实验5：端口扫描器的设计与实现姓名：学号：专业年级：（一）实验目的和内容：目的：加深对TCP的理解，学习端口扫描技术和原理，熟悉socket编程。
内容：实现一个扫描器，使用TCP connect进行端口扫描，并对扫描结果进行记录。
（二）课程设计要求：Windows或Linux环境下，程序在单机上运行；使用端口扫描器对一台主机进行扫描，并显示出结果；编程语言不限；提供友好的用户界面。
（三）端口扫描技术：“端口”是专门为计算机通信而设计的，它不是硬件，不同于计算机中的“插槽”，可以说是个“软插槽”。
“端口”是由计算机的通信协议TCP/IP协议定义的。
其中规定，用IP地址和端口作为套接字，它代表TCP连接的一个连接端，一般称为Socket。
具体来说，就是用[IP：端口]来定位一台主机中的进程。
计算机就像一座大楼，这个大楼有好多入口（端口），进到不同的入口中就可以找到不同的公司（进程）。
端口与进程是一一对应的，入侵者通过扫描端口，便可以判断出目标计算机有哪些通信进程正在等待连接。
（四）扫描端口的目的：端口扫描是入侵者搜集信息的几种常用手法之一，也正是这一过程最容易使入侵者暴露自己的身份和意图。
•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。
如果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，他们就能够使用相应的手段实现入侵。
（五）端口的分类：端口是一个16 bit的地址，用端口号进行标识不同的作用。
端口一般分为两类。
•熟知端口号（公认端口号）：由因特网指派名字和号码公司ICANN负责分配给一些常用的应用层程序固定使用的熟知端口，其数值一般为0～1023。
•一般端口号：用来随时分配给请求通信的客户进程。
（六）扫描原理的基础知识：TCP/IP模型四层结构TCP与UDP协议TCP报文结构TCP连接和释放过程（七）TCP/IP模型四层结构：（八）TCP与UDP协议：Internet的网络通信大多是建立在这两个协议之上的，各个主机遵循着TCP/IP协议封装数据包进行通信。
传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）：TCP提供可靠的、面向连接的运输服务，用于高可靠性数据的传输。
TCP具有完善的错误检测与恢复、顺序控制和流量控制等功能。
注重可靠性的场合一般使用TCP协议，例如FTP、Telnet。
用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）：UDP在传送数据之前不需要先建立连接。
远地主机的运输层在收到UDP数据报后，不需要给出任何确认。
广泛应用于只需一次的C/S模式的请求-应答查询，或者要求提供高效率数据传输的场合。
注重实时性、传输率、吞吐量的场合一般使用UDP，如QQ。
（九）TCP connect扫描：实现原理：通过调用socket函数connect()连接到目标计算机上，完成一次完整的三次握手过程。
如果端口处于侦听状态，那么connect()就能成功返回。
否则，这个端口不可用，即没有提供服务。
优点：稳定可靠，不需要特殊的权限。
缺点：扫描方式不隐蔽，服务器日志会记录下大量密集的连接和错误记录，并容易被防火墙发现和屏蔽。
实验设计流程：1. 原理概述通过调用socket函数connect()连接到目标计算机上，完成一次完整的三次握手过程。
如果端口处于侦听状态，那么connect()就能成功返回。
否则，这个端口不可用，即没有提供服务。
2. 运行环境本扫描软件用java语言开发，可稳定的运行在linux和windows环境下。
3.基本设计思路用户界面：使用java里面的swing包来开发用户界面；端口扫描：使用socket函数connect()连接目标计算机来判定是否目标计算机开放了要测试的端口；4..功能模块设计本软件只有一个功能模块，就是是指定主机的端口扫描。
5.程序流程及主要算法核心算法是TCP 的连接函数Socket socket = new Socket(host,port); //建立套接字if(socket.isConnected()) //判断端口号是否开放{jta.append("port: "+port+" is open !\n");list.add(String.valueOf(port));.............6.程序使用说明（1）运行程序（2）输入IP地址、开始端口号、技术端口号，点击“开始扫描”（3）可以看到开放端口号与未开放端口号，得到如下结果：7.程序分析与总结本程序使用java语言开发，可以稳定的运行在windows和linux系统下，不过程序是单线程的扫描起来比较慢。
附录- 源程序代码文件PortScanWind.javaimport java.awt.Color;import java.awt.Font;import java.awt.Point;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.io.IOException;import .InetAddress;import .Socket;import .UnknownHostException;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;import java.util.List;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel;import javax.swing.JOptionPane;import javax.swing.JScrollPane;import javax.swing.JTextArea;import javax.swing.JTextField;public class PortScanWind implements ActionListener,Runnable{private JFrame wind; //构建窗口private JTextField jtf, jtf2, jtf3; //3个文本private JLabel[] label = new JLabel[6]; //6个标签private int startPort, endPort; //端口private InetAddress host; //取得本机IPprivate JButton btn,stop;// 点击事件private JTextArea jta,jta2; //2个显示纯文本的多行区域private JScrollPane jspane,jspane2; //滚动条private Thread ps;private List<String> list;public PortScanWind() {wind = new JFrame("端口扫描程序");wind.setSize(400, 600);jta = new JTextArea(10,10);jta2 = new JTextArea(10,10);jspane = new JScrollPane(jta);jspane2 = new JScrollPane(jta2);//两个竖直滚动条list = new ArrayList<String>();jtf = new JTextField(20);jtf2 = new JTextField(20);jtf3 = new JTextField(20);//20个字符label[0] = new JLabel("端口扫描程序");label[1] = new JLabel("主机地址：");label[2] = new JLabel("开始端口号：");label[3] = new JLabel("结束端口号：");label[4] = new JLabel("开放端口：");label[5] = new JLabel("未开放端口：");btn = new JButton("开始扫描");stop = new JButton("停止扫描");ps =new Thread(this);label[0].setBounds(100, 35, 400, 40);//（X,Y,宽,高）端口扫描程序label[0].setFont(new Font("微软雅黑", Font.BOLD, 32));label[0].setForeground(Color.BLACK);label[1].setBounds(30, 100, 300, 30);//主机地址：jtf.setBounds(150, 100, 200, 30);label[1].setForeground(Color.BLUE); //蓝色label[2].setBounds(30, 150, 300, 30);//开始端口号：jtf2.setBounds(150, 150, 200, 30);label[2].setForeground(Color.BLUE);label[3].setBounds(30, 200, 300, 30);//结束端口号：jtf3.setBounds(150, 200, 200, 30);label[3].setForeground(Color.BLUE);label[4].setBounds(30,280,200,30);//开放端口：label[5].setBounds(220,280,200,30);//未开放端口：label[4].setForeground(Color.BLUE);label[5].setForeground(Color.BLUE);btn.setBounds(90, 250, 100, 30);//开始扫描btn.addActionListener(this);stop.setBounds(220,250,100,30);//停止扫描stop.addActionListener(this);stop.setEnabled(false);jspane.setBounds(30, 310, 150,230);//结果显示jspane2.setBounds(220,310,150,230);wind.setLayout(null);for(int i=0;i<6;i++){wind.add(label[i]);}wind.add(jtf);wind.add(jtf2);wind.add(jtf3);wind.add(btn);wind.add(jspane);wind.add(stop);wind.add(jspane2);wind.setResizable(false);wind.setLocationRelativeTo(null);wind.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);wind.setVisible(true);}public static void main(String[] args) {new PortScanWind();}@SuppressWarnings("deprecation")@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {if(e.getSource()==btn){jta.setText("");jta2.setText("");stop.setEnabled(true);//获取用户输入的地址和端口号String ip=jtf.getText();String sport = jtf2.getText();String eport = jtf3.getText();//对用户的输入进行验证if(ip.equals("")||ip==null){JOptionPane.showMessageDialog(wind, "请输入主机地址！");return ;}else{try {host =InetAddress.getByName(ip);} catch (UnknownHostException e1) {JOptionPane.showMessageDialog(wind, "请输入有效的主机地址！");System.out.println("host初始化失败");return;//e1.printStackTrace();}}if(sport.equals("")||sport==null){JOptionPane.showMessageDialog(wind, "请输入开始扫描的端口号！");return ;}else{startPort = Integer.parseInt(sport);}if(eport.equals("")||eport==null){JOptionPane.showMessageDialog(wind, "请输入结束扫描的端口号！");return ;}else{endPort = Integer.parseInt(eport);if(endPort<startPort){JOptionPane.showMessageDialog(wind, "您输入的结束端口号太小，请重新输入！");return ;}}//jta.append("开始扫描端口了。