Python Socket 模組網址解析與埠掃描

Python 的 socket 模組是網路程式設計的根本，提供豐富功能處理網路通訊。本文探討如何利用 socket 進行網域名稱和 IP 位址解析，包含正向與反向 DNS 解析，並示範常見錯誤處理技巧，避免程式因網路問題中斷。此外，文章也介紹如何使用 socket 進行埠掃描，從簡易的單埠檢查到多執行緒高效掃描，提供實用程式碼範例，可直接應用於網路管理和安全檢測等場景。這些技術對於理解網路運作、開發網路應用程式以及進行網路安全分析至關重要。

網域與IP位址解析：使用socket模組取得資訊

在前面的章節中，我們學習瞭如何在Python中使用socket進行基本的網路通訊，並實作了一些實際應用，如開發自己的HTTP伺服器或反向Shell指令碼。現在，我們將進一步探討如何使用socket模組來解析IP位址和網域名稱，以及如何管理相關的例外。

網域名稱系統（DNS）簡介

大多數的客戶端-伺服器應用程式，如瀏覽器，都實作了網域名稱解析（DNS），將網域名稱轉換為IP位址。DNS是一種分散式、階層式的資料函式庫系統，用於儲存網域名稱與其對應的IP位址之間的對映關係。

使用socket模組取得資訊

socket模組提供了一系列方法，可以用於將主機名稱轉換為IP位址，或反之亦然。以下是一些有用的方法：

gethostbyaddr(address)：透過IP位址取得網域名稱。
gethostbyname(hostname)：透過網域名稱取得IP位址。

這些方法利用DNS伺服器進行名稱解析。我們可以使用help(socket)命令來取得更多關於這些方法的資訊。

網域名稱與IP位址解析的方法

以下是一些與主機、IP位址和網域名稱解析相關的方法，每個方法都附有簡單的範例：

socket.gethostbyname(hostname)：將主機名稱轉換為IPv4位址格式，等同於某些作業系統中的nslookup命令。
```
>>> import socket
>>> socket.gethostbyname('google.com')
'216.58.210.142'
```
socket.gethostbyname_ex(name)：傳回一個元組，包含特定網域名稱的IP位址。如果有多個IP位址，表示該網域執行在多個IP位址上。
```
>>> socket.gethostbyname_ex('google.com')
('google.com', [], ['216.58.211.46'])
```
socket.getfqdn([domain])：用於查詢網域的完整限定名稱。
```
>>> socket.getfqdn('google.com')
```
socket.gethostbyaddr(ip_address)：傳回一個包含三個值的元組（hostname、name、ip_address_list），其中hostname代表與給定IP位址對應的主機，name是與該IP位址相關聯的名稱列表，ip_address_list是該主機上可用的IP位址列表。
```
>>> socket.gethostbyaddr('8.8.8.8')
('google-public-dns-a.google.com', [], ['8.8.8.8'])
```
socket.getservbyname(servicename[, protocol_name])：透過服務名稱取得埠號。
```
>>> socket.getservbyname('http')
80
```
socket.getservbyport(port[, protocol_name])：透過埠號取得服務名稱。
```
>>> socket.getservbyport(80)
'http'
```

範例程式碼：使用socket模組取得DNS伺服器資訊

以下是一個範例指令碼，展示瞭如何使用上述方法來取得Google DNS伺服器的資訊。你可以在socket_methods.py檔案中找到以下程式碼：

import socket

try:
    print("gethostname:", socket.gethostname())
    print("gethostbyname", socket.gethostbyname('www.google.com'))
    print("gethostbyname_ex", socket.gethostbyname_ex('www.google.com'))
    print("gethostbyaddr", socket.gethostbyaddr('8.8.8.8'))
    print("getfqdn", socket.getfqdn('www.google.com'))
    print("getaddrinfo", socket.getaddrinfo("www.google.com", None, 0, socket.SOCK_STREAM))
except socket.error as error:
    print(str(error))
    print("Connection error")

執行上述指令碼後，你將看到類別似以下的輸出結果：

gethostname: linux-hpcompaq6005prosffpc
gethostbyname 172.217.168.164
gethostbyname_ex ('www.google.com', [], ['172.217.168.164'])
gethostbyaddr ('dns.google', [], ['8.8.8.8'])
getfqdn mad07s10-in-f4.1e100.net
getaddrinfo [(<AddressFamily.AF_INET: 2>, <SocketKind.SOCK_STREAM: 1>, 6, '', ('172.217.168.164', 0)), (<AddressFamily.AF_INET6: 10>, <SocketKind.SOCK_STREAM: 1>, 6, '', ('2a00:1450:4003:80a::2004', 0, 0, 0))]

從輸出結果中，我們可以看到如何取得DNS伺服器、完整限定名稱以及特定網域的IPv4和IPv6位址。

反向查詢

在網路通訊中，電腦之間的連線是透過IP位址建立的。因此，在連線開始之前，需要將機器名稱翻譯成其對應的IP位址。這個過程稱為直接DNS解析，它允許我們將IP位址與網域名稱相關聯。要實作這一點，我們可以使用前面介紹的socket.gethostbyname(hostname)方法。

反向解析則允許我們將網域名稱與特定的IP位址相關聯。

內容解密：

此章節主要介紹瞭如何使用Python的socket模組進行網域名稱和IP位址的解析，包括直接DNS解析和反向DNS解析。直接DNS解析是將網域名稱轉換為IP位址，而反向DNS解析則是將IP位址轉換為網域名稱。文中提供了多個實用的socket方法，如gethostbyname、gethostbyname_ex、gethostbyaddr等，並給出了相應的程式碼範例來說明這些方法的使用。此外，還展示了一個完整的指令碼範例，演示瞭如何使用這些方法來取得DNS伺服器的相關資訊。透過這些知識，讀者可以更好地理解和實作網路通訊中的名稱解析功能。

Socket程式設計：反向查詢與例外處理

在網路程式設計中，Socket是一個非常重要的概念。本篇文章將探討如何使用Python的Socket模組進行反向查詢（reverse lookup）以及如何處理相關的例外。

反向查詢：從IP位址取得主機名稱

要從IP位址取得主機名稱，可以使用gethostbyaddr()方法。以下是一個簡單的範例，展示如何使用此方法：

import socket
try:
    result = socket.gethostbyaddr("8.8.8.8")
    print("主機名稱為：", result[0])
    print("IP位址：")
    for item in result[2]:
        print(" ", item)
except socket.error as e:
    print("解析IP位址時出錯：", e)

內容解密：

socket.gethostbyaddr("8.8.8.8")：此行程式碼使用gethostbyaddr()方法從IP位址"8.8.8.8"取得主機名稱和其他相關資訊。
result[0]：包含主機名稱。
result[2]：包含與該主機名稱相關聯的IP位址列表。
except socket.error as e：捕捉任何由socket模組拋出的例外，並列印錯誤訊息。

處理Socket例外

在使用Socket模組時，可能會遇到多種例外。以下是一些常見的例外及其處理方法：

socket.timeout：當連線逾時時丟擲。
socket.gaierror：當查詢IP位址資訊時出錯（如使用getaddrinfo()或getnameinfo()方法）丟擲。
socket.error：一個通用的例外，捕捉任何輸入/輸出錯誤和通訊錯誤。

以下是一個處理這些例外的範例：

import socket, sys
host = "domain/ip_address"
port = 80
try:
    mysocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    print(mysocket)
    mysocket.settimeout(5)
except socket.error as e:
    print("建立Socket時出錯：%s" % e)
    sys.exit(1)
try:
    mysocket.connect((host, port))
    print(mysocket)
except socket.timeout as e:
    print("連線逾時：%s" % e)
    sys.exit(1)
except socket.gaierror as e:
    print("連線到伺服器時出錯：%s" % e)
    sys.exit(1)
except socket.error as e:
    print("連線錯誤：%s" % e)
    sys.exit(1)

內容解密：

mysocket.settimeout(5)：設定連線逾時為5秒。
mysocket.connect((host, port))：嘗試連線到指定的主機和埠。
各個except區塊捕捉特定的例外，並列印錯誤訊息後離開程式。

使用Socket進行埠掃描

埠掃描是一種檢測遠端主機哪些埠開放的技術。可以使用Socket模組實作基本的埠掃描功能。

以下是一個簡單的埠掃描器範例：

import socket
import sys

def checkPortsSocket(ip, portlist):
    try:
        for port in portlist:
            sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
            sock.settimeout(5)
            result = sock.connect_ex((ip, port))
            if result == 0:
                print("埠 {}：\t開放".format(port))
            else:
                print("埠 {}：\t關閉".format(port))
            sock.close()
    except socket.error as error:
        print(str(error))
        print("連線錯誤")
        sys.exit()

checkPortsSocket('localhost', [21, 22, 80, 8080, 443])

內容解密：

sock.connect_ex((ip, port))：嘗試連線到指定的IP位址和埠。如果傳回0，表示埠開放；否則，表示埠關閉或被過濾。
sock.settimeout(5)：設定連線逾時為5秒，以避免無限等待。
該函式遍歷給定的埠列表，並列印每個埠的狀態。

綜上所述，本文介紹瞭如何使用Python的Socket模組進行反向查詢、處理Socket例外以及實作基本的埠掃描功能。這些技術對於網路程式設計和安全掃描具有重要意義。#

隨著網路技術的不斷發展，Socket程式設計將繼續在網路應用程式開發中扮演重要角色。未來，我們可以期待看到更多根據Socket的創新應用，例如更高效的網路通訊協定和更先進的網路安全技術。

深入理解Socket程式設計：Port掃描技術詳解

Socket程式設計是網路程式設計的基礎，而Port掃描技術則是網路安全領域的重要工具。本文將探討如何使用Python進行Port掃描，並分析相關的技術細節。

簡易Port掃描器實作

首先，我們來實作一個簡單的Port掃描器。這個掃描器允許使用者輸入一個遠端主機的IP位址或網域名稱，並指定要掃描的Port範圍。

import socket
import sys
from datetime import datetime
import errno

# 取得使用者輸入的遠端主機IP位址或網域名稱
remoteServer = input("輸入要掃描的遠端主機: ")
remoteServerIP = socket.gethostbyname(remoteServer)

# 取得使用者輸入的Port範圍
print("請輸入要掃描的Port範圍")
startPort = input("起始Port: ")
endPort = input("結束Port: ")

print("請稍候，正在掃描遠端主機", remoteServerIP)
time_init = datetime.now()

try:
    # 使用for迴圈遍歷指定Port範圍
    for port in range(int(startPort), int(endPort)):
        print("檢查Port {} ...".format(port))
        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        sock.settimeout(5)
        result = sock.connect_ex((remoteServerIP, port))
        
        # 根據connect_ex()方法的回傳值判斷Port狀態
        if result == 0:
            print("Port {}: 開啟".format(port))
        else:
            print("Port {}: 關閉".format(port))
            print("原因:", errno.errorcode[result])
        sock.close()
except socket.error:
    print("無法連線到伺服器")
    sys.exit()

time_finish = datetime.now()
total = time_finish - time_init
print('Port掃描完成時間: ', total)

程式碼解析：

使用socket.gethostbyname()方法將使用者輸入的網域名稱解析為IP位址。
使用for迴圈遍歷指定的Port範圍，並對每個Port進行連線測試。
使用socket.connect_ex()方法嘗試連線到指定的IP位址和Port。
根據connect_ex()方法的回傳值判斷Port的狀態（開啟或關閉）。

進階Port掃描器實作

接下來，我們來實作一個進階的Port掃描器。這個掃描器允許使用者透過命令列引數輸入要掃描的主機IP位址或網域名稱和Port號。

import optparse
from socket import *
from threading import *

def socketScan(host, port):
    try:
        socket_connect = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
        socket_connect.settimeout(5)
        result = socket_connect.connect((host, port))
        print('[+] %d/tcp 開啟' % port)
    except Exception as exception:
        print('[-] %d/tcp 關閉' % port)
        print('[-] 原因:%s' % str(exception))
    finally:
        socket_connect.close()

def portScanning(host, ports):
    try:
        ip = gethostbyname(host)
        print('[+] 掃描結果主機IP: ' + ip)
    except:
        print("[-] 無法解析 '%s': 未知主機" % host)
        return
    
    # 使用多執行緒加速掃描過程
    for port in ports:
        t = Thread(target=socketScan, args=(ip, int(port)))
        t.start()

def main():
    parser = optparse.OptionParser('socket_portScan ' + '-H <主機> -P <Port>')
    parser.add_option('-H', dest='host', type='string', help='指定主機')
    parser.add_option('-P', dest='port', type='string', help='指定Port號（可多個，以逗號分隔）')
    (options, args) = parser.parse_args()
    host = options.host
    ports = str(options.port).split(',')
    
    if (host == None) | (ports[0] == None):
        print(parser.usage)
        exit(0)
    
    portScanning(host, ports)

if __name__ == '__main__':
    main()

程式碼解析：

使用optparse模組解析命令列引數，取得主機IP位址或網域名稱和Port號。
使用多執行緒技術加速Port掃描過程。
使用socketScan()函式對指定的IP位址和Port進行連線測試。
使用portScanning()函式協調多執行緒的執行。

玄貓 BlackCat

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。

Python Socket 模組 網址解析與埠掃描

網域與IP位址解析：使用socket模組取得資訊

網域名稱系統（DNS）簡介

使用socket模組取得資訊

網域名稱與IP位址解析的方法

範例程式碼：使用socket模組取得DNS伺服器資訊

反向查詢

內容解密：

Socket程式設計：反向查詢與例外處理

反向查詢：從IP位址取得主機名稱

內容解密：

處理Socket例外

內容解密：

使用Socket進行埠掃描

內容解密：

深入理解Socket程式設計：Port掃描技術詳解

簡易Port掃描器實作

程式碼解析：

進階Port掃描器實作

程式碼解析：

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Python Socket 模組網址解析與埠掃描