Objetivos

1. Compreender os fundamentos das redes de computadores e sua aplicação na programação em Python. (15 - 20 minutos)
2. Dominar os conceitos básicos de Python necessários para a programação de redes, incluindo a utilização de diversas bibliotecas relevantes. (20 - 25 minutos)
3. Desenvolver habilidades práticas na programação de Sockets, servidores e clientes em Python, bem como na implementação de conceitos de segurança de redes e utilização de ferramentas de teste de redes. (55 - 60 minutos)

Objetivos secundários:

• Ganhar familiaridade com a programação orientada a eventos, um modelo de programação dominante para muitas tarefas de programação de redes. (10 - 15 minutos)
• Compreender o valor e as oportunidades de carreira na programação de redes com Python. (5 - 10 minutos)

Introdução (15 - 20 minutos)

1. Revisão: Antes de mergulharmos no tópico de hoje, faremos uma revisão rápida do conteúdo da aula anterior, "Python para Automação: Integração com Outras Ferramentas e Serviços". Isso é importante para garantir que todos os alunos estejam na mesma página, pois precisaremos aplicar alguns desses conceitos na aula de hoje.

2. Situações Problema:

   • Imagine que você precisa desenvolver um sistema de chat para uma empresa, onde a comunicação em tempo real é essencial. Como você faria isso usando Python?
   • Considere que você é um engenheiro de segurança de rede encarregado de identificar e prevenir ataques cibernéticos. Como você pode usar Python para automatizar essa tarefa?

3. Contextualização: A programação de redes é uma habilidade essencial na era atual da informação. Ela é a base de muitos serviços digitais que usamos diariamente, como e-mails, mensagens instantâneas, transmissão de vídeos e jogos online. Além disso, com o aumento do trabalho remoto e da digitalização dos serviços, a demanda por profissionais com habilidades em programação de redes está em alta.

4. Curiosidades:

   • Vocês sabiam que o Python é uma das linguagens de programação mais utilizadas na programação de redes? Isso ocorre devido à sua simplicidade de sintaxe e à rica coleção de bibliotecas que facilitam o manuseio de tarefas de rede.
   • Outra curiosidade é que a linguagem Python foi nomeada após o programa de TV britânico "Monty Python's Flying Circus". O criador da linguagem, Guido van Rossum, queria um nome que fosse curto, único e um pouco misterioso. Ele escolheu Python porque era um fã do programa de TV e porque queria uma linguagem que fosse divertida de usar.

Desenvolvimento (60 - 65 minutos)

1. Revisão dos fundamentos de redes (10 - 15 minutos)

   • Revisão dos conceitos básicos de redes de computadores, incluindo as camadas OSI e TCP/IP, endereços IP e DNS, e protocolos de transferência de dados como o TCP e UDP.
   • Discussão sobre os protocolos de rede como HTTP, FTP e SMTP e suas aplicações na programação de redes.

2. Python para redes (10 - 15 minutos)

   • Introdução às bibliotecas Python utilizadas na programação de redes, como socket, asyncio, requests, Scapy, Twisted entre outras.
   • Apresentação dos conceitos básicos de programação orientada a eventos, um modelo de programação dominante para muitas tarefas de programação de redes.

3. Atividade prática 1: Programação de Sockets em Python (10 - 15 minutos)

   • Explicação do conceito de sockets e sua importância na comunicação de rede.
   • Demonstração de como criar, configurar e gerenciar sockets em Python, bem como lidar com a transferência de dados.
   • Os alunos serão convidados a programar um socket simples em Python.

Materiais necessários: Computadores com Python instalado e acesso à internet.

4. Atividade prática 2: Programação de servidores e clientes em Python (20 - 25 minutos)
   • Explicação de como construir servidores em Python, como receber e processar requisições, gerenciar múltiplas conexões simultâneas e implementar servidores seguros utilizando SSL/TLS.
   • Demonstração de como programar clientes em Python, incluindo a criação de conexões, a realização de requisições e a manipulação de respostas recebidas.
   • Os alunos serão divididos em grupos, onde uns serão responsáveis por programar um servidor e outros por programar um cliente. Eles deverão estabelecer uma conexão e transmitir uma mensagem entre eles.

Materiais necessários: Computadores com Python instalado e acesso à internet.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Recapitulação: Após as atividades práticas, o professor recapitulará os principais pontos abordados na aula, conectando-os aos exercícios realizados. Ele também destacará a importância da programação de redes e a utilidade de cada conceito aprendido no mundo real. (5 - 7 minutos)

2. Feedback dos alunos: Os alunos serão convidados a refletir sobre o que aprenderam na aula. Eles terão um minuto para escrever respostas para as seguintes perguntas:

   • Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?
   • Quais questões ainda não foram respondidas? O professor recolherá e lerá algumas respostas para gerar uma discussão produtiva e esclarecer dúvidas remanescentes. (5 - 7 minutos)

3. Tarefa de casa: Para reforçar o que foi aprendido na aula e preparar os alunos para o próximo tópico, o professor fornecerá uma lista de exercícios sobre programação de redes em Python. Os exercícios incluirão tarefas de programação de sockets, servidores e clientes, bem como a aplicação dos conceitos de segurança de redes. Os alunos serão incentivados a resolver os exercícios em casa e trazer quaisquer dúvidas para a próxima aula. (1 - 2 minutos)

Conclusão (10 - 15 minutos)

1. Recapitulação: Para concluir a aula, o professor fará um resumo dos principais pontos discutidos, reforçando a importância dos fundamentos de redes e da programação de redes em Python. Haverá uma ênfase especial na aplicação prática desses conceitos, incluindo a programação de sockets, servidores e clientes, e a implementação de segurança de redes. (5 - 7 minutos)

2. Conexão entre teoria e prática: O professor explicará como a aula conectou a teoria das redes de computadores e da programação em Python com a prática de desenvolver soluções para problemas de rede. Ele destacará os exercícios práticos realizados na aula como exemplos de como esses conceitos podem ser aplicados no mundo real. (2 - 3 minutos)

3. Materiais Complementares: Para aprofundar o entendimento dos alunos sobre o assunto, o professor sugerirá alguns materiais extras para estudo. Isso pode incluir tutoriais online, livros sobre programação de redes em Python, bem como desafios de codificação relacionados que permitirão aos alunos aplicar o que aprenderam. (2 - 3 minutos)

4. Aplicações no dia a dia: Por fim, o professor explicará a importância do assunto para o dia a dia dos alunos. Ele destacará como a programação de redes em Python é fundamental para muitos serviços digitais que usamos diariamente, e como essa habilidade é altamente valorizada no mercado de trabalho atual. O professor também mencionará as diversas oportunidades de carreira disponíveis para aqueles que dominam essa disciplina, incluindo desenvolvimento web, segurança cibernética e administração de sistemas. (2 - 3 minutos)