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TCP SYN 扫描发送器（重点：构造与发送）

news 2025/10/31 9:18:33

博客，重点讲解实现 TCP SYN 扫描时的核心步骤：构造 TCP SYN 包、构造 IP 头、发送数据包、清理 libnet 缓存。其他部分（初始化、接收响应、速率控制）也简要覆盖。

一、先决知识（快速回顾）

C 语言：结构体、指针、内存分配、字符串处理、函数调用。
TCP/IP 基础：IPv4 与 TCP 头部字段（源/目的端口、序列号、标志位、校验和等）、网络字节序（htons/htonl）。
libnet：一个用来方便构造并发送原始网络包的 C 库。
权限：构造/发送原始包需要 root 权限。

二、为什么这些步骤是重点

实现 SYN 扫描的核心就是：你需要把正确的 TCP 头和 IP 头放到一起并把它们发出去。这四步——构造 TCP SYN、构造 IP 头、发送、清理——决定了包是否被正确发送、目标是否能正确解析、以及你的程序是否稳定、安全。

下面把每一步拆开详讲，并配以示例代码。

三、构造 TCP SYN 包（详细）

目标

构造一个有效的 TCP 头部并设置 SYN 标志，其他字段合理设置（源端口、序列号、窗口、校验和交给 libnet 计算）。

关键字段解释

src_port：源端口（工具一般随机选择或固定为某个端口）。
dst_port：目标端口（扫描目标）。
seq：序列号（可以随机以避免被检测到简单特征）。
ack：未使用（扫描时通常为 0）。
flags：设置为 TH_SYN。
window：窗口大小（例如 32767）。
checksum：如果用 libnet，传 0 让它自动计算。

libnet 代码示例

libnet_build_tcp(src_port,          // 源端口dst_port,          // 目标端口seq,               // 序列号0,                 // ackTH_SYN,            // flags -> SYN32767,             // 窗口0,                 // checksum (0 means libnet calc)0,                 // urgent ptrLIBNET_TCP_H,      // tcp header lengthNULL, 0,           // payloadctx->l,            // libnet context0                  // ptag (0 -> build new)
);

实践建议

随机化 src_port 和 seq 可以减少被 IDS/IPS 通过简单指纹识别。
不要在高速循环里构造巨量随机数而不做速率控制。

四、构造 IPv4 头（详细）

目标

为你的 TCP 段封装一个合法的 IPv4 头，使得目标能把包路由到正确的目标应用层。

关键字段解释

tos：服务类型，通常 0。
length：IP 报文总长度（libnet 会根据传入的 payload 自动计算或可手动传长度）。
id：标识（可随机）。
ttl：生存时间（常见值 64）。
protocol：IPPROTO_TCP。
src_ip / dst_ip：源/目标 IP（注意网络字节序）。

libnet 代码示例

libnet_build_ipv4(LIBNET_TCP_H + LIBNET_IPV4_H, // total length (libnet 可覆盖)0,                            // tosid,                           // id0,                            // frag64,                           // ttlIPPROTO_TCP,                  // upper layer protocol0,                            // checksum (0 -> libnet calc)src_ip,                       // source IP (in_addr_t)dst_ip,                       // dest IPNULL, 0,                      // payloadctx->l,                       // libnet context0                             // ptag
);

实践建议

源 IP：若你的机器有多个接口或 IP，确保选择正确的源 IP，或让内核选择（libnet 提供方法）。
IP 标识（id）可用于区分数据包，随机或递增皆可。

五、发送数据包（详细）

目标

把构造好的 IP+TCP 包从网卡发出，确保内核/网卡能正确发送。

libnet 发送

int bytes = libnet_write(ctx->l);
if (bytes == -1) {fprintf(stderr, "libnet_write error: %s
", libnet_geterror(ctx->l));
} else {printf("sent %d bytes
", bytes);
}

实践建议

libnet_write 会把当前构造的 packet 写入链路层。
推荐在发送后短暂 usleep，避免以极高速率发送导致网络拥塞或触发防护。速率控制可以基于固定 sleep、令牌桶或并发数控制。
如果目标在本机局域网外，注意路由与 NAT 问题（返回包可能被 NAT 改写）。

六、清理 libnet 缓存（详细）

为什么需要清理

libnet 在 ctx 内部维护了构造包的缓存（ptag 等）。如果不清理，下一次构造同类头部可能复用或冲突，导致发送错误或累积内存。

libnet 清理 API

libnet_clear_packet(ctx->l);

在每次 libnet_write 之后都执行 libnet_clear_packet，或者在每次循环末尾调用。

额外释放

程序退出前调用 libnet_destroy(ctx->l) 释放所有资源。

七、把四步合并成 `send_syn_packets`（示例）

下面给出一个较完整的示例函数（去掉错误处理的详细分支以便初学者阅读）：

void send_syn_packets(scan_context_t *ctx, scan_config_t *config) {uint32_t src_ip = libnet_name2addr4(ctx->l, "192.168.1.100", LIBNET_RESOLVE); // or use libnet_get_ipaddr4for (int i = 0; i < config->port_count; ++i) {uint16_t dst_port = config->ports[i];uint16_t src_port = (uint16_t)(1025 + (rand() % 55535));uint32_t seq = (uint32_t)rand();libnet_build_tcp(src_port, dst_port, seq, 0, TH_SYN, 32767, 0, 0, LIBNET_TCP_H, NULL, 0, ctx->l, 0);libnet_build_ipv4(LIBNET_TCP_H + LIBNET_IPV4_H, 0, (uint16_t)rand(), 0, 64, IPPROTO_TCP, 0, src_ip, libnet_name2addr4(ctx->l, config->target_ip, LIBNET_RESOLVE), NULL, 0, ctx->l, 0);int bytes = libnet_write(ctx->l);if (bytes <= 0) {fprintf(stderr, "send error: %s
", libnet_geterror(ctx->l));} else {printf("Sent SYN to %s:%u (src_port=%u)
", config->target_ip, dst_port, src_port);}libnet_clear_packet(ctx->l);usleep(1000); // 1ms 默认节流，按需调整}
}