快速识别可访问端口号：Python 实现端口扫描

快速识别可访问端口号：Python 实现端口扫描

目录

1. 背景与需求
2. 实现思路
3. 代码实现
   • 基础版：单线程扫描
   • 优化版：多线程扫描
4. 代码优化与性能提升
5. 总结与扩展

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背景与需求

在网络安全、系统监控或网络管理中，快速识别目标主机的开放端口是一项常见任务。开放的端口通常意味着主机上运行着某种服务，例如 HTTP（80 端口）、HTTPS（443 端口）、SSH（22 端口）等。

Python 提供了强大的网络编程能力，可以通过 socket 模块实现端口扫描。本文将介绍如何使用 Python 快速识别目标主机（例如 114.66.41.155）的开放端口，并提供两种实现方式：基础的单线程扫描和优化的多线程扫描。

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实现思路

核心思想

1. 建立 TCP 连接：

   • 使用 socket.socket() 创建一个 TCP 套接字。
   • 调用 connect_ex() 方法尝试连接目标 IP 的指定端口。
   • 如果返回值为 0，表示端口开放；否则，表示端口关闭或无法访问。

2. 扫描范围：

   • 端口号的范围是 1 到 65535，可以覆盖所有可能的 TCP 端口。
   • 为了提高效率，可以先扫描常用端口（如 1-1024），再扩展到其他端口。

3. 性能优化：

   • 使用多线程或异步 I/O 提高扫描速度。
   • 设置合理的超时时间，避免因部分端口长时间未响应而影响整体效率。

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代码实现

基础版：单线程扫描

以下是一个基础的单线程端口扫描实现：

import socket# 设置目标 IP 地址
target_ip = "114.66.41.155"# 定义需要扫描的端口范围
start_port = 1
end_port = 1024  # 可以根据需要调整范围# 创建一个列表来存储开放的端口
open_ports = []# 定义端口扫描函数
def scan_port(port):try:# 创建一个 socket 对象sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)sock.settimeout(1)  # 设置超时时间为 1 秒result = sock.connect_ex((target_ip, port))if result == 0:print(f"端口 {port} 是开放的")open_ports.append(port)sock.close()except Exception as e:print(f"扫描端口 {port} 时发生错误: {e}")# 扫描端口
def scan_ports():for port in range(start_port, end_port + 1):scan_port(port)# 执行端口扫描
if __name__ == "__main__":print(f"正在扫描目标 IP {target_ip} 的端口...")scan_ports()print(f"\n扫描完成，开放的端口：{open_ports}")

代码说明

• socket.socket()：创建一个 TCP 套接字。
• connect_ex()：尝试连接目标 IP 的指定端口，返回值 0 表示端口开放。
• settimeout()：设置连接超时时间为 1 秒，避免因部分端口长时间未响应而导致程序卡住。

输出示例

正在扫描目标 IP 114.66.41.155 的端口...
端口 22 是开放的
端口 80 是开放的
端口 443 是开放的扫描完成，开放的端口：[22, 80, 443]

优化版：多线程扫描

为了加快扫描速度，可以使用多线程扫描。以下是使用 concurrent.futures 的多线程实现：

import socket
import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor# 设置目标 IP 地址
target_ip = "114.66.41.155"# 定义需要扫描的端口范围
start_port = 1
end_port = 65535  # 扫描所有可能的 TCP 端口# 创建一个列表来存储开放的端口
open_ports = []# 定义端口扫描函数
def scan_port(port):try:# 创建一个 socket 对象sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)sock.settimeout(0.5)  # 设置超时时间为 0.5 秒result = sock.connect_ex((target_ip, port))if result == 0:print(f"端口 {port} 是开放的")open_ports.append(port)sock.close()except Exception as e:print(f"扫描端口 {port} 时发生错误: {e}")# 使用线程池扫描端口
def scan_ports():with ThreadPoolExecutor(max_workers=100) as executor:  # 设置最大线程数为 100# 提交任务到线程池futures = [executor.submit(scan_port, port) for port in range(start_port, end_port + 1)]# 等待所有任务完成for future in concurrent.futures.as_completed(futures):pass# 打印所有开放的端口print(f"\n扫描完成，开放的端口：{open_ports}")# 执行端口扫描
if __name__ == "__main__":print(f"正在扫描目标 IP {target_ip} 的端口...")start_time = time.time()  # 记录开始时间scan_ports()end_time = time.time()  # 记录结束时间print(f"扫描耗时: {end_time - start_time:.2f} 秒")

代码说明

• ThreadPoolExecutor：使用线程池管理多线程，避免手动创建和管理线程。
• max_workers=100：设置最大线程数为 100，可以根据系统性能调整。
• concurrent.futures.as_completed()：等待所有任务完成后继续执行。

输出示例

正在扫描目标 IP 114.66.41.155 的端口...
端口 22 是开放的
端口 80 是开放的
端口 443 是开放的扫描完成，开放的端口：[22, 80, 443]
扫描耗时: 120.56 秒

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代码优化与性能提升

1. 调整超时时间

• 超时时间设置得太长会拖慢扫描速度，设置得太短可能导致误判。建议根据目标主机的网络状况调整，例如设置为 0.5 秒。

2. 分段扫描

• 如果目标主机响应较慢，可以先扫描常用端口（1-1024），再扫描其他端口，分段进行扫描。

3. 使用异步 I/O

• 如果需要进一步提高性能，可以使用 asyncio 实现异步端口扫描。

4. 防止被检测

• 长时间扫描可能触发目标主机的防火墙或安全策略。可以通过随机化扫描顺序或降低扫描频率来减少被检测的风险。

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总结与扩展

本文介绍了如何使用 Python 实现快速识别目标主机的开放端口，提供了基础的单线程扫描和优化的多线程扫描两种实现方式。通过 concurrent.futures，可以显著提高扫描效率，适合扫描大量端口（如 65535 个端口）。

扩展方向

1. 使用 nmap 的 Python 接口：
   • 如果需要更强大的功能，可以使用 python-nmap 库，它基于 nmap 工具，功能更强大。
2. 可视化扫描结果：
   • 可以将扫描结果保存到文件或生成图表，方便后续分析。
3. 扫描多个目标主机：
   • 可以扩展为扫描多个 IP 地址，进一步提高工具的通用性。

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参考代码

以下是完整代码实现，可以直接运行：

import socket
import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor# 设置目标 IP 地址
target_ip = "114.66.41.155"# 定义需要扫描的端口范围
start_port = 1
end_port = 65535  # 扫描所有可能的 TCP 端口# 创建一个列表来存储开放的端口
open_ports = []# 定义端口扫描函数
def scan_port(port):try:# 创建一个 socket 对象sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)sock.settimeout(0.5)  # 设置超时时间为 0.5 秒result = sock.connect_ex((target_ip, port))if result == 0:print(f"端口 {port} 是开放的")open_ports.append(port)sock.close()except Exception as e:print(f"扫描端口 {port} 时发生错误: {e}")# 使用线程池扫描端口
def scan_ports():with ThreadPoolExecutor(max_workers=100) as executor:  # 设置最大线程数为 100# 提交任务到线程池futures = [executor.submit(scan_port, port) for port in range(start_port, end_port + 1)]# 等待所有任务完成for future in concurrent.futures.as_completed(futures):pass# 打印所有开放的端口print(f"\n扫描完成，开放的端口：{open_ports}")# 执行端口扫描
if __name__ == "__main__":print(f"正在扫描目标 IP {target_ip} 的端口...")start_time = time.time()  # 记录开始时间scan_ports()end_time = time.time()  # 记录结束时间print(f"扫描耗时: {end_time - start_time:.2f} 秒")

总结

• 优点：代码简洁易懂，性能较高。
• 适用场景：适合快速识别目标主机的开放端口，适用于简单的网络监控或安全审计。
• 注意事项：请确保在合法合规的情况下使用端口扫描工具，未经授权扫描可能违反相关法律法规。

希望本文对你有所帮助！如果还有其他问题，欢迎继续交流。 😊