Компьютерные сети для разработчиков и DevOps

🧭 Отправная точка

Клиент отправляет HTTP-запрос через обратный прокси и получает 502 Bad Gateway. Контейнеры запущены, однако прокси может обращаться к неправильному адресу или порту. Приложение также может принимать запросы напрямую, но оставаться недоступным из сети прокси. Чтобы найти причину, нужно проверить, до какого компонента дошёл запрос и какой ответ был получен на каждом участке.

Похожие симптомы возникают при ошибках DNS, маршрутизации, настройках сокетов, проверке TLS-сертификата и таймаутах. В одном случае соединение отклоняется сразу, в другом клиент не получает ответ вовремя, в третьем запрос достигает приложения, но оно не может обратиться к следующему сервису. Для каждой ситуации нужны свои наблюдения и проверки.

На курсе вы будете исследовать такие сбои в локальном сетевом стенде. Проследите путь запроса от клиента через прокси и приложение до учебного сервиса данных, разберёте работу IP, TCP, DNS, HTTP, TLS и сетей Docker. Затем перейдёте к gRPC, балансировке и правилам доступа. Вы будете сопоставлять ответы клиентов, состояние соединений, сетевые захваты и журналы сервисов, чтобы находить место отказа.

🎯 Цель курса — научиться восстанавливать путь запроса, определять неисправный участок по наблюдаемым фактам и подтверждать исправление повторной проверкой.

⚙️ Что вы будете делать

• 🔎 Исследовать адресацию и путь запроса. Разберёте IP-адреса, подсети, маршруты, порты и сетевые сокеты. Проверите, какой адрес выбирается для соединения, через какой интерфейс проходит трафик и какой процесс слушает нужный порт. На примерах с 127.0.0.1 и контейнерами увидите, как область доступности адреса зависит от сетевого окружения.

• 🌐 Диагностировать DNS, TCP, HTTP и TLS. Исследуете разрешение имён и кэширование DNS, установление TCP-соединения, отказы, таймауты, повторные передачи и завершение соединений. Научитесь читать сетевые захваты, проверять HTTP-статусы и перенаправления, разбирать ошибки сертификатов и выяснять, какой компонент сформировал ответ. Отдельно изучите сети Docker, публикацию портов и NAT.

• 🧪 Проверять прокси, gRPC и правила доступа. Сравните прямые запросы с обращениями через HTTP-прокси и обратный прокси, проследите выбор сервиса назначения по заголовкам и журналам. Проверите, как HTTP/2 влияет на прохождение gRPC-вызовов, как балансировщик ведёт себя при отказе одного экземпляра и как отличить ограничение доступа от ошибки соединения. Для каждой версии причины подберёте проверку, которая поможет её подтвердить или исключить.

• 🔁 Исправлять сбои и проверять результат. Будете восстанавливать маршруты, связи контейнеров и настройки прокси, сравнивая поведение запроса до и после каждого изменения. Научитесь связывать журналы разных компонентов по идентификатору запроса и оформлять краткий технический отчёт с фактами, проверенными гипотезами и результатами повторного запуска.

🔥 Чем отличается курс

Все темы разбираются на работающих локальных сервисах. После изучения маршрутов вы проверите фактический путь пакета, после знакомства с портами — адрес и процесс, который принимает соединение. Сетевые захваты позволят увидеть установление TCP-соединения, сбросы и повторные передачи. По каждому наблюдению вы будете определять, какой вывод оно позволяет сделать и что ещё требуется проверить.

Один и тот же HTTP-адрес может обслуживаться по разным маршрутам. В лабораториях вы сравните запросы через HTTP-прокси и напрямую, исследуете влияние http_proxy и no_proxy, а также случаи, когда приложение отвечает при прямом обращении, а обратный прокси возвращает 502. Сопоставление запросов и журналов помогает понять, где именно прерывается обмен.

Практика охватывает взаимодействие нескольких протоколов. Например, gRPC-вызов может проходить напрямую и через прокси с поддержкой HTTP/2, а через посредника, рассчитанного на HTTP/1.1, завершаться ошибкой. Отдельные задания посвящены распределению запросов между экземплярами приложения, работе при отказе одного из них и правилам сетевого доступа.

Сбои в лаборатории воспроизводимы, а учебные компоненты можно проверять по отдельности. Для связи приложения с хранилищем используется простой текстовый протокол: вы сможете исследовать соединение и ответ следующего сервиса без настройки полноценной СУБД. Диагностика не ограничивается первым найденным отказом: после каждого исправления вы снова отправите исходный запрос и определите, какой участок теперь работает.

В практических отчётах вы будете фиксировать симптомы, результаты команд и журналов, проверку гипотезы, внесённое изменение и повторный результат. Также научитесь объяснять, почему наблюдения подтверждают выбранную причину и какие альтернативные версии были проверены. Для выполнения лабораторных работ используется локальное окружение без подключения к рабочей инфраструктуре.

📚 Дополнительные бесплатные материалы

• 📄 Как проверить DNS: команды dig, nslookup и разбор ответов
• 📄 SSL и TLS: в чём разница, как работает HTTPS и сертификаты
• 📄 Docker Compose: что это, как работает и как запустить приложение
• 📄 Kubernetes с нуля: Pod, Deployment, Service и Ingress
• 📄 Readiness и Liveness Probes в Kubernetes: почему их путают

🎯 Итоговая диагностика

В финале вы получите незнакомую конфигурацию стенда с клиентом, обратным прокси, приложением и учебным хранилищем. Сквозной запрос завершается ошибкой. Вам предстоит восстановить маршрут, собрать наблюдения на границах компонентов и самостоятельно найти три независимые причины отказа.

Каждую причину будете исправлять отдельно и повторять тот же контрольный запрос. В результате сравните четыре состояния маршрута: исходное и после каждого из трёх исправлений. Для каждого состояния сохраните отдельный идентификатор запроса и связанные с ним записи клиента, прокси, приложения и хранилища.

Итогом станет технический отчёт с последовательностью диагностики, обоснованием исправлений, результатами автоматических проверок и рассмотренными альтернативами. Вы покажете, как изменялось поведение системы на каждом этапе и какие выводы подтверждаются собранными данными.

🧪 Поддержка

🤝 Вопросы по материалам курса можно задавать в комментариях Stepik. Разбирая сложную ситуацию, приложите название урока, свои действия и полученный результат — так проще понять причину ошибки и предложить следующий шаг.

✅ Практические работы проверяет преподаватель. Вы получаете обратную связь по выполненному заданию: что соответствует требованиям, что стоит исправить и на что обратить внимание при повторной проверке.

🚀 О XNova

XNova — практические курсы и учебные проекты для разработчиков, тестировщиков и инженеров. Мы разбираем технологии на работающих примерах: с кодом, наблюдаемым результатом и объяснением инженерных решений.

🔗 xnova.dev — другие курсы и материалы XNova.

📬 Контакты и сообщество

Продолжить знакомство с XNova, следить за новыми материалами или задать организационный вопрос можно здесь:

• 📣 Telegram-канал: @xnova_dev — анонсы курсов, статьи и новости проекта.
• 💬 Написать XNova: @xnova_contact — контакт для вопросов о курсах и проекте.
• ✉️ Почта: contact@xnova.dev — если удобнее написать письмом.
• 💻 GitHub: xnova-tech — открытые учебные проекты и примеры.

🔒 Доступ к разделам

⚠️ Важно! Модули курса открываются постепенно. Чтобы перейти к следующему модулю, необходимо набрать определённое количество баллов в текущем. Это вынужденная мера. Выполнять все задания не требуется, достаточно выполнить основную часть.