Лабораторні

Як це влаштовано

Доріжок дві, і йдуть вони паралельно теорії. На доріжці A ви пишете мережеві програми: від echo-сервера до власного DNS-резолвера й балансувальника. На доріжці B будуєте мережі з хостів і маршрутизаторів, налаштовуєте файрвол, VPN, DNS, TLS і MQTT, а наприкінці шукаєте несправності в чужій зламаній мережі.

Одна від одної доріжки не залежать. Можна пройти одну, можна обидві, можна брати роботи вибірково: кожна містить перелік модулів, які треба прочитати перед нею.

Три рівні складності означають глибину роботи, а не порядок. Базовий перевіряє, чи ви зрозуміли механізм. Середній вимагає його застосувати. Просунутий вимагає виміряти результат і пояснити його.

Уся мережа на одній машині

Для жодної роботи не потрібні кілька комп’ютерів чи справжній комутатор. Кожен «хост» і кожен «маршрутизатор» у роботах доріжки B — це простір імен мережі (network namespace) Linux: окремий набір інтерфейсів, адрес, таблиць маршрутів і правил файрвола всередині однієї системи. З’єднуються вони парами віртуальних інтерфейсів veth і мостами.

sudo ip netns add h1
sudo ip netns exec h1 ip addr    # у h1 лише lo, і той вимкнений

Якщо ви проходили лабораторну B4 курсу «Операційні системи», це той самий механізм, що дав контейнеру власну мережу. Тут він стає робочим інструментом: десяток просторів імен коштує мегабайти пам’яті, а трафік між ними видно в tcpdump, як на справжньому дроті.

Що потрібно

Linux, який не шкода зламати: роботи вмикають маршрутизацію, міняють правила файрвола й запускають мережеві служби.

Віртуальна машина (рекомендовано)Власне ядро з усіма потрібними модулями: VLAN, netem, WireGuard, VXLAN. Підходить для всіх чотирнадцяти робіт.

WSL2Справжнє ядро Linux, але набір модулів залежить від збірки Microsoft. Перевірте скриптом нижче.

КонтейнерДоріжка A і частина доріжки B. Модулів ядра, яких немає в господаря, контейнер не завантажить.

Хмарна машинаБудь-який найдешевший інстанс із Debian чи Ubuntu. Усе відбувається всередині, зовнішні порти не потрібні.

Контейнер ділить ядро з господарем, і те, що в ньому працює, залежить від модулів, які господар уже завантажив. Гадати не треба:

sudo bash setup/probe-net-env.sh

Скрипт пробує кожну потрібну можливість (простори імен, міст, VLAN, tc netem, WireGuard, nftables, служби) і показує, яким роботам заважає те, що не спрацювало.

Файли для роботи

Перевірки, заготовки й скрипти встановлення лежать в одному архіві:

curl -fsSL https://network.easy-tech.blog/network-course-labs.tar.gz | tar xz
cd network-course-labs

Далі всі команди зі сторінок робіт виконуються з цього каталогу. Еталонних розв’язків в архіві немає.

Готове середовище

У каталозі setup/ є Vagrant-машина на Debian 12, у якій уже стоїть усе потрібне:

cd setup && vagrant up && vagrant ssh

Якщо Vagrant вам не підходить, setup/provision.sh поставить те саме на будь-який свіжий Debian чи Ubuntu:

sudo bash setup/provision.sh

Як перевіряти себе

Доріжка A: чекер запускає вашу програму й перевіряє її поведінку, зокрема в незручних умовах: з утратами пакетів, з повільним клієнтом, з бекендом, що впав.

cd labs/a1-echo
./check.sh ./echo-server

Доріжка B: чекер нічого не будує. Він заходить у простори імен, які ви створили за сторінкою роботи, і перевіряє, що дозволене проходить, а заборонене ні. Назви інтерфейсів обираєте ви, тож чекер на них не спирається; стабільні лише назви просторів імен і адреси.

cd labs/b2-linux-router
sudo ./check.sh

Скрипт друкує список перевірок і показує, які не пройшли. Оцінок він не виставляє й нікуди нічого не надсилає.

Звіт

Майже кожна робота просить щось «записати у звіт». Це текстовий файл поруч із розв’язком, на сторінку-дві: числа, які ви отримали, відповіді на запитання з етапів і що не запрацювало з першого разу та чому. У роботах із замірами (B6) і налагодженням (B7) звіт і є головним результатом.

Роботи

Доріжка A — мережеве програмування

	Робота	Рівень	Спирається на
A1	Echo-сервер і клієнт	базовий	3, 11
A2	Власні ping і traceroute	базовий	6
A3	Розбір пакетів із pcap	середній	4, 6, 11
A4	Надійна доставка поверх UDP	просунутий	11, 12
A5	Ітеративний DNS-резолвер	середній	13
A6	Зворотний проксі й балансувальник	просунутий	11, 14

Доріжка B — побудова й налагодження мереж

	Робота	Рівень	Спирається на
B1	Міст і VLAN руками	базовий	4, 5
B2	Linux як маршрутизатор	базовий	6, 7, 9
B3	OSPF і BGP	середній	8
B4	Файрвол і WireGuard	середній	9, 16
B5	Власні DNS і TLS	середній	13, 15
B6	Продуктивність і черги	просунутий	2, 12
B7	Налагодження зламаної мережі	просунутий	5, 6, 7, 13, 16
B8	MQTT і IoT-шлюз	середній	15, 17