Отчет по работе "Threaded Server"

Основное задание

1. Создать простой эхо-сервер и клиент для него.
2. Модифицировать код сервера таким образом, чтобы при подключении нового клиента создавался новый поток и вся работа с клиентом выполнялась в нем.
3. Проверить возможность подключения нескольких клиентов к этому серверу одновременно.

Ход выполнения работы

Создан файл server.py, который позволяет серверу обрабатывать несколько подключений одновременно с использованием модуля threading.

• При каждом новом подключении создается отдельный поток для обработки клиента.
• Сервер фиксирует количество активных подключений.

Создан файл client.py, который подключается к серверу и обменивается сообщениями.

Пробуем подключиться к серверу с трёх клиентов:

Отключение клиента от сервера:

Дополнительное задание 1

Реализация TCP-порт-сканера

1. Реализовать сканер TCP-портов. Программа должна запрашивать имя хоста/IP-адрес у пользователя. Затем программа должна пробовать подключиться к этому хосту ко всем портами по очереди. При успешном подключении программа должна выводить в консоль сообщение “Порт N открыт”.
   • Модифицировать эту программу, чтобы сканирование портов происходило параллельно. Для этого нужно распараллелить сканирование портов по нескольким потокам.
   • Обеспечить вывод списка открытых портов по порядку.
   • Реализовать progress bar в командной строке, показывающий прогресс сканирования.

Создан файл port_scanner.py, который по заданному пользователем имени хоста/IP-адресу, выводит открытые порты.

Запустим сканнер портов на двух адресах. На втором после 443 программа была прервана вручную:

Модифицируем файл port_scanner.py, чтобы сканирование портов происходило параллельно, список открытых портов выводился по порядку, а прогресс сканирования отображался в командной строке в формате progress bar. Модифицированный код запишем в новый файл port_scanner_modified.py:

Было создано виртуальное окружение для загрузки дополнительного пакета:

	python3 -m venv venv
	source venv/bin/activate

Запустим модифицированный сканнер. Так отображается progress bar в процессе работы программы:

Вывод после полной отработки программы:

Контрольные вопросы

1. Почему однопоточное приложение не может решить задачу одновременного подключения? В однопоточном приложении одна операция блокирует выполнение остальных, например, ожидание подключения или обработка данных. Многопоточность позволяет выполнять несколько операций параллельно.
2. Чем поток отличается от процесса?
   • Поток — это легковесный объект, разделяющий память с другими потоками в процессе.
   • Процесс имеет собственное пространство памяти, что делает его более изолированным, но требующим больше ресурсов.
3. Как создать новый поток? Новый поток создается с помощью threading.Thread. thread = threading.Thread(target=func, args=(arg1, arg2)) thread.start()
4. Как выделить участок кода так, чтобы он выполнялся в другом потоке? Указать функцию в параметре target при создании объекта Thread.
5. В чем проблема потокобезопасности? Потоки могут одновременно изменять общие данные, что приводит к несогласованности состояния.
6. Какие методы обеспечения потокобезопасности существуют?
   • Использование блокировок (threading.Lock).
   • Мьютексы, семафоры.
   • Queue для безопасного обмена данными между потоками.