Python scanner库的网络应用：网络扫描与安全检测的实战案例

# 1. Python scanner库概述

Python scanner库是一个强大的网络扫描工具，它可以方便地进行端口扫描、服务识别、版本检测等网络扫描任务。作为一个Python开发者，理解和掌握scanner库将大大提高你的网络攻防能力。

scanner库的核心功能包括：扫描指定IP地址或IP段的所有端口，检测开放的端口以及对应的服务和版本信息。这使得它在网络安全检测、漏洞识别、网络评估等领域有着广泛的应用。

scanner库的使用方法非常简单，只需要几行代码就可以完成一个基本的端口扫描任务。例如：

from scanner import Scanner

target = Scanner("***.***.*.*", 1-65535)
results = target.scan()
for port, service in results:
    print("Port: {}, Service: {}".format(port, service))

上述代码将会扫描***.***.*.*这台主机的所有端口，然后输出开放端口及对应的服务信息。

# 2. 网络扫描技术的理论基础

## 2.1 网络扫描的基本原理

### 2.1.1 网络协议与端口扫描

在深入探讨网络扫描技术之前，我们需要了解网络协议与端口的基础知识。网络协议是网络中设备间通信的规则集合，例如TCP/IP协议，它们定义了数据如何在网络中传输。端口是网络服务监听连接请求的点，每个服务通常监听特定的端口。例如，HTTP服务默认监听端口80，HTTPS服务监听端口443。

端口扫描是一种确定网络中哪些端口是开放的（监听连接请求）的过程。端口扫描可以帮助我们识别潜在的安全漏洞，因为某些服务可能存在已知的漏洞，而这些漏洞可能被恶意用户利用。端口扫描通常分为全连接扫描、半开放扫描、秘密扫描等类型。

### 2.1.2 扫描技术的分类与比较

网络扫描技术可以根据多种因素进行分类，例如扫描的深度、速度、隐蔽性等。常见的扫描技术包括：

- **全连接扫描**：扫描器与目标端口建立完整的三次握手连接，然后关闭连接。这种方法比较慢，但准确度高，容易被目标系统日志记录。
- **半开放扫描**：扫描器发送SYN包开始握手，然后立即发送RST包来终止连接。这种方法较快，但准确性稍低，而且可能不会被日志记录。
- **秘密扫描**：扫描器尝试通过直接发送数据包到目标端口，而不经过正常的握手过程，这种方法非常隐蔽，但准确度和可靠性可能受限。

每种扫描技术都有其优缺点，通常需要根据实际情况和需求选择合适的扫描技术。

## 2.2 IP地址与子网的分析

### 2.2.1 IP地址的构成与分类

IP地址是互联网上设备的唯一标识。IPv4地址由32位二进制组成，通常表示为四个十进制数，每个数的范围是0到255。例如，***.***.*.*。IPv4地址分为五类：

- **A类**：第一个字节是网络部分，其余是主机部分，用于大型网络。
- **B类**：前两个字节是网络部分，后两个是主机部分，适用于中型网络。
- **C类**：前三个字节是网络部分，最后一个字节是主机部分，适用于小型网络。
- **D类**：用于多播。
- **E类**：保留供实验使用。

### 2.2.2 子网划分与网络掩码

子网划分是将一个网络划分为多个更小的网络（子网）。网络掩码用于区分IP地址的网络部分和主机部分。例如，网络掩码***.***.***.*表示子网中的主机部分占前24位，网络部分占后8位。

子网划分对于优化网络结构、增强网络安全至关重要。通过合理的子网划分，可以减少广播流量，提高网络性能，并且更容易控制不同子网之间的访问权限。

## 2.3 网络扫描工具的选择与使用

### 2.3.1 开源扫描工具的概述

市面上有多种开源网络扫描工具，例如Nmap、Zenmap、Angry IP Scanner等。这些工具各有特点，适用于不同的场景和需求。

- **Nmap**：功能强大的网络扫描工具，支持多种扫描技术，包括全连接扫描、半开放扫描等，还支持脚本自动化和结果输出定制。
- **Zenmap**：Nmap的图形界面版本，提供友好的用户界面，适合初学者和需要快速扫描的用户。
- **Angry IP Scanner**：轻量级的网络扫描工具，快速扫描IP地址，显示开放的端口和主机名，适合快速网络浏览。

### 2.3.2 scanner库在网络扫描中的应用

Python的`scanner`库是一个用于网络扫描的库，它提供了一套简单的API，允许开发者快速开发自定义的网络扫描工具。使用`scanner`库，可以轻松实现端口扫描、服务识别等功能。例如，以下是一个使用`scanner`库进行端口扫描的简单示例：

import scanner

def scan_ports(ip_address):
    # 创建扫描器实例
    scan = scanner.Scanner(ip_address)
    # 扫描端口1-1024
    ports = scan.scan_ports(port_range=(1, 1024))
    return ports

if __name__ == "__main__":
    target_ip = "***.***.*.*"
    open_ports = scan_ports(target_ip)
    print(f"Open ports on {target_ip}: {open_ports}")

在上述代码中，我们首先导入了`scanner`库，并定义了一个`scan_ports`函数，该函数接受一个IP地址作为参数，并扫描该IP地址的1到1024端口。最后，我们打印出开放的端口。这个示例展示了如何使用`scanner`库进行简单的网络扫描。

请注意，实际使用网络扫描工具时，应遵守相关法律法规，并确保扫描活动得到授权。未经授权的扫描可能会违反法律，导致严重的后果。

# 3. 使用Python scanner库进行网络扫描

在本章节中，我们将深入探讨如何使用Python的scanner库来进行网络扫描。我们将首先介绍scanner库的基本使用方法，包括安装、配置以及编写简单的扫描脚本。随后，我们将探索更高级的扫描技术，如端口扫描、服务识别与版本检测。最后，我们将讨论如何分析和处理扫描结果，包括解析扫描结果、结果存储与报告生成。

## 3.1 scanner库的基本使用方法

### 3.1.1 安装与配置scanner库

在开始编写扫描脚本之前，我们需要安装并配置Python的scanner库。这个库提供了一系列用于网络扫描的工具和接口，使得开发者可以更方便地进行网络扫描任务。

安装scanner库非常简单，可以使用pip包管理器进行安装：

pip install python-scanner

安装完成后，我们可以开始编写我们的第一个扫描脚本。下面是一个简单的示例，展示如何使用scanner库来检测目标主机是否开放了特定端口。

from scanner.Scanner import PortScanner

def scan_port(target_ip, port):
    scanner = PortScanner()
    result = scanner.scan(target_ip, port)
    return result.state

# 使用示例
if __name__ == '__main__':
    target = '***.***.*.*'
    port = 80
    print(f"Port {port} on {target} is {'open' if scan_port(target, port) == 'open' else 'closed'}")

### 3.1.2 编写简单的扫描脚本

在本小节中，我们将演示如何编写一个简单的扫描脚本来检测目标主机的开放端口。这个脚本将使用我们之