Cursul Python Net Programming

Cursul Python Net Programming dezvăluie secretele programării de rețea prin intermediul limbajului de programare Python. Acesta răspunde la diferitele întrebări care sunt necesare pentru a programa cu succes astăzi, într-un moment în care aplicațiile de rețea domină. Cum să conectați două aplicații folosind Python? Ce sunt socket-urile și cum sunt utilizate în Python? Ce sunt straturile în programarea de rețea și tipurile lor și care sunt necesare pentru o programare reușită și care nu? Care sunt diferențele dintre protocoale în stratul de transport și care ar trebui utilizate în ce situație? Ce este protocolul TCP și la ce poate fi folosit? Cum sunt transportate datele prin intermediul acestuia și cât este de sigur? Ce este protocolul UDP? Pentru ce este bun și pentru ce nu este? Acestea sunt doar câteva dintre întrebările la care acest curs oferă răspunsuri clare.

În plus, cursul explică multe alte concepte și rezolvă multe alte preocupări. Sunt explicate în detaliu toate protocoalele straturilor de aplicații de zi cu zi, necesare pentru buna funcționare a aplicațiilor web. Se explică problema întârzierilor în fluxul de informații și sunt prezentate diverse soluții pentru această problemă.

Se actualizează materia cursurilor parcurse, dar în medii noi și în contextul rezolvării de noi probleme, așadar prin tehnici de programare multithread se rezolvă problema utilizării multiclient a unei aplicații, iar prin tehnici de gestionare a evenimentelor se explică procesarea mesajelor primite.

Materia cursului este o actualizare a cursurilor Python de bază și o bază importantă pentru cursurile de programare web, deoarece descompune componentele care vor fi elementele de bază ale acestor cursuri și cele care vor urma.

Descrierea și scopurile cursului Python Net Programming

Ca rezultat final, cursantul se poate aștepta ca acest curs să-l ajute cu multe dintre „secretele” funcționării sistemelor pe care le folosim zilnic. Cursantul va cunoaște modul în care dispozitivele inteligente au informațiile pe care ni le prezintă, cum este posibil pentru noi să comunicăm cu diferiți utilizatori prin intermediul diferitor platforme, precum și cum funcționează cu exactitate jocurile pe calculator multiplayer și de ce este nevoie pentru a le rula cu succes.

Cursantul va ști diferența clară dintre partea de server a unei aplicații de rețea și partea sa de client, ce părți ale aplicației și pe care „latură” se pot executa, la ce să acorde atenție atunci când se creează și se implementează diversele sale părți, care sunt problemele potențiale care pot apărea în construcție și cum pot fi evitate.

Aplicațiile pe care participanții vor putea să le creeze în această etapă vor fi orientate către rețea și vor folosi protocoale adecvate de aplicare și transport. Aceste aplicații, care rulează pe diferite dispozitive și în diferite medii, vor putea schimba reciproc mesaje de rețea în scopuri diferite.

După finalizarea cursului, studentul poate rezolva problema livrării, sincronizării și utilizării datelor între aplicații.

Cursul Python Net Programming vă va răspunde la următoarele întrebări:

1. Ce este internetul?

Internetul este o rețea de calculatoare care leagă milioane de dispozitive la nivel global. Până de curând, aceste dispozitive au fost în primul rând calculatoare desktop (sisteme Windows, macOS și Linux) și severe care stochează și transmit informații, precum pagini web și adrese de e-mail. Recent, sunt în creștere sistemele netradiționale care folosesc internetul: laptopuri, telefoane smart, tablete, televizoare, console, camere, mașini și diferiți senzori. Având în vedere diversitatea vastă a dispozitivelor care folosesc internetul, termenul de rețea de calculatoare este puțin învechit. În jargonul de internet, aceste dispozitive se numesc sisteme gazdă (hosts) sau finale.

2. Ce este topologia de rețea și care tipuri de topologie de rețea există?

Termenul de topologie în contextul de rețea se referă la forma în care sunt legate reciproc calculatoarele și alte componente de rețea (noduri). Topologia de rețea poate fi: 

• topologie magistrală;
• topologie în stea;
• topologie de rețea;
• topologie inel;
• topologie hibrid.

3. Ce sunt straturile de rețea și ce straturi de rețea există?

Având în vedere că există foarte mulți utilizatori care folosesc zilnic rețelele de calculator la nivel global, este nevoie de un set de standarde care vor standardiza configurația acestor sisteme. Pentru asta folosim modelul ISO-OSI.

Modelul OSI (Open System Interconnection, 1984) a creat ISO (International Organization for Standardization) care categorizează diferite aspecte ale rețelelor de calculator în șapte straturi diferite. OSI definește care aspecte ale funcționalității de rețea se pot suprapune cu care standarde de rețea. Aceste șapte straturi de rețea de calculator sunt (de la cel mai mic la cel mai mare): 

• strat fizic
• strat de date/conexiune (engl. data link layer)
• strat de rețea (engl. network layer)
• strat de transport (engl. transport layer)
• stratul sesiunii (engl. session layer)
• strat de prezentare (engl. presentation layer)
• strat de aplicație (engl. application layer)

4. Care este diferența dintre protocoalele TCP și UDP?

UDP (User Datagram Protocol) nu solicită realizarea în avans a conexiunii. Nu are control inclus de eroare (nu înregistrează erori, dar poate verifica și dacă acestea există) și nu vor trimite din nou pachete pierdute. Din cauza acestor avantaje, acest protocol este mult mai rapid decât TCP, dar pentru asta se consideră un protocol nesigur. Este potrivit în situațiile în care trebuie să primim date în mod constant și rapid, ca de exemplu la un apel video sau la vizionarea unui clip video live pe internet. 

Pe de altă parte, pentru ca TCP (Transmission Control Protocol) să funcționeze, în primul rând trebuie stabilită o conexiune. Susține căutarea și înregistrarea de erori. Unele dintre protocoalele aplicative care se bazează pe TCP sunt HTTP și HTTPS, rezervate pentru site-uri; SMTP și POP, rezervate pentru trimiterea e-mailurilor, precum și FTP – protocol pentru trimiterea fișierelor. 

5. Ce este HTTP?

HyperTextTransfer Protocol sau HTTP este protocolul care permite conexiunea dintre serverul web și client. HTTP este un protocol aplicativ pentru distribuirea informațiilor prin web. Folosește portul 80. De asemenea, un client HTTP se poate numi și browserul web precum FireFox, Google Chrome etc. În World Wide Web, informația este servită folosind fișierele HyperText Markup Language (HTML), în timp ce locația acestei informații este definită cu URL (Uniform Resource Locator). 

6. Ce sunt WebSockets și unde se folosesc cel mai des?

WebSockets ne permit realizarea unei conexiuni TCP între client și server, care permite comunicarea bidirecțională (full-duplex). Cererea pentru conexiunea WebSocket se trimite către server de la pagina client prin procesul cunoscut ca acordul WebSocket. Această cerere începe ca o cerere HTTP obișnuită către server; cuprinde și câmpul Upgrade pentru antet, care îi spune serverului cum încearcă clientul să stabilească conexiunea WebSocket. 

WebSockets se folosesc când viteza de comunicare este importantă pentru noi. Cel mai mult se folosesc pentru:

• aplicații chat;
• monitorizarea în direct a rezultatelor;
• actualizarea fluxurilor de date pe rețele sociale, în timp real;
• jocuri multiplayer.

Planul și programa cursului:

Modulul 1 – Introducere în rețeaua de calculatoare

• Rețeaua de calculatoare și straturile ei
• Socket-uri și protocoale de transport
• Protocoale aplicative

Modulul 2 – Lucrul cu socket-uri și protocoale de transport 

• Protocol UDP
• Protocol TCP
• Protocol WebSocket

Modulul 3 – Protocol HTTP

• Bazele HTTP
• Client și server HTTP