python如何编写端口扫描器

Python编写端口扫描器的步骤：选择合适的库、了解端口扫描的基本原理、编写扫描逻辑、处理扫描结果。在这些步骤中，选择合适的库是最关键的，因为它直接决定了扫描器的性能和稳定性。接下来，将详细描述如何选择和使用合适的库来编写一个高效的端口扫描器。

一、选择合适的库

Python有很多网络编程库可以用于编写端口扫描器，其中最常用的有socket和scapy。

1、使用socket库

socket是Python标准库的一部分，非常适合初学者。它提供了底层的网络接口，可以用来创建简单的端口扫描器。

import socket
def scan_port(ip, port):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.settimeout(1)
    result = s.connect_ex((ip, port))
    s.close()
    return result == 0

这个简单的函数创建了一个TCP连接，如果连接成功，说明端口是开放的。

2、使用scapy库

scapy是一个强大的网络工具包，适合高级用户。它可以构造和发送定制的网络包，并捕获和分析网络流量。

from scapy.all import *
def scan_port(ip, port):
    syn_packet = IP(dst=ip)/TCP(dport=port, flags='S')
    response = sr1(syn_packet, timeout=1, verbose=False)
    return response is not None and response.haslayer(TCP) and response.getlayer(TCP).flags == 0x12

这个函数使用scapy构造了一个TCP SYN包，并检查是否收到了SYN-ACK响应。

二、了解端口扫描的基本原理

端口扫描的基本原理是尝试连接目标机器的不同端口，以确定哪些端口是开放的。主要有三种类型的端口扫描：

1、TCP扫描

这是最常见的扫描方法，尝试建立一个完整的TCP连接。如果连接成功，说明端口是开放的。

import socket
def tcp_scan(ip, port):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.settimeout(1)
    result = s.connect_ex((ip, port))
    s.close()
    return result == 0

2、UDP扫描

UDP扫描比TCP扫描复杂，因为UDP是无连接的协议，没有明显的握手过程。通常通过发送特定的探测包，并根据响应判断端口状态。

from scapy.all import *
def udp_scan(ip, port):
    udp_packet = IP(dst=ip)/UDP(dport=port)
    response = sr1(udp_packet, timeout=1, verbose=False)
    return response is None

3、SYN扫描

SYN扫描也称为半开放扫描，因为它不建立完整的TCP连接，只发送SYN包，等待SYN-ACK响应。

from scapy.all import *
def syn_scan(ip, port):
    syn_packet = IP(dst=ip)/TCP(dport=port, flags='S')
    response = sr1(syn_packet, timeout=1, verbose=False)
    return response is not None and response.haslayer(TCP) and response.getlayer(TCP).flags == 0x12

三、编写扫描逻辑

编写一个完整的端口扫描器，需要结合以上几种扫描方法，并添加一些控制逻辑，比如扫描特定范围的端口、记录扫描结果等。

1、扫描特定范围的端口

可以使用一个循环，遍历指定的端口范围，并调用相应的扫描函数。

def scan_ports(ip, start_port, end_port):
    open_ports = []
    for port in range(start_port, end_port + 1):
        if tcp_scan(ip, port):
            open_ports.append(port)
    return open_ports

2、处理扫描结果

将扫描结果记录下来，方便后续分析。

def log_results(ip, open_ports):
    with open('scan_results.txt', 'w') as file:
        file.write(f"Open ports for {ip}:n")
        for port in open_ports:
            file.write(f"{port}n")

3、并行扫描

为了提高扫描速度，可以使用多线程或异步编程。

import threading
def thread_scan(ip, start_port, end_port):
    open_ports = []
    def scan_port(port):
        if tcp_scan(ip, port):
            open_ports.append(port)
    threads = []
    for port in range(start_port, end_port + 1):
        t = threading.Thread(target=scan_port, args=(port,))
        threads.append(t)
        t.start()
    for t in threads:
        t.join()
    return open_ports

四、综合实例

将以上内容综合起来，编写一个完整的端口扫描器。

import socket
import threading
from scapy.all import *
def tcp_scan(ip, port):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.settimeout(1)
    result = s.connect_ex((ip, port))
    s.close()
    return result == 0
def udp_scan(ip, port):
    udp_packet = IP(dst=ip)/UDP(dport=port)
    response = sr1(udp_packet, timeout=1, verbose=False)
    return response is None
def syn_scan(ip, port):
    syn_packet = IP(dst=ip)/TCP(dport=port, flags='S')
    response = sr1(syn_packet, timeout=1, verbose=False)
    return response is not None and response.haslayer(TCP) and response.getlayer(TCP).flags == 0x12
def scan_ports(ip, start_port, end_port, method='tcp'):
    open_ports = []
    scan_method = tcp_scan if method == 'tcp' else udp_scan if method == 'udp' else syn_scan
    def scan_port(port):
        if scan_method(ip, port):
            open_ports.append(port)
    threads = []
    for port in range(start_port, end_port + 1):
        t = threading.Thread(target=scan_port, args=(port,))
        threads.append(t)
        t.start()
    for t in threads:
        t.join()
    return open_ports
def log_results(ip, open_ports):
    with open('scan_results.txt', 'w') as file:
        file.write(f"Open ports for {ip}:n")
        for port in open_ports:
            file.write(f"{port}n")
if __name__ == '__main__':
    ip = '192.168.1.1'
    start_port = 1
    end_port = 1024
    method = 'tcp'
    open_ports = scan_ports(ip, start_port, end_port, method)
    log_results(ip, open_ports)

五、优化和扩展

1、支持更多协议

可以扩展扫描器，支持更多协议，比如HTTP、FTP等。通过发送特定的探测包，分析响应，判断端口是否开放。

2、错误处理

添加错误处理逻辑，确保扫描器在遇到异常时不会崩溃。

def scan_port(ip, port):
    try:
        s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        s.settimeout(1)
        result = s.connect_ex((ip, port))
        s.close()
        return result == 0
    except Exception as e:
        print(f"Error scanning port {port}: {e}")
        return False

3、性能优化

使用更高效的数据结构和算法，提高扫描速度。比如，使用集合而不是列表存储开放的端口，以提高查找速度。

open_ports = set()

4、用户界面

为扫描器添加一个简单的命令行界面或图形用户界面，使其更易于使用。

import argparse
if __name__ == '__main__':
    parser = argparse.ArgumentParser(description='Port Scanner')
    parser.add_argument('ip', help='Target IP address')
    parser.add_argument('start_port', type=int, help='Start port')
    parser.add_argument('end_port', type=int, help='End port')
    parser.add_argument('--method', choices=['tcp', 'udp', 'syn'], default='tcp', help='Scan method')
    args = parser.parse_args()
    open_ports = scan_ports(args.ip, args.start_port, args.end_port, args.method)
    log_results(args.ip, open_ports)

通过以上步骤，你可以编写一个功能强大、灵活的端口扫描器。无论是初学者还是高级用户，都可以根据自己的需求，选择适合的库和方法，构建自己的端口扫描器。