简单端口扫描程序的实现.docx
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简单端口扫描程序的实现
计算机网络课程设计
论文题目:
简单端口扫描程序的实现
院（部）名称:
计算机科学与工程学院
学生姓名:
专业:
学号:
指导教师姓名:
报告提交时间:
报告答辩时间:
（不填）
一、设计要求
本系统实现了一个简单的端口扫描器。
1.使用端口扫描对一台主机进行扫描，一台主机上有哪些端口是打开的；
2.对一个网段进行IP扫描，显示出一个网段内有哪些主机是开机的。
二、开发环境与工具
Windows的pc机Jdk包，：
具备网络环境并连入Internet。
三、设计原理
IP地址和端口被称作套接字，它代表一个TCP连接的一个连接端。
为了获得TCP服务，必须在发送机的一个端口上和接收机的一个端口上建立连接。
TCP连接用两个连接端来区别，也就是（连接端1，连接端2）。
连接端互相发送数据包。
端口扫描是在应用程序运行在TCP或者UDP协议之上工作的,这些协议是众多应用程序使用的传输机制,端口扫描是通过扫描主机确定哪一些TCP和UDP端口可以访问的过程.端口扫描常见的几种类型:
TCPConnect（）扫描SYN扫描NULL扫描ACK扫描Xmas-TreeDumb扫描。
Ping命令经常用来对TCP/IP网络进行诊断。
通过目标计算机发送一个数据包，让它将这个数据包反送回来，如果返回的数据包和发送的数据包一致，那就是说你的PING命令成功了。
通过这样对返回的数据进行分析，就能判断计算机是否开着，或者这个数据包从发送到返回需要多少时间。
Tracert命令用来跟踪一个消息从一台计算机到另一台计算机所走的路径，
rusers和finger通过这两个命令，你能收集到目标计算机上的有关用户的消息。
扫描器通过选用远程TCP/IP不同的端口的服务，并记录目标给予的回答，通过这种方法，可以搜集到很多关于目标主机的各种有用的信息。
总之，端口扫描”通常指用同一信息对目标计算机的所有所需扫描的端口进行发送，然后根据返回端口状态来分析目标计算机的端口是否打开、是否可用。
“端口扫描”行为的一个重要特征，是在短时期内有很多来自相同的信源地址，传向不同的目的、地端口的包。
对于用端口扫描进行攻击的人来说，攻击者总是可以做到在获得扫描结果的同时，使自己很难被发现或者说很难被逆向寻踪。
为了隐藏攻击，攻击者可以慢慢地进行扫描。
除非目标系统通常闲着（这样对一个没有listen（）端口的数据包都会引起管理员的注意），有很大时间间隔的端口扫描是很难被识别的。
隐藏源地址的方法是发送大量的欺骗性的端口扫描数据包（如1000个），其中只有一个是从真正的源地址来的。
这样即使全部数据包都被察觉，被记录下来，也没有人知道哪个是真正的信源地址。
能发现的仅仅是“曾经被扫描过”的地址。
也正因为这样，那些黑客们才乐此不疲地继续大量使用，这种端口扫描技术，来达到他们获取目标计算机信息，并进行恶意攻击的目的。
通常进行端口扫描的工具目前主要采用的是端口扫描软件，也称之为“端口扫描器”。
端口扫描器也是一种程序，它可以对目标主机的端口进行连接，并记录目标端口的应答。
端口扫描器通过选用远程TCP/IP协议不同的端口的服务，记录目标计算机端口给予回答的方法，可以收集到很多关于目标计算机的各种有用信息（比如是否有端口在侦听，是否允许匿名登录，是否有可写的FTP目录，是否能用Telnet等）。
虽然端口扫描器可以用于正常网络安全管理，但就目前来说，它主要还是被黑客所利用，是黑客入侵、攻击前期不可缺少的工具。
黑客一般先使用扫描工具扫描待入侵主机，掌握目标主机的端口打开情况，然后采取相应的入侵措施。
无论是正常用途，还是非法用途，端口扫描可以提供4个用途。
1.识别目标主机上有哪些端口是开放的，这是端口扫描的最基本目的。
2.识别目标系统的操作系统类型（Windows、Linux或UNIX等）。
3.识别某个应用程序或某个特定服务的版本号。
4.识别目标系统的系统漏洞，这是端口扫描的一种新功能。
当然以上这些功能不可能是一成不变的，随着技术的不断完善，新的功能会不断地增加。
端口扫描器并不是一个直接攻击网络漏洞的程序，它仅仅能帮助发现目标计算机的某些内在的弱点。
一个好的扫描器还能对它得到的数据进行分析，帮助查找目标计算机的漏洞。
但它不会提供一个系统的详细步骤。
编写扫描器程序必须要很多TCP/IP协议程序，以及C、Perl和SHELL语言的知识，还需要一些Socket编程的背景。
四、系统功能描述及软件模块划分
主要功能有：
1.使用端口扫描对一台主机进行扫描，一台主机上有哪些端口是打开的；
2.对一个网段进行IP扫描，显示出一个网段内有哪些主机是开机的。
软件所包含的主要模块有：
1.对IP的处理。
包括对IP的移位和运算等。
2.对本机个端口的扫描。
3.对本网段的其他主机个端口的扫描。
五、设计步骤
六、关键问题及其解决方法
完整的代码如下：
importjava.io.*;
import.*;
importjava.util.*;
importjava.lang.*;
importjava.lang.String.*;
importjava.lang.Integer.*;
importjava.awt.*;
publicclassScanPort2
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
{
System.out.println（）;
System.out.println（"*********自定义多IP多TCP端口扫描程序*******"）;
System.out.println（"*******按Ctrl+c退出扫描*******"）;
Stringshubeginip="",shuendip="";
Stringsp1="",sp2="",sp3="";
intbeginport,endport;
intmaxThread=0;
//异常判断变量
intbport=0,eport=0;
booleanbool=false;
booleanbool1=false;
booleanbool2=false;
booleanbool3=false;
booleanbool4=false;
longxxx=0,xxx2=0;
//由用户输入扫描范围
//读取输入开始ip
System.out.println（）;
System.out.println（"请输入起始ip:
"）;
while（!
bool）
{
try
{
BufferedReaderin1=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
shubeginip=in1.readLine（）;
xxx=Com.ipj（shubeginip）;
if（xxx==0）
{
bool=false;
System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的起始ip:
"）;
}
else
if（xxx<=Com.ipj（"1.0.0.0"））
{
bool=false;
System.out.println（"IP范围错误，请输入正确的起始ip:
"）;
}
else
bool=true;
}
catch（IOExceptione）{System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的起始ip:
"）;}
catch（NumberFormatExceptione）{System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的起始ip:
"）;}
catch（StringIndexOutOfBoundsExceptione）{System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的开始ip:
"）;}
catch（NullPointerExceptione）{System.out.print（"退出程序！
"）;}
}
//读取输入结束ip
System.out.println（）;
System.out.println（"请输入结束ip:
"）;
while（!
bool1）
{
try
{
BufferedReaderin2=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
shuendip=in2.readLine（）;
xxx2=Com.ipj（shuendip）;
if（xxx2==0）
{
bool1=false;
System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的结束ip:
"）;
}
else
if（Math.abs（xxx2-xxx）>5155130）
{
bool1=false;
System.out.println（"扫描IP数不能大于5155130，请输入正确的结束ip:
"）;
}
else
bool1=true;
}
catch（IOExceptione）{System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的结束ip:
"）;}
catch（NumberFormatExceptione）{System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的结束ip:
"）;}
catch（StringIndexOutOfBoundsExceptione）{System.out.println（"IP格式错误，请输入正确的结束ip:
"）;}
catch（NullPointerExceptione）{System.out.print（"退出程序！
"）;}
}
//读取输入起始端口
System.out.println（）;
System.out.println（"请输入起始端口：
"）;
while（!
bool2）
{
try
{
BufferedReaderin3=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
sp1=in3.readLine（）;
bport=Integer.parseInt（sp1）;
if（bport<0|bport>65535）
{
System.out.println（"端口错误，请输入正确的起始端口：
"）;
bool2=false;
}
else
bool2=true;
}
catch（IOExceptione）{System.out.println（"端口错误，请输入正确的起始端口：
"）;}
catch（NumberFormatExceptione）{System.out.println（"端口错误，请输入正确的起始端口：
"）;}
}
beginport=Integer.parseInt（sp1）;
//读取输入结束端口
System.out.println（）;
System.out.println（"请输入结束端口：
"）;
while（!
bool3）
{
try
{
BufferedReaderin4=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
sp2=in4.readLine（）;
eport=Integer.parseInt（sp2）;
if（eport65535）
{
System.out.println（"端口错误，请输入正确的结束端口：
"）;
bool3=false;
}
else
bool3=true;
}
catch（IOExceptione）{System.out.println（"端口错误，请输入正确的结束端口：
"）;}
catch（NumberFormatExceptione）{System.out.println（"端口错误，请输入正确的起始端口：
"）;}
}
endport=Integer.parseInt（sp2）;
//读取输入最大线程数
System.out.println（）;
System.out.println（"请输入最大线程（1-300）：
"）;
while（!
bool4）
{
try
{
BufferedReaderin5=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
sp3=in5.readLine（）;
maxThread=Integer.parseInt（sp3）;
if（maxThread>300|maxThread<1）
{
System.out.println（"请输入1-300之间的整数：
"）;
bool4=false;
}
else
bool4=true;
}
catch（IOExceptione）{System.out.print（"退出程序！
"）;}
catch（NumberFormatExceptione）{System.out.println（"请输入1-300之间的整数"）;}
catch（NullPointerExceptione）{System.out.print（"退出程序！
"）;}
}
maxThread=Integer.parseInt（sp3）;
//开始扫描
System.out.println（"正在处理IP地址……"）;
longlong_beginip=Com.ipj（shubeginip）;//转换ip
longlong_endip=Com.ipj（shuendip）;
intallport=endport-beginport+1;//计算扫描端口总数
intallip=（int）Math.abs（long_beginip-long_endip）+1;
intt1=0,t2=0;//计算耗时
longbegint,endt,alltime;
Datemydate=newDate（）;
begint=mydate.getTime（）;//获取当前时间
try
{
//计算两个ip值之间的所有ip
long[]ipduan=newlong[（int）Math.abs（long_beginip-long_endip）+1];
for（intk=0;k<=Math.abs（long_beginip-long_endip）;k++）
{
if（long_beginip-long_endip<0）
ipduan[k]=long_beginip+k;
else
ipduan[k]=long_endip+k;
}
String[]ips1=newString[ipduan.length];
System.out.println（"正在扫描……"）;
for（inta=0;a<=ipduan.length;a++）
{
ips1[a]=Com.ipk（ipduan[a]）;
if（ips1[a]!
=null）
{
System.out.println（"正在扫描：
"+ips1[a]）;
for（intxPort=beginport;xPort<=endport;xPort++）
{
intx=quanjubianliang.Threadnum;
if（x>maxThread）
{
try
{
Thread.sleep（100）;
}
catch（InterruptedExceptione）{}
}
StringthreadName="thread"+xPort;
if（xPort!
=21）
newScanThread（ips1[a],xPort,threadName）.start（）;
}
}
else
allip=allip-1;
}
}
catch（Exceptionexp）{System.out.println（）;}
Datemydate2=newDate（）;//获取结束时间
try
{
Thread.sleep（1000）;
}
catch（InterruptedExceptione）{}
System.out.println（"扫描完成！
"）;
endt=mydate2.getTime（）;
alltime=endt-begint;
System.out.print（"扫描了"+allip+"个IP共"+allip*allport+"个端口,用时"+alltime+"毫秒"）;
}
}
//全局变量，用做限制最大线程
classquanjubianliang
{
publicstaticintThreadnum=0;
}
//扫描线程
classScanThreadextendsThread
{
privateStringghost;
privateintscanP;
publicScanThread（Stringh,intmPort,StringthreadName）
{
ghost=h;
scanP=mPort;
}
publicvoidrun（）
{
quanjubianliang.Threadnum=quanjubianliang.Threadnum+1;
try
{
SocketAddresssockaddr=newInetSocketAddress（ghost,scanP）;
Socketscans=newSocket（）;
inttimeoutMs=50;
scans.connect（sockaddr,timeoutMs）;
scans.close（）;
System.out.println（"主机:
"+ghost+"TCP端口:
"+scanP+"在线"）;
}
catch（SocketTimeoutExceptione）{}
catch（IOExceptione）{}
quanjubianliang.Threadnum=quanjubianliang.Threadnum-1;
}
}
//ip处理
classCom
{
//将字符串ip转换成长整型
publicstaticlongipj（StringipAddress）
{
long[]ip=newlong[4];
intposition1=ipAddress.indexOf（"."）;
intposition2=ipAddress.indexOf（".",position1+1）;
intposition3=ipAddress.indexOf（".",position2+1）;
ip[0]=Long.parseLong（ipAddress.substring（0,position1））;
ip[1]=Long.parseLong（ipAddress.substring（position1+1,position2））;
ip[2]=Long.parseLong（ipAddress.substring（position2+1,position3））;
ip[3]=Long.parseLong（ipAddress.substring（position3+1））;
if（ip[0]==0|ip[3]==0|ip[0]>255|ip[1]>255|ip[2]>255|ip[3]>255）
return0;
else
return（ip[0]<<24）+（ip[1]<<16）+（ip[2]<<8）+ip[3];
}
//将长整型ip转换为字符串型
publicstaticStringipk（longlongIP）
{
StringBuffersb=newStringBuffer（""）;
//直接右移24位
sb.append（String.valueOf（longIP>>>24））;
sb.append（"."）;
//将高8位置0，然后右移16位
sb.append（String.valueOf（（longIP&0x00FFFFFF）>>>16））;
sb.append（"."）;
sb.append（String.valueOf（（longIP&0x0000FFFF）>>>8））;
sb.append（"."）;
sb.append（String.valueOf（longIP&0x000000FF））;
Stringsc=sb.toString（）;
String[]ss=sc.split（"\\."）;
if（Integer.parseInt（ss[3]）==0）
returnnull;
else
returnsb.toString（）;
}
}
七、设计结果
八、软件使用说明
运行程序，跟据程序内容的题示输入起始IP，结束IP，端口号，线程等参数，最后程序返回扫描的结果。
九、参考资料
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