端口扫描程序的设计与实现.docx

1、端口扫描程序的设计与实现端口扫描程序的设计与实现摘 要运算机信息网络的进展加速了信息化时期的进程，可是随着社会网络化程度的增加，对运算机网络的依赖也愈来愈大，网络安全问题也日趋明显。端口扫描技术是发觉安全问题的重要手腕之一。本程序是在Windows系统中利用C语言用MFC完成的一个端口扫描程序。此程序主要完成了TCP connect()扫描和UDP扫描功能。TCP扫描支持多线程，能对单个指定的主机进行扫描或对指定网段内的主机进行逐个扫描。能扫描特定的部份端口号或对指定的端口段内的端口进行逐个扫描。此端口扫描程序能快速地进行TCP扫描，准确地检测出对TCP协议开放的端口。而对于UDP扫描只支持单

2、线程，速度较慢。扫描结果以列表的形式直观地展现出来。 关键词：端口扫描、TCP扫描、UDP扫描、TCP多线程扫描 引言 课题的背景及意义网络中每台运算机犹如一座城堡，这些城堡中，有些是对外完全开放的，有些却是大门紧闭的。入侵者们是如何找到，并打开它们的城门呢？这些城门究竟通向何处？在网络中，把这些城堡的“城门”称之为运算机的“端口”。端口扫描是入侵者搜索信息的几种常常利用方式之一，也正是这一种方式最容易暴露入侵者的身份和用意。一般说来，扫描端口有以下目的：判断目标主机上开放了哪些服务判断目标主机的操作系统若是入侵者掌握了目标主机开放了哪些服务，运行何种操作系统，他们就可以利用相应的手腕实现入侵

3、。而若是管理员先掌握了这些端口服务的安全漏洞，就可以采取有效的安全办法，防范相应的入侵。 端口扫描现状运算机信息网络的进展加速了信息化时期的进程，可是随着社会网络化程度的增加，对运算机网络的依赖也愈来愈大，网络安全问题也日趋明显。端口扫描技术是发觉安全问题的重要手腕之一。一个端口就是一个潜在的通信通道，也就是一个入侵通道。对目标运算机进行端口扫描，能取得许多有效的信息。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，通过这种方式，能够搜集到很多关于目标主机的各类有效的信息，从而发觉目标机的某些内在的弱点。系统设计 系统主要目标本程序主要实现了：简易的TCP connect

4、()扫描，支持多线程；UDP扫描功能；能对单个指定的主机进行扫描或扫描指定网段内的主机；能扫描特定的部份端口号或对指定的端口段内的端口进行逐个扫描； 开发环境及工具测试平台：Windows XP Professional利用软件：Visual C+ 开发语言：C语言 功能模块与系统结构作为端口扫描程序，第一需要完成的功能就是对于系统操作系统的服务端口进行扫描，返回扫描结果。对于端口的扫描，包括对于本机系统服务端口，局域网内目标机系统，和远程IP的系统服务端口进行扫描。有些时候，用户并非需要去扫描整个系统的所有端口，因为如此的话不仅会浪费大量的时刻，而且可能致使难以找到自己需要了解的端口的扫描结

5、果。所以，对于选择性地对端口进行扫描也超级重要。这固然也是扫描程序需要实现的功能之一。用户在等待扫描的时候，往往希望明白它的工作进度。如此用户能够更好地控制自己的操作。站在用户的角度试探，设置进度是程序需要完成的，如此就可以明白程序扫描的进度。系统必需提供的服务是功能需求的大体，本着站在用户角度试探的原则，做出如上叙述需求，从简列举如下：扫描功能；地址选择功能；端口选择功能；进度显示功能；端口扫描程序功能模块如下图所示：程序运行流程图：系统功能程序设计本程序主要实现了简易的TCP connect()扫描和UDP扫描功能，对TCP扫描支持多线程扫描，UDP扫描仅支持单线程。 获取本机IP第一利用

6、winsock中的gethostname()函数获取本地主机的标准主机名，再利用函数gethostbyname()主机名字和地址信息的hostent结构指针，最后通过inet_ntoa()函数将地址转化为字符形式返回给主调函数。if( gethostname(szHostName, 128) = 0 ) pHost = gethostbyname(szHostName);for( i = 0; pHost!= NULL & pHost-h_addr_listi!= NULL; i+ )/*对每一个IP地址进行处置*/ pszAddr = inet_ntoa (*(struct in_addr

7、*)pHost-h_addr_listi); break; 分割字符串函数的实现由于扫描结果是利用静态字符串保留的，所以最后显示的时候，需要用到分割字符串函数，来将字符串中扫描出的端口号分离出来显示。本函数主如果通过Find()函数来查找用作分隔符的字符串在待查找的字符串中的位置，然后通过Add()函数将分隔符之间的字符保留进数组中，来达到分割字符的目的。 while( -1 != pos ) if( -1 = pre_pos ) pos = (division,pos); else pos = (division,(pos+1); if( -1 = pre_pos ) iFirst = 0;

8、 if( -1 = pos ) nCount = (); else nCount = pos; else iFirst = pre_pos+len; if( -1 != pos ) nCount = pos - pre_pos - len; else nCount = ()-pre_pos-len; (iFirst,nCount); pre_pos = pos; 获取待扫描的IP地址通过判断选择的哪个Radio Button的值，来选择从对应的IP Address控件中读入用户输入的值，若是单个的IP则将开始地址StartAddr和结束地址EndAddr都赋值为IP Address控件的值；若

9、是IP范围，则第一个IP地址赋值给StartAddr，最后一个IP地址赋值给EndAddr。void CPortScanDlg:setAddr(DWORD& StartAddr,DWORD& EndAddr) switch case 0: break; case 1: break; case 2: break; default: break; 获取待扫描的端口号第一读入用户设置的允许的最大线程数。再通过判断选择的哪个Radio Button的值，来选择从对应的Edit Box控件中读入用户输入的值。若是指定的端口号，则循环读入Edit Box中的端口号 (一个端口号占用一行，一次读入一行)，每

10、行的字符不超过9字符，再在读入的每行字符的末尾添加字符串结束标记 0，再通过atoi()函数把字符型转换为整型，寄存在概念的数组结构中，并保留端口号的总个数。若是端口范围，则第一个端口号的值和最后一个端口号的值别离读入寄存在概念的结构体中。void CPortScanDlg:setPort(tag_PORTS *pScanParam,int& ThreadNum) ThreadNum=; switch case 0: short nCount = 0; char buff10; for(int i=0; inArrOfPortsnCount+= atoi(buff); pScanParam-n

11、Count = nCount; pScanParam-bSepecifiedPort=0; break; case 1: pScanParam-bSepecifiedPort=1; pScanParam-iStartPort=; pScanParam-iEndPort=; break; default: break; 3.4.1 指定端口号的初始化第一试着读取文件中保留的端口号，若读入成功，则显示该文本文档中保留的值；若该文件不存在或读入异样，则显示默许设置的值。void conf_Port:ReadDefaultPorts() try CStdioFile f(, CFile:modeRea

12、d|CFile:typeText); CString s, ss; while (ss) s += ss; s += rn; GetDlgItem(IDC_EDIT_DesignPort)-SetWindowText(s); (); catch(.) CString s = 13rn37rn123rn135rn139rn489rn1002; GetDlgItem(IDC_EDIT_DesignPort)-SetWindowText(s); 3.4.2 指定端口号的保留在运行端口扫描时会将指定端口保留进文本文档中，若此文件不存在，则创建此文件。void conf_Port:SaveDefault

13、Ports() CStdioFile f(, CFile:modeCreate|CFile:modeWrite|CFile:typeText); char buff10; for(int i=0; i(); i+) int len = (i, buff, 9); if (len != 0) bufflen = 0; (buff); (rn); (); TCP connect() 扫描这是最大体的TCP扫描。操作系统提供的connect()系统挪用，用来与每一个感兴趣的目标运算机的端口进行连接。若是端口处于侦听状态，那么connect()就可以成功。不然，那个端口是不能用的，即没有提供服务。那个

14、技术的一个最大的长处是，你不需要任何权限。系统中的任何用户都有权利利用那个挪用。另一个益处就是速度。若是对每一个目标端口以线性的方式，利用单独的connect()挪用，那么将会花费相当长的时刻，你能够通过同时打开多个套接字，从而加速扫描。利用非阻塞I/O允许你设置一个低的时刻用尽周期，同时观察多个套接字。但这种方式的缺点是很容易被觉察，而且被过滤掉。目标运算机的logs文件会显示连续串的连接和连接是犯错的服务消息，而且能专门快的使它关闭。3.5.1 大体原理挪用connect()函数，按照返回值来判断端口是不是打开的，connect()函数返回0说明成立连接成功，说明该端口是打开的，就将该端口

15、保留进静态字符串变量中，然后关闭连接，则线程数减一。RunThreadNum是用来控制最大线程数量的。UINT CPortScanDlg:DoScanPort_TCP(LPVOID lp) ret=connect(sock,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin); if(ret=0) (%d,ntohs); showout_tcp+=str+|; closesocket(sock); RunThreadNum-;3.5.2 扫描多个主机多端口多线程的实现扫描多个主机是利用for循环来实现逐个扫描的，多端口也是利用for循环来实现逐个扫描的。最大线程数量是通过变量R

16、unThreadNum的值来控制的，当其值大于允许的最大线程数maxthread时，便Sleep等待，直到存活的线程数小于maxthread，通过测试最大线程数maxthread设置为150效果较好，不宜大于200。多线程的创建是通过挪用AfxBeginThread()函数来实现的。for(nowAddr=StartAddr;nowAddr=EndAddr;nowAddr+) for(int i=0;imaxthread) Sleep(20); hThreadTcp=AfxBeginThread(DoScanPort_TCP,&inforabout,0,0,0,NULL); CloseHand

17、le(hThreadTcp); Sleep(10); . 3.5.3 扫描结果的显示第一判断静态字符串变量showout_tcp是不是为空，若为空说明没有端口是打开的。若存在打开的端口，则挪用分割字符串函数将打开的端口号提掏出来寄存到Array数组中，再别离显示出来。if(showout_tcp!=) ArrayNum = Split_CString(showout_tcp,Array,|); temp=0; while(temp 0) if(FD_ISSET(ICMP_SOCK,&rset) RECV_MSG = recvfrom(ICMP_SOCK,(char *)&icmpheader,

18、sizeof(I_IPDATA),0,(LPSOCKADDR)&SOURCE_ADDRESS,&Recv_Slen); if(RECV_MSG = 0) return 0; return 1; 测试报告TCP扫描检测4.1.1扫描本机设置（1）IP设置为本地IP（）：（2）IP设置为：2.端口设置为0-1024，最大线程数设置为100，协议选择TCP3.扫描结果（1）IP设置为本地IP（）的扫描结果：（2）IP设置为的扫描结果：设置为扫描本地IP和设置为扫描时扫描结果会有不同：扫描时扫描不出端口139，具体原因还不清楚。4.1.2扫描网络中其他主机1.设置IP（通过ping命令发觉IP为的主性

19、能ping通）2.端口设置为0-1024，最大线程数设置为100，协议选择TCP。扫描结果如下：由扫描结果可知能正常扫描，能正确扫描出能进行TCP连接的端口4.1.3 扫描IP段1.设置IP2.端口设置为扫描指定端口，最大线程数设置为100，协议选择TCP3.扫描结果由扫描结果可知能正常扫描，但由于没有先判断主机是不是在线，所以对不在线的主机也发送了连接请求，致使扫描速度较慢。UDP扫描检测4.2.1 扫描本机设置（1）IP设置为本地IP（）：（2）IP设置为：2. 由于是单线程，扫描速度较慢，端口设置为扫描指定端口，协议选择UDP3.扫描结果：IP设置为本地IP（）的扫描结果和IP设置为的扫

20、描结果相同：用UDP协议扫描本机的端口，由于收不到发送的ICMP_PORT_UNREACH错误数据报，致使结果误判为所有端口都是打开的。4.1.2扫描网络中其他主机1.设置IP（通过ping命令发觉IP为的主性能ping通）2. 由于单线程，扫描速度较慢，端口设置为扫描指定端口，同扫描本机的设置。协议选择UDP3.扫描结果如下由扫描结果可知能正常扫描。TCP、UDP一路扫描IP设置为，端口设置为指定端口，协议选择TCP和UDP，扫描结果如下：由扫描结果可知能正常扫描，但由于TCP扫描利用多线程速度较快，而UDP扫描则是单线程，所以速度较慢，若同时进行两种协议的扫描，会使整体速度下降专门大，所以

21、不建议选择两种协议同时进行扫描。结 论本设计通过近1个多月的尽力，大体知足了一个端口扫描程序的大体要求。完成后的程序实现了TCP connect()扫描和UDP扫描功能，TCP扫描支持多线程，能大大加速扫描速度。能对单个指定的主机进行扫描或扫描指定网段内的主机。能对指定的端口段内的端口进行逐个扫描，或扫描特定的部份端口号，以避免在不需要了解的端口号上浪费时刻。进度条显示，能方便用户随时明白扫描的进度。系统设计期间，学习到很多课堂上没有的知识，还积累了很多实践经验，增强了动手能力和解决实际问题的能力。通过这次的课程设计，对网络编程有了更深切的了解，进一步熟悉了TCP和UDP协议的内容，掌握了TC

22、P、UDP扫描端口的大体原理，学会了运用sock套接字构造UDP数据包并发送，和如何接收ICMP数据包。对编程思想有了进一步的体会，养成了一些良好的编程适应。系统虽然完成，但还有很多不足的地方，希望自己能不断学习和实践，争取以后做得更好。虽然此软件实现了支持多线程的TCP connect()扫描功能，和单线程的UDP扫描功能。但也还有很多不足的地方，如扫描功能单一：不支持TCP SYN扫描、TCP FIN 扫描和IP段扫描等功能，对UDP扫描不支持多线程功能，而且在扫描主机前没有发送ICMP报文去判断主机是不是在线，还需要进一步完善。限于作者知识水平和经验有限，此程序还有许多有待完善和更正的地方，恳请列位老师和读者批评指正。参考文献 1 甘刚、闫丽丽、盛志伟、冼进Linux/UNIX网络编程中国水利水电出版社2008年第1版。2 范建华、胥辉煌、张涛 等译TCP/IP详解 卷1：协议机械工业出版社2009年第1版。3 黄维通Visual C+面向对象与可视化程序设计(第2版)清华大学出版社2007年第2版4 郑莉、董渊、张瑞丰C+语言程序设计(第3版)清华大学出版社2004年第3版