1. 概述
使用Java进行端口扫描是一种枚举目标机器上开放或活动端口的方法。主要目标是列出当前运行的应用程序和服务。
在这个教程中，我们将解释如何开发一个简单的Java应用程序来进行端口扫描，以便我们可以用来扫描主机上的开放端口。
2. 计算机端口是什么？
计算机端口是一个逻辑实体，它使得可以将特定服务与连接关联起来。此外，端口由1到65535之间的整数标识。按照惯例，前1024个端口被保留给标准服务，如：
- 端口20：FTP
- 端口23：Telnet
- 端口25：SMTP
- 端口80：HTTP
端口扫描的思路是创建一个TCP套接字，并尝试连接到特定端口。如果连接成功建立，我们就标记这个端口为开放；否则，标记为关闭。
然而，逐一尝试连接65535个端口可能需要大约200毫秒，这听起来时间不长，但对单个主机的所有端口进行逐一扫描可能会花费相当多的时间。
为了解决性能问题，我们将采用多线程（multithreaded）方法。这相比顺序连接每个端口，能大大提高扫描速度。
3. 实现
为了实现我们的程序，我们创建一个带有两个参数的函数portScan()：
-
ip：要扫描的IP地址，对于localhost来说，相当于127.0.0.1 -
nbrPortMaxToScan：要扫描的最大端口号数量，如果我们想扫描所有端口，这个数字等于65535
3.1. 实现
让我们看看portScan()方法的实现：
public void runPortScan(String ip, int nbrPortMaxToScan) throws IOException {
ConcurrentLinkedQueue openPorts = new ConcurrentLinkedQueue<>();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(poolSize);
AtomicInteger port = new AtomicInteger(0);
while (port.get() < nbrPortMaxToScan) {
final int currentPort = port.getAndIncrement();
executorService.submit(() -> {
try {
Socket socket = new Socket();
socket.connect(new InetSocketAddress(ip, currentPort), timeOut);
socket.close();
openPorts.add(currentPort);
System.out.println(ip + " ,port open: " + currentPort);
} catch (IOException e) {
System.err.println(e);
}
});
}
executorService.shutdown();
try {
executorService.awaitTermination(10, TimeUnit.MINUTES);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
List openPortList = new ArrayList<>();
System.out.println("openPortsQueue: " + openPorts.size());
while (!openPorts.isEmpty()) {
openPortList.add(openPorts.poll());
}
openPortList.forEach(p -> System.out.println("port " + p + " is open"));
}
该方法返回一个包含所有开放端口的列表。为此，我们创建一个新的Socket对象，作为两个主机之间连接的桥梁。如果连接成功建立，我们就假设端口是开放的，然后继续下一行。相反，如果连接失败，我们就假设端口是关闭的，并抛出一个SocketTimeoutException异常，然后进入异常处理块。
3.2. 多线程
为了优化扫描目标机器所有65535个端口所需的时间，我们将并行运行我们的方法。我们使用ExecutorService，它封装了一个线程池和一个任务队列，用于执行任务。池中的所有线程仍在运行。
服务检查队列中是否有待处理的任务，如果有，就取出任务并执行。任务执行完毕后，线程再次等待服务从队列中分配新的任务。
此外，我们使用一个具有10个线程的FixedThreadPool，这意味着程序最多将并行运行10个线程。我们可以根据我们的机器配置和能力调整线程池大小。
4. 总结
在这篇简短的教程中，我们解释了如何使用Socket和多线程方法开发一个简单的Java端口扫描应用程序。
如往常一样，代码片段可在GitHub上找到。