Отчет по лабораторной работе №1
Выполнил: Шафиков Максим Азатович
Факультет: ПИН (ИКТ)
Группа: К3339
Преподаватель: Говоров Антон Игоревич
Задание 1
Задача:
Реализовать клиентскую и серверную часть приложения. Клиент отправляет серверу сообщение «Hello, server», и оно должно отобразиться на стороне сервера. В ответ сервер отправляет клиенту сообщение «Hello, client», которое должно отобразиться у клиента.
Протокол: UDP.
Решение:
Для решения задачи был использован модуль socket.
Сервер создаёт UDP-сокет, принимает сообщения и отправляет ответ.
Клиент создаёт UDP-сокет, отправляет строку «Hello, server» и получает от сервера «Hello, client».
Код:
server.py:
import socket
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
if __name__ == '__main__':
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
udp_socket.bind((host, port))
print(f"Сервер запущен на {host}:{port}")
while True:
data, addr = udp_socket.recvfrom(1024)
message = data.decode("utf-8")
print(f"Получено от {addr}: {message}")
reply = "Hello, client"
udp_socket.sendto(reply.encode("utf-8"), addr)
client.py:
import socket
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
if __name__ == '__main__':
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
message = "Hello, server"
udp_socket.sendto(message.encode("utf-8"), (host, port))
data, addr = udp_socket.recvfrom(1024)
print(f"Ответ от сервера: {data.decode('utf-8')}")
Задание 2
Задача:
Клиент запрашивает выполнение математической операции (Теорема Пифагора).
Сервер обрабатывает данные и возвращает результат клиенту.
Протокол: TCP.
Решение:
Клиент запрашивает у пользователя катеты a и b. Отправляет их на сервер.
Сервер принимает данные, вычисляет гипотенузу по формуле c = sqrt(a^2 + b^2) и возвращает клиенту.
Код:
client.py:
import socket
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
if __name__ == "__main__":
a = input("Введите катет a: ")
b = input("Введите катет b: ")
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
s.connect((host, port))
s.sendall(f"{a} {b}".encode("utf-8"))
data = s.recv(1024)
print("Ответ сервера:", data.decode("utf-8"))
server.py:
import socket
import math
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
if __name__ == "__main__":
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_socket.bind((host, port))
tcp_socket.listen(5)
print(f"Сервер слушает {host}:{port} (TCP)")
while True:
conn, addr = tcp_socket.accept()
with conn:
data = conn.recv(1024)
if not data:
continue
try:
a_str, b_str = data.decode("utf-8").split()
a, b = float(a_str), float(b_str)
c = math.sqrt(a*a + b*b)
result = f"Гипотенуза c = {c}"
except Exception as e:
result = f"Ошибка: {e}"
conn.sendall(result.encode("utf-8"))
Задание 3
Задача:
Сервер при подключении клиента отдаёт HTML-страницу из файла index.html.
Решение:
Был создан TCP-сервер, который слушает соединения и на любой запрос возвращает содержимое index.html.
HTML-страница содержит кнопку и счётчик кликов.
Код:
index.html:
<!DOCTYPE html>
<html lang="ru">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Кликер</title>
<style>
body { font-family: Arial, sans-serif; text-align: center; margin-top: 100px; }
button { font-size: 20px; padding: 10px 20px; }
#count { font-size: 24px; margin-top: 20px; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Клики</h1>
<button id="btn">Клик</button>
<div id="count">0</div>
<script>
const btn = document.getElementById("btn");
const countDiv = document.getElementById("count");
let count = 0;
btn.addEventListener("click", () => {
count++;
countDiv.textContent = count;
});
</script>
</body>
</html>
server.py:
import socket
import os
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
if __name__ == "__main__":
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
tcp_socket.bind((host, port))
tcp_socket.listen(5)
print(f"Сервер запущен на http://{host}:{port}")
while True:
conn, addr = tcp_socket.accept()
with conn:
request = conn.recv(1024).decode("utf-8", errors="ignore")
print(f"\n--- Запрос от {addr} ---")
print(request)
if os.path.exists("index.html"):
with open("index.html", "r", encoding="utf-8") as f:
body = f.read()
response = (
"HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n"
f"Content-Length: {len(body.encode('utf-8'))}\r\n"
"Connection: close\r\n"
"\r\n"
f"{body}"
)
else:
body = "<h1>Файл index.html не найден</h1>"
response = (
"HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
"Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n"
f"Content-Length: {len(body.encode('utf-8'))}\r\n"
"Connection: close\r\n"
"\r\n"
f"{body}"
)
conn.sendall(response.encode("utf-8"))
Задание 4
Задача:
Реализовать многопользовательский чат.
Протокол: TCP.
Необходимо сохранять пользователей и рассылать сообщения всем клиентам.
Решение:
Сервер обслуживает каждого клиента в отдельном потоке (через threading).
Клиент сначала выбирает уникальный ник (сервер проверяет уникальность).
Сообщения рассылаются всем пользователям, кроме отправителя.
Код:
server.py:
import socket
import threading
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
ENC = "utf-8"
# conn -> nickname
clients = {}
clients_lock = threading.Lock()
def send_line(conn, text: str):
try:
conn.sendall((text + "\n").encode(ENC))
except OSError:
pass
def broadcast(text: str, exclude=None):
with clients_lock:
dead = []
for c in list(clients.keys()):
if c is exclude:
continue
try:
c.sendall((text + "\n").encode(ENC))
except OSError:
dead.append(c)
for d in dead:
name = clients.pop(d, None)
try:
d.close()
except OSError:
pass
def handle_client(conn: socket.socket, addr):
name = None
try:
f = conn.makefile("r", encoding=ENC, newline="\n")
# Выбор ника
while True:
send_line(conn, "Введите ник: ")
name_line = f.readline()
if not name_line:
return
candidate = name_line.strip()
if not candidate:
send_line(conn, "❌ Ник не может быть пустым.")
continue
with clients_lock:
if candidate in clients.values():
send_line(conn, "❌ Ник уже занят. Попробуйте другой.")
else:
name = candidate
clients[conn] = name
break
send_line(conn, f"✅ Добро пожаловать, {name}! Напишите /quit для выхода.")
broadcast(f"🟢 {name} присоединился к чату.", exclude=None)
for line in f:
msg = line.rstrip("\n")
if not msg:
continue
if msg.strip().lower() == "/quit":
send_line(conn, "Пока! Вы вышли из чата.")
break
broadcast(f"[{name}]: {msg}", exclude=conn)
except Exception:
pass
finally:
with clients_lock:
if conn in clients:
left_name = clients.pop(conn)
broadcast(f"🔴 {left_name} покинул чат.", exclude=None)
try:
conn.close()
except OSError:
pass
def main():
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
tcp_socket.bind((host, port))
tcp_socket.listen()
print(f"Сервер запущен на {host}:{port}")
try:
while True:
conn, addr = tcp_socket.accept()
threading.Thread(target=handle_client, args=(conn, addr), daemon=True).start()
except KeyboardInterrupt:
print("\nОстановка сервера...")
finally:
tcp_socket.close()
if __name__ == "__main__":
main()
client.py:
import socket
import threading
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
def recv_loop(sock: socket.socket):
"""Фоновый поток для приёма сообщений после входа в чат."""
try:
f = sock.makefile("r", encoding="utf-8", newline="\n")
for line in f:
print(line.rstrip("\n"))
except Exception:
pass
finally:
try:
sock.close()
except OSError:
pass
def main():
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_socket.connect((host, port))
f = tcp_socket.makefile("r", encoding="utf-8", newline="\n")
# Выбор ника
while True:
prompt = f.readline()
if not prompt:
print("Сервер закрыл соединение.")
return
print(prompt.strip())
name = input("> ")
tcp_socket.sendall((name + "\n").encode("utf-8"))
reply = f.readline()
if not reply:
print("Сервер закрыл соединение.")
return
print(reply.strip())
if reply.startswith("✅"):
break
t = threading.Thread(target=recv_loop, args=(tcp_socket,), daemon=True)
t.start()
try:
while True:
line = input()
if not line:
continue
tcp_socket.sendall((line + "\n").encode("utf-8"))
if line.strip().lower() == "/quit":
break
except KeyboardInterrupt:
tcp_socket.sendall(("/quit\n").encode("utf-8"))
finally:
try:
tcp_socket.close()
except OSError:
pass
if __name__ == "__main__":
main()
Задание 5
Задача:
Написать веб-сервер, который принимает и записывает информацию о дисциплине и оценке по дисциплине.
Сервер должен отдать HTML-страницу с таблицей всех оценок.
Решение:
Использован TCP-сокет.
- GET-запрос возвращает HTML-страницу с таблицей и формой для ввода.
- POST-запрос добавляет запись (дисциплина + оценка), проверяет корректность, и снова отдаёт страницу.
- Для дисциплин выводится список оценок и среднее значение.
Код:
server.py:
import socket
import urllib.parse
from collections import defaultdict
from students.k3339.Shafikov_Maxim.Lr1.config import host, port
grades = defaultdict(list)
def render_html():
rows = ""
if grades:
for subj, marks in grades.items():
avg = sum(marks) / len(marks)
marks_str = ", ".join(str(m) for m in marks)
rows += f"<tr><td>{subj}</td><td>{marks_str}</td><td>{avg:.2f}</td></tr>\n"
else:
rows = '<tr><td colspan="3">Пока нет оценок</td></tr>'
return f"""<!DOCTYPE html>
<html lang="ru">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Оценки по дисциплинам</title>
<style>
body {{ font-family: Arial, sans-serif; margin: 40px; }}
table {{ border-collapse: collapse; width: 500px; margin-bottom: 20px; }}
th, td {{ border: 1px solid #333; padding: 8px; text-align: center; }}
th {{ background: #eee; }}
form {{ display: flex; flex-direction: column; width: 400px; gap: 10px; }}
label {{ display: flex; justify-content: space-between; }}
input[type=text], input[type=number] {{ flex: 1; margin-left: 10px; }}
input[type=submit] {{ padding: 8px; font-size: 16px; }}
</style>
</head>
<body>
<h1>Оценки по дисциплинам</h1>
<table>
<tr><th>Дисциплина</th><th>Оценки</th><th>Средняя</th></tr>
{rows}
</table>
<form method="POST">
<label>Дисциплина: <input type="text" name="subject" required></label>
<label>Оценка (1-5): <input type="number" name="grade" min="1" max="5" required></label>
<input type="submit" value="Добавить">
</form>
</body>
</html>"""
def handle_request(request: str):
lines = request.split("\r\n")
if not lines:
return "HTTP/1.1 400 Bad Request\r\n\r\n"
first_line = lines[0]
method, *_ = first_line.split()
if method == "POST":
body = request.split("\r\n\r\n", 1)[-1]
data = urllib.parse.parse_qs(body)
subject = data.get("subject", [""])[0].strip()
grade_str = data.get("grade", [""])[0].strip()
if subject and grade_str.isdigit():
grade = int(grade_str)
if 1 <= grade <= 5:
grades[subject].append(grade)
body = render_html()
headers = [
"HTTP/1.1 200 OK",
"Content-Type: text/html; charset=utf-8",
f"Content-Length: {len(body.encode("utf-8"))}",
"Connection: close",
"",
""
]
return "\r\n".join(headers) + body
def main():
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as tcp_socket:
tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
tcp_socket.bind((host, port))
tcp_socket.listen(5)
print(f"Сервер слушает на http://{host}:{port}")
while True:
conn, addr = tcp_socket.accept()
print(f"[+] Подключение от {addr[0]}:{addr[1]}")
with conn:
request = conn.recv(4096).decode("utf-8", errors="ignore")
if not request:
continue
response = handle_request(request)
conn.sendall(response.encode("utf-8"))
if __name__ == "__main__":
main()
Вывод
В ходе выполнения лабораторной работы №1 были изучены основы работы с сетью на Python с помощью библиотеки socket.
Реализованы:
- UDP-сервер и клиент (обмен сообщениями).
- TCP-сервер и клиент (математические вычисления).
- Мини-веб-сервер, отдающий HTML-страницу.
- Многопользовательский чат с потоками.
- Веб-сервер для обработки GET/POST-запросов с сохранением и отображением данных.
Работа позволила закрепить понимание различий между протоколами UDP и TCP, научиться обрабатывать сетевые соединения и реализовывать простейшие серверные приложения.