作业题目
本次实验主要对主机扫描和端口扫描原理的理解。使用python（scapy库）编写端口扫描程序，对目标IP（报含IP地址段）进行扫描，完成以下功能：
1）使用icmp协议探测主机是否开启；
2）对本机（关闭防火墙）的开放端口和非开放端口完成半连接、ACK、FIN、Null、Xmas、windows扫描，并与nmap扫描结果进行比较。
3）对远程（有防火墙）主机的开放端口和非开放端口完成半连接、ACK、FIN、Null、Xmas、windows扫描，并与2）进行比较，分析结果。
4）回答问题：样例程序中"conf.L3socket=L3RawSocket"的作用是什么？
实验步骤及结果
- 探测主机是否开启
将IP地址设置为本地回环地址：127.0.0.1，端口号设置为8901，IPY是IPy库中将字符串转为IP地址格式的处理函数，使用for循环处理可以实现"群ping"
第一行代码定义了一个数据报，目标IP地址是前面设置的地址，所用的协议是ICMP协议，数据报的内容是自定义的"leo-port-lab"，最后将三层数据报通过"/"符号连接。
第二行代码使用sr1()函数将数据报发送出去，超时限制为1秒，即超过一秒认为数据报没有成果=功发送出去；verbose参数用于控制详细输出的级别，为了不输出无关字符串，设置为False
判断是否有返回的数据报来确定主机是否打开
- 对本机端口进行扫描
Nmap对本机端口的扫描结果
发现8900端口开放
- 半连接扫描：服务器和客户端建立TCP连接会发生三次握手，客户端先发送一个SYN数据报给服务器，如果端口开放，服务器会会返回一个标志位是SYN和ACK的数据报给客户端，如果端口没有开放，则会返回一个标志位是RST和ACK的数据报，为了不留下连接日志，客户端此时不需要返回ACK来建立连接。
使用上面的函数定义要发送的数据报并发送，将所用协议设置为TCP，标志位设置成S，即SYN位为1，函数返回值是返回的数据报，赋值给ans字典变量，将ans中的键值位TCP的值取出，对其flag的值进行判断，也可以使用十六进制数来表示，如RA可以表示为0x14，具体可见TCP数据报规范
对结果进行分析，如果标志位是SA，即SYN+ACK，说明端口开放，如果标志位是RA，即RST+ACK，说明端口关闭
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- ACK扫描：ACK扫描不能判断端口是否开放！客户端发送一个带有 ACK 标志和数据报，如果服务器返回一个带有 RST 标志的数据包，说明端口没有被过滤，不存在防火墙；如果目标服务器没有任何回应或者返回ICMP错误类型3且代码为1，2，3，9，10或13的数据报，说明端口被过滤且存在防火墙
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- FIN扫描：客户端发送FIN数据报，如果服务器没有返回数据报回应，说明端口开放，如果服务器返回一个 RST 数据报，说明目标端关闭的。
将所用协议设置为TCP，标志位设置成F，即FIN位为1
对结果进行分析，如果标志位是RA，即RST+ACK，说明端口关闭，如果ans==None，即没有返回数据报，说明端口开放
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- Null扫描：客户端发送没有标志位的数据报，如果服务器没有返回数据报回应，说明端口开放，如果服务器返回一个 RST 数据报，说明目标端关闭的。
将所用协议设置为TCP，标志位为空，即每个比特位都是0
对结果进行分析，如果标志位是RA，即RST+ACK，说明端口关闭，如果ans==None，即没有返回数据报，说明端口开放
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- Xmas扫描：客户端发送标志位为 PSH,FIN,URG的数据报，在正常情况下，三个标志位不能被同时设置，如果服务器没有返回数据报回应，说明端口开放，如果服务器返回一个 RST 数据报，说明目标端关闭的。
将所用协议设置为TCP，标志位为FPU，即PSH、FIN、URG对应比特位的值是1
对结果进行分析，如果标志位是RA，即RST+ACK，说明端口关闭，如果ans==None，即没有返回数据报，说明端口开放
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- Windows扫描：客户端发送一个标志位是ACK的数据报，如果返回的RST数据报没有被过滤，检查RST数据报中窗口的值，如果窗口大小的值是个非零值，说明服务器在准备建立连接传输数据，端口开放，窗口大小等于0，说明端口关闭。
将所用协议设置为TCP，标志位为A，即发送ACK报文
对结果进行分析，如果返回的数据报中的窗口值等于0，说明端口关闭，如果返回的数据报中的窗口值大于0，说明端口开放
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- 对远程主机进行扫描
- 半连接扫描：
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- ACK扫描
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- FIN扫描
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- Null扫描
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- Xmas扫描
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- Windows扫描
开放端口扫描结果
非开放端口扫描结果
- "conf.L3socket=L3RawSocket"的作用
设置后可以使用原始套接字进行网络通信，这里指定的是使用第三层（L3）套接字类型，在IP层构造数据包（类推发送ARP数据包则第二层）
- 结果分析
一个端口扫描的结果有三种：开放、关闭、被过滤，被过滤的结果不能够判断端口到底有没有开放，但可以判断出目标主机有防火墙拦截，所以被过滤这种结果并不是没有意义的。端口扫描的意义是区分这三种情况。半开放连接扫描可以根据返回数据报的类型判断是开放还是关闭，通过是否返回数据报判断扫描信息是否被过滤；但FIN，Null，Xmas扫描则不同，其本质是一个开放的端口收到没有设置SYN,ACK或RST标志位的异常数据报时，不会做出反应，而如果这个端口是关闭的，他会返回一个标志位是RST的数据报，这是由TCP协议本身决定的，但这三种方法有局限性，体现在：1）不同操作系统在对待这类事件做出的反应不同 2）如果发送出去的数据报丢失，如被防火墙拦截，会被误判成端口开放的情况。ACK扫描不能决定一个端口是否开放 ，只能判断目标是否有防火墙，所以在实际中可以先使用ACK扫描检查防火墙的状态。
在与有防火墙存在相比较时，由于防火墙类型为状态防火墙，区别于会将某些端口和IP全部拦截的无状态防火墙不同，状态防火墙会根据数据报的类型和TCP握手的阶段进行过滤，即使是同一端口，数据报类型的不同也会导致拦截情况的不同。比如状态防火墙不会过滤ACK包，但会过滤SYN包，因为SYN会建立连接，而防火墙不允许未经授权的陌生IP和服务器建立连接，对待ACK，无论是否关闭都返回RST，对待其他数据报请求，防火墙都会拦截，发出扫描的主机始终没有收到回复数据报，对端口的扫描结果不准确。