一个上课用的SOCKET编程的例子：SYN端口扫描的例子
老师用的这个例子，使我对TCP连接的握手过程有了深切的理解，以往的疑惑也豁然开朗，不敢独享，愿与大家共同分享。更多的东西来自材纺：file:\\192.168.11.1\高级程序设计
有关IP数据包，TCP，UDP数据包的结构以及数据的功能，请查看：《TCP/IP协议详解 卷一：协议》或者
RFC文档http://www.china-pub.com/computers/eMook/emooknew/RFC/allrfc.asp?selectP=
/*
经典描器（全TCP连接）和SYN（半连接）扫描器
全TCP连接
全TCP连接是长期以来TCP端口扫描的基础。扫描主机尝试（使用三次握手）与目的机指定端口建立建立正规的连接。
连接由系统调用connect()开始。对于每一个监听端口，connect()会获得成功，否则返回－1，表示端口不可访问。
这种扫描方法很容易检测出来，在日志文件中会有大量密集的连接和错误记录）。
TCP SYN扫描
在这种技术中，扫描主机向目标主机的选择端口发送SYN数据段。如果应答是RST，那么说明端口是关闭的，按照设定就探听其它端口；如果应答中包含SYN和ACK，说明目标端口处于监听状态。由于所有的扫描主机都需要知道这个信息，传送一个RST给目标机从而停止建立连接。由于在SYN扫描时，全连接尚未建立，所以这种技术通常被称为半打开扫描。
SYN扫描的优点在于即使日志中对扫描有所记录，但是尝试进行连接的记录也要比全扫描少得多。缺点是在大部分操作系统下，发送主机需要构造适用于这种扫描的IP包，通常情况下，构造SYN数据包需要超级用户或者授权用户访问专门的系统调用。
一个TCP头包含6个标志位。它们的意义分别为：
SYN: 标志位用来建立连接，让连接双方同步序列号。如果SYN＝1而ACK=0，则表示该数据包为连接请求，如果SYN=1而ACK=1则表示接受连接。
FIN: 表示发送端已经没有数据要求传输了，希望释放连接。
RST: 用来复位一个连接。RST标志置位的数据包称为复位包。一般情况下，如果TCP收到的一个分段明显不是属于该主机上的任何一个连接，则向远端发送一个复位包。
URG: 为紧急数据标志。如果它为1，表示本数据包中包含紧急数据。此时紧急数据指针有效。
ACK: 为确认标志位。如果为1，表示包中的确认号时有效的。否则，包中的确认号无效。
PSH: 如果置位，接收端应尽快把数据传送给应用层。
端口扫描技术（port scanning）
端口扫描就是通过连接到目标系统的TCP或UDP端口，来确定什么服务正在运行。一般来说端口扫描有三个用途：
* 识别目标系统上正在运行的TCP和UDP服务。
* 识别目标系统的操作系统类型（Windows 9x, Windows NT，或UNIX，等）。
* 识别某个应用程序或某个特定服务的版本号。
端口扫描技术：
1. TCP connect scan：这种方法最简单，直接连到目标端口并完成一个完整的三次握手过程（SYN, SYN/ACK, 和ACK）。缺点是容易被目标系统检测到。
2. TCP SYN scan：这种技术也叫“半开式扫描”（half-open scanning），因为它没有完成一个完整的TCP连接。这种方法向目标端口发送一个SYN分组（packet），如果目标端口返回SYN/ACK，那么可以肯定该端口处于检听状态；否则，返回的是RST/ACK。这种方法比第一种更具隐蔽性，可能不会在目标系统中留下扫描痕迹。
3. TCP FIN scan：这种方法向目标端口发送一个FIN分组。按RFC793的规定（http://www.ietf.org/rfc/rfc0793.txt），对于所有关闭的端口，目标系统应该返回RST标志。这种方法通常用在基于UNIX的TCP/IP堆栈。
4. TCP Xmas Tree scan：这种方法向目标端口发送一个含有FIN, URG,和PUSH标志的分组。根据RFC793，对于所有关闭的端口，目标系统应该返回RST标志。
5. TCP Null scan：这种方法向目标端口发送一个不包含任何标志的分组。根据RFC793，对于所有关闭的端口，目标系统应该返回RST标志。
6. UDP scan：这种方法向目标端口发送一个UDP分组。如果目标端口以“ICMP port unreachable”消息响应，那么说明该端口是关闭的；反之，如果没有收到“ICMP port unreachable”响应消息，则可以肯定该端口是打开的。由于UDP协议是面向无连接的协议，这种扫描技术的精确性高度依赖于网络性能和系统资源。另外，如果目标系统采用了大量分组过滤技术，那么UDP扫描过程会变得非常慢。如果你想对Internet进行UDP扫描，那么你不能指望得到可靠的结果。
另外，有某种系统的IP协议是这样实现的，对于所有扫描的端口，不管他们处于关闭或者监听状态，都返回RST标志（我们知道，这不符合RFC793的规定）。因此，扫描这种系统时，用不同的扫描技术可能得到不同的扫描结果。
*/
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <stdio.h>
#include "mstcpip.h"
#pragma comment(lib,"ws2_32")
#define SEQ 0x28376839
//ip数据包的首部数据结构
typedef struct _iphdr
{
unsigned char h_lenver; //4位首部长度+4位IP版本号
unsigned char tos; //8位服务类型TOS
unsigned short total_len; //16位总长度（字节）
unsigned short ident; //16位标识
unsigned short frag_and_flags; //3位标志位
unsigned char ttl; //8位生存时间 TTL
unsigned char proto; //8位协议 (TCP, UDP 或其他)
unsigned short checksum; //16位IP首部校验和
unsigned int sourceIP; //32位源IP地址
unsigned int destIP; //32位目的IP地址
}IP_HEADER;
typedef struct _tcphdr //定义TCP首部
{
USHORT th_sport; //16位源端口
USHORT th_dport; //16位目的端口
unsigned int th_seq; //32位序列号
unsigned int th_ack; //32位确认号
unsigned char th_lenres; //4位首部长度/6位保留字
unsigned char th_flag; //6位标志位
USHORT th_win; //16位窗口大小
USHORT th_sum; //16位校验和
USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量
}TCP_HEADER;
struct //定义TCP伪首部
{
unsigned long saddr; //源地址
unsigned long daddr; //目的地址
char mbz;
char ptcl; //协议类型
unsigned short tcpl; //TCP长度
}psd_header;
SOCKET sockRaw = INVALID_SOCKET,
sockListen = INVALID_SOCKET;
struct sockaddr_in dest;
//SOCK错误处理程序
void CheckSockError(int iErrorCode, char *pErrorMsg)
{
if(iErrorCode==SOCKET_ERROR)
{
printf("%s Error:%d\n", pErrorMsg, GetLastError());
closesocket(sockRaw);
ExitProcess(-1);
}
}
//计算检验和
USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)
{
unsigned long cksum=0;
while (size > 1)
{
cksum += *buffer++;
size -= sizeof(USHORT);
}
if (size)
cksum += *(UCHAR*)buffer;
cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
cksum += (cksum >>16);
return (USHORT)(~cksum);
}
//IP解包程序
int DecodeIPHeader(char *recvbuf, int bytes)
{
IP_HEADER *iphdr;
TCP_HEADER *tcphdr;
unsigned short iphdrlen;
iphdr = (IP_HEADER *)recvbuf;
iphdrlen = sizeof(unsigned long) * (iphdr->h_lenver & 0xf);
tcphdr = (TCP_HEADER*)(recvbuf + iphdrlen);
//是否来自目标IP
if(iphdr->sourceIP != dest.sin_addr.s_addr) return 0;
//序列号是否正确
if((ntohl(tcphdr->th_ack) != (SEQ+1)) && (ntohl(tcphdr->th_ack) != SEQ)) return 0;
//RST/ACK - 无服务
if(tcphdr->th_flag == 20)
{
printf("RST+ACK 无服务.\n");
return 1;
}
//SYN/ACK - 扫描到一个端口
if(tcphdr ->th_flag == 18)
{
printf("%d\n",ntohs(tcphdr->th_sport));
return 2;
}
return true;
}
//主函数
int main(int argc,char *argv[])
{
int iErrorCode;
int datasize;
struct hostent *hp;
IP_HEADER ip_header;
TCP_HEADER tcp_header;
char SendBuf={0};
char RecvBuf={0};
printf("Useage: SYNPing.exe Target_ip Target_port \n");
if (argc!=3)
{ return false; }
//初始化SOCKET
WSADATA wsaData;
iErrorCode = WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
CheckSockError(iErrorCode, "WSAStartup()");
sockRaw = socket(AF_INET , SOCK_RAW , IPPROTO_IP);
CheckSockError(sockRaw, "socket()");
sockListen = socket(AF_INET , SOCK_RAW , IPPROTO_IP);
CheckSockError(sockListen, "socket");
//设置IP头操作选项
BOOL bOpt = true;
iErrorCode = setsockopt(sockRaw,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char *)&bOpt,sizeof(bOpt));
CheckSockError(iErrorCode, "setsockopt()");
//获得本地IP
SOCKADDR_IN sa;
unsigned char LocalName;
iErrorCode = gethostname((char*)LocalName,sizeof(LocalName)-1);
CheckSockError(iErrorCode, "gethostname()");
if((hp = gethostbyname((char*)LocalName)) == NULL)
{
CheckSockError(SOCKET_ERROR, "gethostbyname()");
}
memcpy(&sa.sin_addr.S_un.S_addr,hp->h_addr_list,hp->h_length);
sa.sin_family = AF_INET;
sa.sin_port = htons(7000);
iErrorCode = bind(sockListen, (PSOCKADDR)&sa, sizeof(sa));
CheckSockError(iErrorCode, "bind");
//设置SOCK_RAW为SIO_RCVALL，以便接收所有的IP包
DWORD dwBufferLen ;
DWORD dwBufferInLen = 1 ;
DWORD dwBytesReturned = 0 ;
iErrorCode=WSAIoctl(sockListen, SIO_RCVALL,&dwBufferInLen, sizeof(dwBufferInLen),
&dwBufferLen, sizeof(dwBufferLen),&dwBytesReturned , NULL , NULL );
CheckSockError(iErrorCode, "Ioctl");
//获得目标主机IP
memset(&dest,0,sizeof(dest));
dest.sin_family = AF_INET;
dest.sin_port = htons(atoi(argv));
if((dest.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv)) == INADDR_NONE)
{
if((hp = gethostbyname(argv)) != NULL)
{
memcpy(&(dest.sin_addr),hp->h_addr_list,hp->h_length);
dest.sin_family = hp->h_addrtype;
printf("dest.sin_addr = %s\n",inet_ntoa(dest.sin_addr));
}
else
{
CheckSockError(SOCKET_ERROR, "gethostbyname()");
}
}
//填充IP首部
ip_header.h_lenver=(4<<4 | sizeof(ip_header)/sizeof(unsigned long));
//高四位IP版本号，低四位首部长度
ip_header.total_len=htons(sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)); //16位总长度（字节）
ip_header.ident=1; //16位标识
ip_header.frag_and_flags=0; //3位标志位
ip_header.ttl=128; //8位生存时间TTL
ip_header.proto=IPPROTO_TCP; //8位协议(TCP,UDP…)
ip_header.checksum=0; //16位IP首部校验和
ip_header.sourceIP=sa.sin_addr.s_addr; //32位源IP地址
ip_header.destIP=dest.sin_addr.s_addr; //32位目的IP地址
//填充TCP首部
tcp_header.th_sport=htons(7000); //源端口号
tcp_header.th_dport=htons(atoi(argv)); //目的端口号
tcp_header.th_seq=htonl(SEQ); //SYN序列号
tcp_header.th_ack=0; //ACK序列号置为0
tcp_header.th_lenres=(sizeof(TCP_HEADER)/4<<4|0); //TCP长度和保留位
tcp_header.th_flag=2; //SYN 标志
tcp_header.th_win=htons(16384); //窗口大小
tcp_header.th_urp=0; //偏移
tcp_header.th_sum=0; //校验和
//填充TCP伪首部（用于计算校验和，并不真正发送）
psd_header.saddr=ip_header.sourceIP;
psd_header.daddr=ip_header.destIP;
psd_header.mbz=0;
psd_header.ptcl=IPPROTO_TCP;
psd_header.tcpl=htons(sizeof(tcp_header));
//计算TCP校验和，计算校验和时需要包括TCP pseudo header
memcpy(SendBuf,&psd_header,sizeof(psd_header));
memcpy(SendBuf+sizeof(psd_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header));
tcp_header.th_sum=checksum((USHORT *)SendBuf,sizeof(psd_header)+sizeof(tcp_header));
//计算IP校验和
memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header));
memcpy(SendBuf+sizeof(ip_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header));
memset(SendBuf+sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header),0,4);
datasize=sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header);
ip_header.checksum=checksum((USHORT *)SendBuf,datasize);
//填充发送缓冲区
memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header));
//发送TCP报文
iErrorCode=sendto(sockRaw,SendBuf,datasize,0,(struct sockaddr*) &dest,sizeof(dest));
CheckSockError(iErrorCode, "sendto()");
//接收数据
DWORD timeout = 200000;//2000
DWORD start = GetTickCount();
while(true)
{
//计时,2s超时
if((GetTickCount() - start) >= timeout) break;
memset(RecvBuf, 0, sizeof(RecvBuf));
iErrorCode = recv(sockListen, RecvBuf, sizeof(RecvBuf), 0);
CheckSockError(iErrorCode, "recv");
if(int i = DecodeIPHeader(RecvBuf,iErrorCode))
{
if(i == 1) break;
tcp_header.th_flag=4; //RST 标志
//计算TCP校验和，计算校验和时需要包括TCP pseudo header
memcpy(SendBuf,&psd_header,sizeof(psd_header));
memcpy(SendBuf+sizeof(psd_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header));
tcp_header.th_sum=checksum((USHORT *)SendBuf,sizeof(psd_header)+sizeof(tcp_header));
//计算IP校验和
memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header));
memcpy(SendBuf+sizeof(ip_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header));
memset(SendBuf+sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header),0,4);
datasize=sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header);
ip_header.checksum=checksum((USHORT *)SendBuf,datasize);
//填充发送缓冲区
memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header));
//发送TCP报文
iErrorCode=sendto(sockRaw,SendBuf,datasize,0,(struct sockaddr*) &dest,
sizeof(dest));
CheckSockError(iErrorCode, "sendto()");
break;
}
}
//退出前清理
if(sockRaw != INVALID_SOCKET) closesocket(sockRaw);
WSACleanup();
return 0;
}
恩,有用,有用
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