.</span>recvfrom<span class="token punctuation">(</span><span class="token number">1024</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>f<span class="token string">"Сообщение от {addr}: {data.decode()}"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
server<span class="token punctuation">.</span>sendto<span class="token punctuation">(</span>data<span class="token punctuation">.</span>upper<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">,</span> addr<span class="token punctuation">)</span>
|
||
</code></pre>
|
||
<p>Пример UDP-клиента:</p>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> socket
|
||
|
||
client <span class="token operator">=</span> socket<span class="token punctuation">.</span>socket<span class="token punctuation">(</span>socket<span class="token punctuation">.</span>AF_INET<span class="token punctuation">,</span> socket<span class="token punctuation">.</span>SOCK_DGRAM<span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>sendto<span class="token punctuation">(</span>b<span class="token string">'hello server'</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token string">'127.0.0.1'</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">10001</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
data<span class="token punctuation">,</span> _ <span class="token operator">=</span> client<span class="token punctuation">.</span>recvfrom<span class="token punctuation">(</span><span class="token number">1024</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>f<span class="token string">"Ответ от сервера: {data.decode()}"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>close<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
</code></pre>
|
||
<p><strong>Задание:</strong></p>
|
||
<ol>
|
||
<li>Запустите Wireshark и начните захват трафика.</li>
|
||
<li>Запустите сервер и клиент, зафиксируйте обмен пакетами.</li>
|
||
<li>Проанализируйте разницу в передаче данных между TCP и UDP, сравнив структуру пакетов в Wireshark.</li>
|
||
<li>Модифицируйте серверную программу, чтобы изменять входящие данные перед отправкой клиенту. Измените порты для сервера и клиента.</li>
|
||
</ol>
|
||
<h2 id="подключение-к-веб-серверу-и-работа-с-http-запросами">Подключение к веб-серверу и работа с HTTP-запросами</h2>
|
||
<p>Создайте TCP-клиент, который устанавливает соединение с <code>vyatsu.ru</code> по порту 80 и отправляет HTTP-запрос:</p>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> socket
|
||
|
||
client <span class="token operator">=</span> socket<span class="token punctuation">.</span>socket<span class="token punctuation">(</span>socket<span class="token punctuation">.</span>AF_INET<span class="token punctuation">,</span> socket<span class="token punctuation">.</span>SOCK_STREAM<span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>connect<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">'vyatsu.ru'</span><span class="token punctuation">,</span> <span class="token number">80</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
request <span class="token operator">=</span> <span class="token string">"GET / HTTP/1.1\r\nHost: vyatsu.ru\r\n\r\n"</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>sendall<span class="token punctuation">(</span>request<span class="token punctuation">.</span>encode<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
response <span class="token operator">=</span> client<span class="token punctuation">.</span>recv<span class="token punctuation">(</span><span class="token number">4096</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>response<span class="token punctuation">.</span>decode<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
client<span class="token punctuation">.</span>close<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
</code></pre>
|
||
<p><strong>Задание:</strong></p>
|
||
<ol>
|
||
<li>Запустите Wireshark, выполните запрос и проанализируйте трафик (фильтр <code>tcp.port==80</code> оставит интересующие нас пакеты видимыми). Определите используемые протоколы. Поясните ответ от сервера.</li>
|
||
<li>Повторите запрос с использованием <code>requests</code>:</li>
|
||
</ol>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> requests
|
||
|
||
response <span class="token operator">=</span> requests<span class="token punctuation">.</span>get<span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"http://vyatsu.ru"</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>response<span class="token punctuation">.</span>text<span class="token punctuation">[</span><span class="token punctuation">:</span><span class="token number">500</span><span class="token punctuation">]</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
</code></pre>
|
||
<ol start="3">
|
||
<li>Сравните полученные данные с анализом Wireshark и измените код первого примера так, чтобы он выглядел как захваченный трафик при использовании <code>requests</code>.</li>
|
||
</ol>
|
||
<h2 id="работа-с-api-gitea">Работа с API Gitea</h2>
|
||
<p><strong>Задание:</strong></p>
|
||
<ol>
|
||
<li>Сгенерируйте API-токен в Gitea (<code>https://git.vyatsu.ru/user/settings/applications</code>) с правами только на чтение.</li>
|
||
<li><strong>Важно!</strong> Токен не должен попадать в коммиты. Добавьте его в <code>.gitignore</code> и используйте переменные окружения.</li>
|
||
<li>Выполните запрос к API Gitea:</li>
|
||
</ol>
|
||
<pre class=" language-python"><code class="prism language-python"><span class="token keyword">import</span> requests
|
||
|
||
TOKEN <span class="token operator">=</span> <span class="token string">"ВАШ_ТОКЕН"</span>
|
||
headers <span class="token operator">=</span> <span class="token punctuation">{</span><span class="token string">"Authorization"</span><span class="token punctuation">:</span> f<span class="token string">"token {TOKEN}"</span><span class="token punctuation">}</span>
|
||
response <span class="token operator">=</span> requests<span class="token punctuation">.</span>get<span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"https://git.vyatsu.ru/api/v1/user"</span><span class="token punctuation">,</span> headers<span class="token operator">=</span>headers<span class="token punctuation">)</span>
|
||
<span class="token keyword">print</span><span class="token punctuation">(</span>response<span class="token punctuation">.</span>json<span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
|
||
</code></pre>
|
||
<ol start="4">
|
||
<li>Выпустите новый токен с правами на запись и, например, создайте репозиторий, issue или комментарий. У каждого студента должно быть свой вариант.</li>
|
||
<li>Закоммитьте весь написанный код и выполните <code>git push</code> из среды Visual Studio Code.</li>
|
||
</ol>
|
||
<h2 id="критерии-успешного-выполнения">Критерии успешного выполнения</h2>
|
||
<ul>
|
||
<li>Все программы корректно работают и взаимодействуют друг с другом.</li>
|
||
<li>В Wireshark зафиксированы последовательности TCP Handshake и завершения соединения.</li>
|
||
<li>Анализ трафика выполнен, найдены отличия между <code>socket</code> и <code>requests</code>.</li>
|
||
<li>API-токен не попал в коммиты.</li>
|
||
<li>Программа взаимодействия с Gitea <a href="http://Vyatsu.ru">Vyatsu.ru</a> написана, отлажена и работает.</li>
|
||
<li>Все изменения зафиксированы в git и запушены в удалённый репозиторий на <a href="https://git.vyatsu.ru/">https://git.vyatsu.ru/</a>. В названии репозитория упомянуть, что это третья работа.</li>
|
||
</ul>
|
||
</div>
|
||
</body>
|
||
|
||
</html>
|