Go实现简单TCP扫描器

女主宣言

今天小编为大家分享一篇关于Go实现TCP扫描器的文章,如果大家对Go编写扫描器感兴趣,可以看下本篇文章。希望能对大家有所帮助。

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Go在网络应用编程方面堪称完美。它自带的标准库也很优秀,在开发过程中可以给予我们很多帮助。

在本文中,我们将会用Go写一个简单的TCP扫描器。整个程序的代码在50行以内。在我们开始动手之前,先介绍一些理论知识。

不得不说,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,

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)。

package main

import (
	"fmt"
	"net"
)

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

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("google.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。

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

  return false
}

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。

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

  wg := &sync.WaitGroup{}
  for port := 1; port < 100; port++ {
     wg.Add(1)
     go func() {
        opened := isOpen("google.com", port)
        if opened {
           ports = append(ports, port)
        }
        wg.Done()
     }()
  }

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

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。

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("google.com", p, timeout)
			if opened {
				ports = append(ports, p)
			}
			wg.Done()
		}(port)
	}

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

至此,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。

func main() {
	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")
	flag.Parse()

	ports := []int{}

	wg := &sync.WaitGroup{}
	for port := *startPort; port <= *endPort; port++ {
		wg.Add(1)
		go func(p int) {
			opened := isOpen(*hostname, p, *timeout)
			if opened {
				ports = append(ports, p)
			}
			wg.Done()
		}(port)
	}

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

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。

唯一的问题就是,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。

wg := &sync.WaitGroup{}
mutex := &sync.Mutex{}
for port := *startPort; port <= *endPort; port++ {
	wg.Add(1)
	go func(p int) {
		opened := isOpen(*hostname, p, *timeout)
		if opened {
			mutex.Lock()
			ports = append(ports, p)
			mutex.Unlock()
		}
		wg.Done()
	}(port)
}

我们本次只是简单的实现端口扫描的功能。如果大家喜欢编写这种工具,可以加入自己的理解或特性。参照 nmap 等著名扫描器的实现思路,用Go来打造自己的扫描器,从而加深对网络编程的理解。

总结

以上 就是本次分享的内容~

如果有什么改进建议,也可以在我们评论区留言,供大家参考学习。

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