TCP扫描增强器实现65000端口，10S完成，快准狠（Go语言编程）

 

TCP扫描增强器

TCP扫描增强器实现原理，主要是使用TCP三次握手原理

TCP是比我们介绍的要复杂的多，但是我们只介绍一点基础知识。TCP的握手有三个过程。

首先，客户端发送一个 syn 的包，表示建立回话的开始。如果客户端收到超时，说明端口可能在防火墙后面，或者没有启用服务器

第二，如果服务端应答 syn-ack 包，意味着这个端口是打开的，否则会返回 rst 包。最后，客户端需要另外发送一个 ack 包。从这时起，连接就已经建立。

我们TCP扫描器第一步先实现单个端口的测试。使用标准库中的 net.Dial 函数，该函数接收两个参数：协议和测试地址（带端口号）。

版本一（单端口）

package main

import (
    "fmt"
    "net"
)

func main() {
	_, err := net.Dial("tcp", "www.baidu.com:80")
    if err == nil {
        fmt.Println("Connection successful")
    } else {
        fmt.Println(err)
    }
}

 

版本二（多端口）

为了不一个一个地测试每个端口，我们将添加一个简单的循环来简化整个测试过程。

package main

import (
    "fmt"
    "net"
)

func main() {
    for port := 80; port < 100; port++ {
        conn, err := net.Dial("tcp", fmt.Sprintf("www.baidu.com:%d", port))
        if err == nil {
            conn.Close()
            fmt.Println("Connection successful")
        } else {
            fmt.Println(err)
        }
    }
}

这种处理方式有个很大的问题，极度的慢。我们可以通过两个操作来处理一下：并行的执行及为每个连接添加超时控制。

我们来看下如何实现并行。第一步先把扫描功能拆分为一个独立函数。这样会使我们的代码看起来清晰。

版本三（并发执行）

我们会引入一个新的方法 WaitGroup ，详细用法信息可以参考标准库文档。在主函数中，我们可以拆分为协程去执行，然后等待执行结束

package main

import (
	"fmt"
	"net"
	"sync"
	"time"
)

func isOpen(host string, port int) bool {
	time.Sleep(time.Millisecond * 3)
	conn, err := net.Dial("tcp", fmt.Sprintf("%s:%d", host, port))
	if err == nil {
		_ = conn.Close()
		return true
	}

	return false
}

func main() {
	ports := []int{}
	wg := &sync.WaitGroup{}
	for port := 1; port < 50000; port++ {
		wg.Add(1)
		port := port
		go func() {
			opened := isOpen("www.baidu.com", port)
			if opened {
				ports = append(ports, port)
			}
			wg.Done()
		}()

	}
	wg.Wait()
	fmt.Printf("opened ports: %v\n", ports)
}

版本四（等待超时）

我们的代码已经执行的很快了，但是由于超时的原因，我们需要等待很久才能收到返回的错误信息。我们可以假设如果我们200毫秒内没有收到服务器的回应，就不再继续等待。

package main

import (
	"fmt"
	"net"
	"sync"
	"time"
)
func isOpen(host string, port int, timeout time.Duration) bool {
    time.Sleep(time.Millisecond * 1)
    conn, err := net.DialTimeout("tcp", fmt.Sprintf("%s:%d", host, port), timeout)
    if err == nil {
        _ = conn.Close()
        return true
    }

    return false
}

func main() {
    ports := []int{}

    wg := &sync.WaitGroup{}
    timeout := time.Millisecond * 200
    for port := 1; port < 100; port++ {
        wg.Add(1)
        go func(p int) {
            opened := isOpen("www.baidu.com", p, timeout)
            if opened {
                ports = append(ports, p)
            }
            wg.Done()
        }(port)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Printf("opened ports: %v\n", ports)
}

版本五（添加锁）

为什么要添加锁，因为并发执行的话，在往ports数组写的话，会有影响。

现在这个程序会有竞争条件。在只扫描少数端口时，速度比较慢，可能不会出现，但确实存在这个问题。所以我们需要使用 mutex 来修复它。

package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"net"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup
var mutex sync.Mutex

func isOpen(host string, port int, timeout time.Duration) bool {

	time.Sleep(time.Millisecond * 1)
	conn, err := net.DialTimeout("tcp", fmt.Sprintf("%s:%d", host, port), timeout)
	if err == nil {
		_ = conn.Close()
		return true
	}

	return false
}

func main() {
	startTime := time.Now()
	ports := []int{}
	timeout := time.Millisecond * 500
	for port := 1; port <= 65000; port++ {
		go func(p int) {
			opened := isOpen("www.baidu.com", p, timeout)
			if opened {
				mutex.Lock()
				ports = append(ports, p)
				log.Printf("端口: %d 已经开通", p)
				mutex.Unlock()
			}
		}(port)
	}
	time.Since(startTime)
	cost := int(time.Since(startTime) / time.Second)
	fmt.Printf("opened ports: %v\n", ports)

	fmt.Printf("代码运行时长: %d S", cost)
}

版本六（并发控制）

为什么并发控制，不控制的话，在运行时会卡，有时间会导致竞争条件。会影响接口，为了数值的准确性，有必要控制一下并发数量

这里面并发控制，我采用channel，有兴趣可以谷歌一下。

golimit.go

package golimit

type GoLimit struct {
	ch chan int
}

func NewGoLimit(max int) *GoLimit {
	return &GoLimit{ch: make(chan int, max)}
}

func (g *GoLimit) Add() {
	g.ch <- 1
}

func (g *GoLimit) Done() {
	<-g.ch
}

tcp.go

package main

import (
	"code/Projects/tcp_Scanning/golimit"
	"fmt"
	"log"
	"net"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup
var mutex sync.Mutex

func isOpen(host string, port int, timeout time.Duration) bool {

	time.Sleep(time.Millisecond * 1)
	conn, err := net.DialTimeout("tcp", fmt.Sprintf("%s:%d", host, port), timeout)
	if err == nil {
		_ = conn.Close()
		return true
	}

	return false
}

func main() {
	startTime := time.Now()
	ports := []int{}
	timeout := time.Millisecond * 500
	g := golimit.NewGoLimit(2000)
	for port := 1; port <= 65000; port++ {
		g.Add()
		go func(g *golimit.GoLimit, p int) {
			opened := isOpen("10.10.10.1", p, timeout)
			if opened {
				mutex.Lock()
				ports = append(ports, p)
				log.Printf("端口: %d 已经开通", p)
				mutex.Unlock()
			}
			g.Done()
		}(g, port)
	}
	time.Since(startTime)
	cost := int(time.Since(startTime) / time.Second)
	fmt.Printf("opened ports: %v\n", ports)

	fmt.Printf("代码运行时长: %d S", cost)
}

版本七（参数定制）

我们就得到了一个简单的端口扫描器。但有些不好的是，不能很方便的修改域名地址以及端口号范围，我们必须要重新编译代码才可以。Go还有一个很不错的包叫做 flag 。

flag 包可以帮助我们编写命令行程序。我们可以配置每个字符串或数字。我们为主机名及要测试的端口范围和连接超时添加参数。

package main

import (
	"code/Projects/tcp_Scanning/golimit"
	"flag"
	"fmt"
	"log"
	"net"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup
var mutex sync.Mutex

func isOpen(host string, port int, timeout time.Duration) bool {

	time.Sleep(time.Millisecond * 1)
	conn, err := net.DialTimeout("tcp", fmt.Sprintf("%s:%d", host, port), timeout)
	if err == nil {
		_ = conn.Close()
		return true
	}

	return false
}

func main() {
	startTime := time.Now()
	hostname := flag.String("hostname", "", "hostname to test")
	startPort := flag.Int("start-port", 80, "the port on which the scanning starts")
	endPort := flag.Int("end-port", 100, "the port from which the scanning ends")
	timeout := flag.Duration("timeout", time.Millisecond*200, "timeout")
	golimits := flag.Int("golimit", 1000, "the Program Concurrency")
	flag.Parse()
	ports := []int{}
	//timeout := time.Millisecond * 500
	g := golimit.NewGoLimit(*golimits)
	for port := *startPort; port <= *endPort; port++ {
		g.Add()
		go func(g *golimit.GoLimit, p int) {
			opened := isOpen(*hostname, p, *timeout)
			if opened {
				mutex.Lock()
				ports = append(ports, p)
				log.Printf("端口: %d 已经开通", p)
				mutex.Unlock()
			}
			g.Done()
		}(g, port)
	}
	time.Since(startTime)
	cost := int(time.Since(startTime) / time.Second)
	fmt.Printf("opened ports: %v\n", ports)

	fmt.Printf("代码运行时长: %d S", cost)
}

如果我们想要显示如何使用，我们可以添加一个 -h 参数，来显示使用说明。整个项目不到50行的代码，我们使用到了并行、flag 及 net 包。

速度测试还不错，

并发 2000，扫描65000端口，只需要16s，而且很准确。

如果设置4000的并发，扫描出来的结果可能缺少，只需要8S 。

 

 大家可以多试试。