import requests
 
r = requests.get(
    'https://api.example.org/runs',
    timeout=5)
print(r.status_code, r.json())

Пояснение

Одна строка кода запускает пять шагов на разных уровнях сети.

>>> import ipaddress
>>> net = ipaddress.ip_network('192.0.2.0/24')
>>> net.num_addresses, net.netmask
(256, IPv4Address('255.255.255.0'))

Для физика

Адреса учебных сетей лекции взяты из диапазонов документации.

$ ip -br link
va@if2  UP  f2:82:ac:e0:e0:79 <BROADCAST,UP,…>
 
$ ip neigh
192.0.2.20 dev va lladdr f2:80:58:c1:92:87 REACHABLE

Пояснение

Программа знает IP-адрес соседа, а кадр отправляется на MAC-адрес: соответствие выясняет ARP.

01

Пространства имён a и b и пара veth между ними

02

Интерфейсы и адреса узла a

03

ping соседа и таблица ARP

$ ip route
default via 192.0.2.1 dev va
192.0.2.0/24 dev va proto kernel scope link
198.51.100.128/25 via 192.0.2.254 dev va
 
$ ip route get 198.51.100.200
198.51.100.200 via 192.0.2.254 dev va

Важно

Сервер соседнего корпуса не отвечает, а машины своей комнаты доступны: чаще всего нет маршрута до сети.

default        via 192.0.2.1
64.0.0.0/4     via 192.0.2.2
128.0.0.0/1    via 192.0.2.19
192.0.2.0/25   via 192.0.2.9
192.0.2.48     via 192.0.2.17

Пояснение

Префикс /n задаёт число старших битов, которые должны совпасть с адресом.

$ ip rule
0:      from all lookup local
32766:  from all lookup main
32767:  from all lookup default
 
# ответы сети установки — через её шлюз
ip route add default via 10.20.0.1 table 100
ip rule add from 10.20.0.0/16 lookup 100

Для физика

Компьютер на установке: институтская сеть и сеть управления на разных интерфейсах.

01

Сети 192.0.2.0/24 и 198.51.100.0/24, узел r между ними

02

ping без маршрута: сеть недоступна

03

Маршрут по умолчанию через r: ping и tracepath

04

Более конкретный /25 и ip route get

$ ss -tln
State   Local Address:Port   Peer Address:Port
LISTEN  127.0.0.1:8000        0.0.0.0:*
LISTEN  0.0.0.0:22            0.0.0.0:*

Пояснение

UDP: для DNS проще повторить запрос, чем поддерживать соединение; потерянный кадр видеосвязи уже не нужен.

Пояснение

HTTP/3 работает поверх QUIC на UDP: надёжность реализована над UDP заново.

Для физика

О потере пакетов телеметрии UDP не сообщает: пропуски выявляет счётчик в данных.

01

http.server на 127.0.0.1:8000 и ss

02

tcpdump на петлевом интерфейсе

03

curl и разбор перехваченных сегментов

01

Сеть a—r—b: на r задержка 50 мс и 1 % потерь (tc netem)

02

Сервер в b с файлом 8 МиБ, RTT по ping

03

Скачивание трижды при CUBIC

04

BBR у отправителя и снова трижды

tcpdump -i any -nn 'tcp port 443'
tcpdump -i eth0 -nn host 192.0.2.20
tcpdump -i lo -w dump.pcap 'port 8000'
tcpdump -r dump.pcap -nn -A
ss -tnp            # чьи соединения

Пояснение

Файл .pcap открывает Wireshark: графики окна, повторы, задержки.

Важно

Перехват на чужой сети без разрешения недопустим: пакеты содержат чужие данные.

01

Скрипт doh.sh: запрос к 1.1.1.1 по HTTPS, ответ в JSON

02

Записи A и AAAA для example.com

03

CNAME для www.github.com

04

Почтовые серверы gmail.com

GET /hello.txt HTTP/1.1
Host: localhost
 
HTTP/1.0 200 OK
Server: SimpleHTTP/0.6
Content-type: text/plain
Content-Length: 13
 
pulse 4.2 mA

Пояснение

Идемпотентный запрос можно повторить при обрыве: состояние сервера останется тем же.

01

http.server на 127.0.0.1:8000

02

Запрос из файла: строки с CR LF

03

Отправка через nc и ответ сервера

04

curl -v для отсутствующего пути

Пояснение

Let's Encrypt выдаёт сертификаты бесплатно и автоматически по протоколу ACME.

Важно

verify=False отключает проверку подлинности: шифрование остаётся, защиты от подмены — нет.

Пояснение

HTTP/2 — много запросов одновременно в одном соединении; HTTP/3 — поверх QUIC на UDP.

01

Сертификат и ключ для localhost на сутки

02

openssl s_server на порту 8443

03

curl без доверия к сертификату

04

curl с --cacert: TLS 1.3

import socket
 
with socket.create_connection(('127.0.0.1', 8000)) as s:
    s.sendall(b'GET /hello.txt HTTP/1.1\r\n'
              b'Host: localhost\r\n\r\n')
    reply = b''
    while chunk := s.recv(4096):  # до закрытия
        reply += chunk
print(reply.split(b'\r\n\r\n')[1])

Пояснение

Протокол — текст в открытом TCP-соединении; далее необходимо найти конец заголовков, дочитать тело, учесть кодировку и перенаправления.

Для физика

Сокеты нужны для своих протоколов: телеметрия установки, SCPI-команды приборам.

r = requests.get(url, params={'limit': 10}, timeout=5)
r.raise_for_status()      # 4xx, 5xx — исключение
data = r.json()
 
s = requests.Session()
retry = Retry(total=4, backoff_factor=0.5,
              status_forcelist=[429, 503])
s.mount('https://', HTTPAdapter(max_retries=retry))

01

Сервер flaky.py: два ответа 503 на /data, /slow — через 3 с

02

requests с timeout=1 к /slow

03

Session с Retry к /data

04

Журнал сервера

import os
 
token = os.environ['ARCHIVE_TOKEN']
s = requests.Session()
s.headers['Authorization'] = f'Bearer {token}'
r = s.get(f'{API}/runs', params={'page': 2},
          timeout=10)

Важно

Ключ доступа — пароль: хранится в переменной окружения, не в репозитории.

soup = BeautifulSoup(page.content, 'html.parser')
for tr in soup.select('table#magnets tr')[1:]:
    cells = [td.get_text(strip=True)
             for td in tr.find_all('td')]

Важно

Без charset в заголовке requests декодирует text/html как ISO-8859-1: разбирают байты page.content.

01

Каталог site через http.server

02

robots.txt: разрешённые и запрещённые пути

03

Кодировка ответа и разбор байтов

04

Строки таблицы магнитов

async def main():
    limit = asyncio.Semaphore(10)
    async with httpx.AsyncClient() as client:
        async def one(url):
            async with limit:
                return await client.get(url)
        return await asyncio.gather(*map(one, urls))

Пояснение

Время уходит на ожидание сети: пока один ответ в пути, отправляются другие запросы.

Важно

Тысяча одновременных запросов для чужого сервера неотличима от атаки: параллелизм ограничивают.

Пояснение

httpx по умолчанию ждёт ответа 5 с, requests — без ограничения.

01

Сервис slow.py на FastAPI: ответ через 0,2 с

02

20 запросов по очереди через httpx.Client

03

20 запросов асинхронно, не больше 10 одновременно

Для физика

Журнал запусков установки: коллеги читают его из своих скриптов, а не просят выгрузку.

Пояснение

Ресурс — существительное в пути, действие — метод HTTP, результат — код состояния.

class Run(BaseModel):
    energy: float = Field(gt=0)    # МэВ
    current: float = Field(ge=0)   # мА
 
@app.post('/runs', status_code=201)
def create(run: Run):
    _, new_id, _ = sql('INSERT INTO runs …',
                       (run.energy, run.current))
    return {'id': new_id, **run.model_dump()}

01

uvicorn с приложением app.py

02

POST двух запусков, GET с фильтром

03

DELETE и GET удалённого запуска

04

Некорректные данные и журнал запросов

Что наблюдается

Пять операций и схема Run построены из кода; кнопки Try it out и Execute отправляют запрос прямо из браузера.

location /api/ {
    proxy_pass http://127.0.0.1:8000/;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
}

Пояснение

nginx завершает TLS, раздаёт статику, ограничивает частоту, распределяет нагрузку между копиями.

01

uvicorn с приложением на :8000

02

nginx.conf и запуск контейнера nginx:alpine

03

Запросы через :8080: статика и /api/

04

Заголовки и журнал nginx

Пояснение

Задание курса: «Деплой стартапа „Котики в мир“» — nginx перед приложением в Docker.

Для физика

Поиск неисправности в сети начинается с проверки имени, маршрута и порта.

Книга курса: главы «Компьютерные сети», «Веб-технологии», «Работа с базами данных»

phys-dev.github.io/soft-dev-book

Лекция «Как починить Интернет», КИТ 2024, Young&&Yandex; Б. Литочкин

youtube.com/watch?v=ScSfNwxBU7A

Kurose J., Ross K. Computer Networking: A Top-Down Approach. – 9th ed. – Pearson, 2026

gaia.cs.umass.edu/kurose_ross

MDN Web Docs: HTTP — методы, заголовки, коды состояния

developer.mozilla.org/ru/docs/Web/HTTP

Cardwell N. et al. BBR: Congestion-Based Congestion Control. – ACM Queue, 2016. – Vol. 14, No. 5

doi.org/10.1145/3012426.3022184

Mathis M. et al. The Macroscopic Behavior of the TCP Congestion Avoidance Algorithm. – ACM SIGCOMM CCR, 1997. – Vol. 27, No. 3

doi.org/10.1145/263932.264023

Документация requests, httpx и FastAPI

requests.readthedocs.io, python-httpx.org, fastapi.tiangolo.com

RFC 9110 HTTP Semantics; RFC 8446 TLS 1.3; RFC 9293 TCP

rfc-editor.org/rfc/rfc9110