简单防火墙实验

实验要求

1. 设计一个信息系统，系统必须通过客户端录入账号口令远程登录；
2. 系统内至少包含三个以上账号；
3. 系统服务器端可设定禁止登录的IP地址和账号信息；
4. 如果客户端从禁止的IP地址登录或使用禁止的账号登录则显示不允许登录，并断开连接。

所用知识

1. python语法基础

熟悉Python语法，重点掌握if elif语句、存在判断、列表及其方法、字符串及其方法、字典 和 文件操作等。

用到的书籍：《python基础教程》
提取码：d8yo

2. socket网络编程

整个代码按照socket套接字基本编程流程编写即可：

用到的书籍：《python核心编程》
提取码：wkfj

可参考的视频：socket网络编程

详细思路

实验按照题目分为“创建客户端服务端“和“实现防火墙”两步，考虑到Python语言比较简单，所以选用了Python来完成这次实验

1. 创建客户端服务端

创建客户端和服务端时必须使用socket套接字来实现，套接字就相当于网线，将两台电脑连接起来，在这里就是将客户端服务端连接起来，实现最简单的即时通讯。

客户端服务端有TCP和UDP两种，考虑到TCP比较安全稳定，数据不会丢失，所以我们选用了TCP客户端和服务器。

查阅资料得知，服务端的创建必须经过创建socket套接字、绑定IP和端口信息（bind），监听（listen）以及发送数据（send）、接收数据（recv）和关闭服务器（close）这六部分组成

而客户端则只需要创建套接字、连接服务器（connect）、发送数据、接收数据和关闭（close）这五部分组成

需要特别指出的是，每一次send发送数据，都必须有对应的recv来接收数据，而且由于输入的数据是字符串类型，而send和recv都是字节型，因此在每次发送时都必须用encode编码，接收数据时用decode解码。

这样以来，客户端和服务端就建立成功了。

2. 创建防火墙

在客户端服务端创建好后，就开始考虑防火墙了。

防火墙是通过对指定账户以及指定IP地址的拦截，让其无法连接到服务器，达到防火墙效果的。

我们想到在服务端定义一个禁止登陆的账户密码字典，以及一个禁止登陆的IP。

在用户用客户端连接服务器，输入账户密码时，将账户密码信息发送到服务端，服务端将接收的账户密码信息或IP地址与已经定义好的禁止登陆信息进行匹配，如果匹配成功且密码正确，将主动断开客户端的连接（close），并向其发送“该账户或IP禁止登陆”的信息，打印在屏幕上。

如果账户密码正确且未被禁止，将成功和服务器进行连接，开始进行信息交互（while True）。

这样就实现了防火墙的功能。

代码实现

1、服务器

#服务端

import socket

user = {"admin": "1234"}
limitUser = {}		#限制登录的用户及密码
limitIp = []		#限制登录的IP地址
#读取限制的账户密码
with open(r"limit_user.txt", "r") as f:
	for line in f.readlines():
		limitUser[line.split()[0]] = line.split()[1]
#读取限制的IP
with open(r"limit_ip.txt", "r") as f:
	for line in f.readlines():
		limitIp.append(line)

"""
# 此处为不读取文件的方式
user = {"admin": "1234"}
limitUser = {"abcd": "123", "qwer": "456", "wasd": "789"}		#限制登录的用户及密码
limitIp = ["192.168.43.47"]		#限制登录的IP地址
"""

host = ""	#服务端IP地址
port = 20000	#服务端开放端口
bufSize = 1024	#缓存区字节大小

ss = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)	#创建套接字
ss.bind((host, port))
ss.listen(5)

while True:
	print("等待客户端连接……")
	cs, addr = ss.accept()
	print("已建立初步连接, 验证身份中……")

	userName = cs.recv(bufSize).decode()
	print("userName: ", userName)
	passWord = cs.recv(bufSize).decode()
	print("passWord: ", passWord)
	#判断IP地址是否被限制
	if addr[0] in limitIp:	
		print("收到限制IP的连接请求，已拒绝！")
		cs.send("此IP限制登录，已断开连接".encode())
	#判断账户是否被限制
	elif userName in limitUser:
		if limitUser[userName] == passWord:
			print("收到限制用户的连接请求，已拒绝！")
			cs.send("此用户限制登录，已断开连接".encode())
		else:
			print("密码有误，已断开连接")
			cs.send("密码有误，已断开连接".encode())
	#判断账户是否被允许连接
	elif ((userName in user) == 0) or (user[userName] != passWord):
		print("收到用户的连接请求，账户密码不匹配，已拒绝！")
		cs.send("账户密码不匹配，已断开连接".encode())
	else:
		print("成功接收到连接，来自:", addr)
		#返回身份验证成功信号
		cs.send("successful".encode())
		#开始进行信息交互
		while True:
			data = cs.recv(bufSize).decode()
			if data == "exit":
				break
			else:
				print("收到：", data)
				cs.send((data.center(40, "*")).encode())
	cs.close()
ss.close()

2、客户端

#客户端
import socket

#获取本机计算机名
hostname = socket.gethostname()
#根据计算机名获取本地IP
host = socket.gethostbyname(hostname)
port = 20000
bufSize = 1024

cs = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
cs.connect((host, port))	#进行连接

userName = input("输入用户名：")
cs.send(userName.encode())
passWord = input("输入密码：")
cs.send(passWord.encode())

data = cs.recv(bufSize).decode()
if data != "successful":
	print(data)
	cs.close()
else:
	print("成功建立稳定连接！")
	while True:
		data = input("输入对话信息(exit表示结束)： ")
		if data == "exit":
			break
		else:
			cs.send(data.encode())
			data = cs.recv(bufSize).decode()
			print("收到：", data)
cs.close()

实验结果

1. 正确用户名密码
   

2. 被限制账户
   

3. 被限制ip（此处以本机ip为例）

   在限制的ip里添加我电脑的ip
   
   登陆发现已被限制。
   

连接过程

1. 新建两个txt文件，内容为被限制的用户和ip，与客户端服务器放入同一文件夹内
   
   
2. 在此文件夹目录下打开cmd（路径框输cmd回车）
   
3. 同样方法打开两个cmd窗口，分别打开server文件和client文件，server文件先打开
   
   4.测试各种登陆下的防火墙效果。

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• 仅为一种思路，若有问题请指出。

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