基于多线程的端口扫描程序.docx

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基于多线程的端口扫描程序

计算机网络课程课程设计任务书

学院

计算机与信息工程

专业

网络工程

课程名称

计算机网络

题目

基于多线程的端口扫描程序

完成期限

自2014年6月9日至2014年6月16日共1周

内

容

及

任

务

一、项目的目的

掌握Socket的基本功能，锻炼Java高级编程的能力。

二、项目任务的主要内容和要求

使用Socket实现简单的端口扫描功能。

分别针对TCP和UDP，采用多线程技术实现端口扫描，给出扫描结果。

实现本程序需要了解网络基础知识、网络安全基础知识，掌握C/S结构的工作特点，掌握高级语言及网络编程知识，可以选择VisualC++、C或Java等语言实现。

三、项目设计（研究）思路

设计信息检测模块检测IP地址，再采取匹配过滤原则筛选进程端口，利用Socket实现简单的端口扫描功能，最后检测信息是否符合要求。

四、具体成果形式和要求

（1）给出程序的流程图；

（2）给出程序源码；

（3）给出程序的部分运行测试结果。

进

度

安

排

起止日期

工作内容

6月13日至6月14日

分析题目，搜索相关资料，整理相关资料，确定程序分工

6月15日至6月17日

编写程序代码，调试改进程序。

6月18日至6月19日

编写课程设计报告。

主

要

参

考

资

料

[1]赵生慧.Java面向对象程序设计.北京：

中国水利水电出版社，2010。

[2]谢希仁.计算机网络（第五版）.北京：

电子工业出版社，2011。

[3]杨静宇.Java程序设计与应用开发（第2版）[M].北京:

清华大学出版社,2009。

指导教师

意见

（签字）：

×年×月×日

系（教研室）主任意见

（签字）：

×年×月×日

计算机网络设计说明书

学院名称：

计算机与信息工程学院

班级名称：

网络工程122班

学生姓名：

学号：

题目：

基于多线程的端口扫描程序

指导教师

姓名：

起止日期：

2015年6月13日至2015年6月20日

一、选题背景

随着互联网的飞速发展，网络入侵行为日益严重，网络安全成为人们关注的焦点。

端口扫描技术是网络安全扫描技术的重要技术之一。

对目标系统进行端口扫描，是网络系统入侵者进入目标系统的第一步。

网络安全探测在网络安全中起着主动防御的作用，占有非常重要的地位。

网络安全探测的所有功能都是建立在端口扫描的基础上，所以对端口扫描技术的研究有着非常重要的现实意义。

现实世界中的很多过程都具有多条线索同时动作的特性。

Java语言的一大特性就是内置对多线程的支持。

多线程是指同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同工作的情况，它使得编程人员可以很方便地开发出具有多线程功能、能同时处理多个任务的功能强大的应用程序。

端口是由计算机的通信协议TCP/IP协议定义的。

其中规定，有IP地址和端口号作为套接字，它代表TCP连接的一个连接端，一般称为Socket。

具体来说，就是用[IP:

端口]来定位一台主机的进程。

可见端口与进程是一一对应的，如果某个进程正在等待连接，称之为该进程正在监听，那么就会出现与它相对应的端口。

由此可见，通过扫描端口，就可以判断出目标计算机有哪些通信进程正在等待连接。

利用TCP connect扫描原理，扫描主机通过TCP/IP协议的三次握手与目标主机的指定端口建立一次完整的连接，如果目标主机该端口有回复，则说明该端口开放。

利用多线程技术实现了对一目标IP进行设定数目的端口扫描，对多IP段的特定端口进行扫描。

二、方案设计

多线程端口扫描器是实现计算机的端口的扫描，只要在在前台设置好所要扫描的IP、起始端口、结束端口以及所要用到的线程数，点击扫描，就可以扫描到所输入IP地址主机的开放端口，并显示在主窗体中；点击退出，则可以退出该程序。

IP设置应为所在主机的IP地址，起始端口和结束端口应为0~65535之间的一个数，且起始端口应小于结束端口的大小。

线程数为0~200之间的一个数。

点击开始后就会运行，直到扫描完毕显示出开放端口，如果没有开放端口，则只显示扫描完毕。

本系统要实现的功能：

①端口扫描功能：

扫描开放的端口，并将扫描到的开放端口号送到前台。

②图像显示功能：

显示图形界面，以及显示扫描结果。

③多线程功能：

当客户端要求与服务器端建立连接时，服务器端就将用到多线程功能，为每一个建立起来的连接创建一个线程。

④异常抛出功能：

对于明显的数据错误，能提示出错误的类型并阻止程序的运行。

流程图：

三、详细设计

本程序是由3模块组成的：

图形界面，按钮的监听及数据检验，端口扫描

（1）图形用户界面是软件产品和用户交互的接口，是软件产品中用户直接可以看到并直接操作的部分。

publicstaticJFramemain=newJFrame（"基于JAVA的多线程TCP端口扫描程序\\李梦然"）;

publicstaticJTextAreaResult=newJTextArea（"",4,44）;

publicstaticJTextFieldhostname=newJTextField（"localhost",8）;

publicstaticJTextFieldminPort=newJTextField（"0",4）;

publicstaticJTextFieldmaxPort=newJTextField（"1000",4）;

publicstaticJTextFieldmaxThread=newJTextField（"100",3）;

publicstaticJDialogDLGError=newJDialog（main,"错误!

"）;

publicstaticLabelDLGINFO=newLabel（""）;

publicstaticLabelstatus=newLabel（"扫描状态:

未开始"）;

publicScanner（）

{

main.setSize（500,220）;

main.setLocation（350,300）;

main.setResizable（false）;

DLGError.setSize（300,100）;

DLGError.setLocation（450,400）;

Result.setBackground（Color.pink）;

JPanelmainPanel=newJPanel（）;

LabelH=newLabel（"ip:

"）;

LabelP1=newLabel（"端口范围:

"）;

LabelP2=newLabel（"—"）;

LabelTNUM=newLabel（"线程数:

"）;

LabelRST=newLabel（"扫描结果:

"）;

Result.setLineWrap（true）;

Result.setEditable（false）;

JButtonOK=newJButton（"确定"）;

JButtonSubmit=newJButton（"确定"）;

JButtonCancel=newJButton（"取消"）;

ContainermPanel=main.getContentPane（）;

ContainerdPanel=DLGError.getContentPane（）;

mPanel.setLayout（newFlowLayout（FlowLayout.LEFT））;

dPanel.setLayout（newFlowLayout（FlowLayout.CENTER））;

mPanel.add（H）;

mPanel.add（hostname）;

mPanel.add（P1）;

mPanel.add（minPort）;

mPanel.add（P2）;

mPanel.add（maxPort）;

mPanel.add（TNUM）;

mPanel.add（maxThread）;

mPanel.add（RST）;mPanel.add（Result）;

mPanel.add（status）;

mPanel.add（Submit）;

mPanel.add（Cancel）;

dPanel.add（DLGINFO）;

dPanel.add（OK）;

main.setVisible（true）;

Submit.addActionListener（newSubmitAction（））;

Cancel.addActionListener（newCancleAction（））;

OK.addActionListener（newOKAction（））;

（2）按钮监听是整个程序的时间驱动设计部分。

并且显示运行结果。

数据处理是对用户输入的数据进行检验是否错误，来进行报错处理。

classCancleActionimplementsActionListener

{

publicvoidactionPerformed（ActionEvente）

{

System.exit

（1）;

}

}

classSubmitActionimplementsActionListener

{

publicvoidactionPerformed（ActionEventa）

{

intmin;

intmax;

intnum;

try

{

min=Integer.parseInt（Scanner.minPort.getText（））;

max=Integer.parseInt（Scanner.maxPort.getText（））;

num=Integer.parseInt（Scanner.maxThread.getText（））;

}

catch（NumberFormatExceptione）

{

Scanner.DLGINFO.setText（"错误的端口号或线程数!

端口号和线程数必须为整数!

"）;

Scanner.DLGError.setVisible（true）;

Scanner.status.setText（"扫描状态:

未开始"）;

return;

}

try

{

Saomiao.hostAddress=InetAddress.getByName（Scanner.hostname.getText（））;

}

catch（UnknownHostExceptione）

{

Scanner.DLGINFO.setText（"错误的IP地址/域名或地址不可达!

"）;

Scanner.DLGError.setVisible（true）;

Scanner.status.setText（"扫描状态:

未开始"）;

return;

}

if（min<0||min>65535||min>max）

{

Scanner.DLGINFO.setText（"最小端口必须是0-65535并且小于最大端口的整数!

"）;

Scanner.DLGError.setVisible（true）;

return;

}

else

Saomiao.minport=min;

if（max<0||max>65535||max

{

Scanner.DLGINFO.setText（"最大端口必须是0-65535并且大于最小端口的整数!

"）;

Scanner.DLGError.setVisible（true）;

Scanner.status.setText（"扫描状态:

未开始"）;

return;

}

else

Saomiao.maxport=max;

if（num<1||num>200）

{

Scanner.DLGINFO.setText（"线程数为1-200的整数!

"）;

Scanner.DLGError.setVisible（true）;

Scanner.status.setText（"扫描状态:

未开始"）;

return;

}

Scanner.Result.setText（""）;

Scanner.Result.append（"正在扫描"+Scanner.hostname.getText（）+"线程数"+Scanner.maxThread.getText（）+"\n"）;

Scanner.Result.append（"开放端口:

"）;

for（inti=0;i

{

newSaomiao（i）.start（）;

}

}

}

classOKActionimplementsActionListener

{

publicvoidactionPerformed（ActionEvente）

{

Scanner.DLGError.dispose（）;

}

}

（3）端口扫描程序主要运用Socket编程。

其工作过程包含以下四个基本步骤：

创建通信双方的socket链接，即分别为服务器和客户端创建Socket对象，建立Socket连接；打开连接到Socket的输入流和输出流；按照一定的协议对Socket进行读/写操作；关闭连接。

staticclassSaomiaoextendsThread

{

publicstaticInetAddresshostAddress;

publicstaticintminport;

publicstaticintmaxport;

privateintthreadnum;

publicSaomiao（intthreadnum）

{

this.threadnum=threadnum;

}

publicvoidrun（）

{

inti;

SockettheTCPsocket;

for（i=minport+threadnum;i

{

Scanner.status.setText（"扫描状态:

正在扫描"+i+"端口"）;

try

{

theTCPsocket=newSocket（hostAddress,i）;

theTCPsocket.close（）;

Scanner.Result.append（""+i）;

switch（i）

{

case21:

Scanner.Result.append（"（FTP）"）;

break;

case23:

Scanner.Result.append（"（TELNET）"）;

break;

case25:

Scanner.Result.append（"（SMTP）"）;

break;

case80:

Scanner.Result.append（"（HTTP）"）;

break;

case110:

Scanner.Result.append（"（POP）"）;

break;

case139:

Scanner.Result.append（"（netBIOS）"）;

break;

case161:

Scanner.Result.append（"（SNMP）"）;

break;

case443:

Scanner.Result.append（"（HTTPS）"）;

break;

case1433:

Scanner.Result.append（"（SQL）"）;

break;

case8000:

Scanner.Result.append（"（OICQ）"）;

break;

}

Scanner.Result.append（","）;

}catch（IOExceptione）{}

}

if（i==maxport）

{

Scanner.Result.append（"\n"+"扫描完成..."）;

Scanner.status.setText（"扫描状态:

完成!

"）;

}

}

}

四、结果分析

运行要求与环境

（1）性能要求

实时性好、可靠性强、不占用系统太多的内存和存储空间。

（2）设计约束

开发工具：

J2SDK1.6.0Eclipse

运行环境：

Windows8

能实现用户所定义的各项需求。

运行程序流程图：

（1）Eclipse界面：

（2）程序初始界面：

（3）程序运行结果：

（4）IP地址报错：

（5）端口范围报错：

（6）线程数报错：

五、结论

在此次课程设计中，遇到了一些问题，如：

程序功能不能完全实现，对于面向对象的方法了解不够透彻，运用到实际的软件开发中存在着困难；对于Java语言，以前只学习到了一些最基本的知识，要在短时间内用Java语言来开发软件是一个较大的挑战；对于开发软件的流程不熟悉，适应起来比较慢，编写需求说明书和设计规格说明书时，自己感觉难以动手，这表明所学的知识不能灵活运用到实际中。

对于以上的问题，自己有清楚的认识，解决办法是需要大量阅读相关的书籍，多看些项目的源代码。

对于书上以及网站上下载的资料中的Java实例必须理解，还有多跟精通Java语言的老师和同学请教和交流，取其精华。

对于实际动手能力与软件开发的流程的适应，必须多进行实际的练习与操作，才能有所进步。

这次课程设计令我感受很多。

从拿到题目到编写Java程序；然后请教别人慢慢研究琢磨；从理论到实践；从失败到成功；忘不了我坐在电脑前苦苦思索，高温下熬夜地编程的疲惫；忘不了因沉迷于编程却耽误了吃饭时间而挨饿辛酸；忘不了……这其中了不少的东西，磨砺了我的意志；同时还巩固了以前所学的知识，学到了不少书本上没有的知识；学到了很多Java编程知识，并学会了简单的使用Eclipse来开发Java程序的一些使用技巧这次课程设计是对我本学期所学的知识的检验，由此我发现了不少的问题。

可以说它给了我一次自我评估的机会。

通过设计让我知道了那些方面我还是有欠缺的，促使我花时间弥补。

临近考试，时间太紧迫，致使程序实现的功能在方法上也许不是很完美，但我以后会多向老师请教，自己也要加强对Java的学习。

努力进一步提高自己的编程水平。

此次的课程设计，对我来说撰写文档似乎是一个更大的挑战。

撰写文档不仅要求我们要对自己程序非常熟悉：

程序的总体框架，功能，如何实现，存在什么问题等，同时还要求我们有清晰的思维和准确的表达能力以及严密的逻辑性。

因此，写完这篇文档对于我们自身来说自然是获益匪浅的。

参考文献

[1]赵生慧.Java面向对象程序设计.北京：

中国水利水电出版社，2010。

[2]谢希仁.计算机网络（第五版）.北京：

电子工业出版社，2011。

[3]杨静宇.Java程序设计与应用开发（第2版）[M].北京:

清华大学出版社,2009。

学生签名：

填表日期：

年月日

附件

/*基于多线程端口扫描程序源代码*/

import.*;

importjava.io.*;

importjava.awt.*;

importjava.awt.event.*;

importjavax.swing.*;

publicclassScanner

{

publicstaticJFramemain=newJFrame（"基于JAVA的多线程TCP端口扫描程序\\李梦然"）;

publicstaticJTextAreaResult=newJTextArea（"",4,44）;

publicstaticJTextFieldhostname=newJTextField（"localhost",8）;

publicstaticJTextFieldminPort=newJTextField（"0",4）;

publicstaticJTextFieldmaxPort=newJTextField（"1000",4）;

publicstaticJTextFieldmaxThread=newJTextField（"100",3）;

publicstaticJDialogDLGError=newJDialog（main,"错误!

"）;

publicstaticLabelDLGINFO=newLabel（""）;

publicstaticLabelstatus=newLabel（"扫描状态:

未开始"）;

publicScanner（）

{

main.setSize（500,220）;

main.setLocation（350,300）;

main.setResizable（false）;

DLGError.setSize（300,100）;

DLGError.setLocation（450,400）;

Result.setBackground（Color.pink）;

JPanelmainPanel=newJPanel（）;

LabelH=newLabel（"ip:

"）;

LabelP1=newLabel（"端口范围:

"）;

LabelP2=newLabel（"—"）;

LabelTNUM=newLabel（"线程数:

"）;

LabelRST=newLabel（"扫描结果:

"）;

Result.setLineWrap（true）;

Result.setEditable（false）;

JButtonOK=newJButton（"确定"）;

JButtonSubmit=newJButton