Python IP扫描：如何快速定位网络设备

IP扫描是网络管理员、安全工程师等领域中常用的一种技术手段。它可以扫描网络中存活的设备并快速获取设备的一些基本信息，如设备名称、IP地址、操作系统、开放端口等。Python是一种强大的脚本语言，可以轻松完成IP扫描任务。在本篇文章中，我们将从多个方面详细阐述Python IP扫描的相关知识。

一、IP扫描的基本原理

IP地址是网络中每个设备的唯一标识符。在进行IP扫描时，需要通过一个指定的IP地址范围来扫描该范围内所有可以连接到网络的设备，并且获取设备的一些基本信息。其中，IP地址范围的获取可以通过以下两种方式进行：

1、手动输入：通过手动输入目标IP地址范围的开始和结束地址来进行扫描。

2、自动获取：通过自动获取本地网络IP地址范围的方式来进行扫描。

在获取IP地址范围之后，需要使用扫描工具对指定范围进行扫描，从而获取设备的基本信息。其中，最常用的扫描工具是nmap。

二、Python IP扫描的实现

在Python中，可以使用Socket和Scapy等库来实现IP扫描。其中，Socket库是Python中的标准库，可以轻松实现Socket连接和数据传输等常见操作。而Scapy库是一种Python下面向数据包处理的高级库，可以处理网络中各种数据包。

1、基于Socket的IP扫描实现

import socket

def port_scan(ip, port):
    try:
        s = socket.socket()
        s.settimeout(1)
        s.connect((ip, port))
        print(f"Port {port} is open")
    except:
        print(f"Port {port} is closed")

def ip_scan(ip):
    for port in range(0, 65536):
        port_scan(ip, port)

上述代码可以实现对指定IP地址的所有端口进行扫描，从而判断端口是否处于开放状态。其中，使用try...except语句来判断端口是否处于开放状态，如果可以连接则表明此端口是开放的。需要注意的是，在进行大规模扫描时需要将超时时间设置得更长一些，比如说10秒或更长，以防止过多连接导致的程序卡死或崩溃的问题。

2、基于Scapy的IP扫描实现

from scapy.all import sr1, IP, TCP

def port_scan(ip, port):
    packet = IP(dst=ip) / TCP(dport=port, flags="S")
    response = sr1(packet, timeout=1, verbose=0)
    if response:
        if response[TCP].flags == "SA":
            print(f"Port {port} is open")
        elif response[TCP].flags == "RA":
            print(f"Port {port} is closed")
    else:
        print(f"Port {port} is filtered")

def ip_scan(ip):
    for port in range(0, 65536):
        port_scan(ip, port)

上述代码使用Scapy库实现IP扫描，其中，构造一个IP数据包和TCP数据包，发送给目标主机，通过响应数据包的TCP标志位来判断端口是否处于开放状态，其中"S"表示SYN表示连接请求，"A"表示ACK表示连接确认，"R"表示RST表示连接重置。

三、IP扫描实例应用

1、获取局域网中存活的设备

import os

def ping_sweep(network):
    for host in range(1, 255):
        ip = network + str(host)
        response = os.system(f"ping -n 1 -w 1000 {ip} > NUL 2>&1")
        if response == 0:
            print(f"{ip} is up")
        else:
            print(f"{ip} is down")

上述代码实现了ping扫描技术，可以快速发现当前局域网中所有在线设备。其中，os.system()函数可用于执行系统命令，并返回命令执行的结果，即命令执行完毕后的返回状态。在Windows系统中，可以使用"ping -n 1 IP地址"命令对目标IP地址进行ping测试，如果输出的返回状态码为0，则说明该IP地址处于开放状态，否则即为关闭状态。

2、扫描指定端口的状态

def port_scan(ip, port):
    try:
        s = socket.socket()
        s.settimeout(1)
        s.connect((ip, port))
        print(f"[+] Port {port} is open")
        s.close()
    except:
        print(f"[-] Port {port} is closed")

def port_check(ip):
    port_list = [21, 22, 23, 25, 53, 80, 110, 135, 139, 
                 143, 161, 443, 445, 1080, 1433, 1521, 
                 3306, 5432, 5900, 6379, 7001, 8000, 
                 9090, 9200, 11211, 27017, 50070, 50030]
    for port in port_list:
        port_scan(ip, port)

上述代码可以扫描指定IP地址上指定端口的状态。这个例子中使用了一个端口列表来进行扫描，可以通过增加或删除端口来满足需求。

3、批量IP扫描

def batch_scan(ip_list):
    for ip in ip_list:
        print("[*] Scanning %s" %ip)
        ip_scan(ip)

在实际应用中，可能会需要批量扫描多个IP地址。上述代码可以通过循环遍历IP地址列表来实现IP扫描任务的批量执行。

四、总结

本文介绍了Python IP扫描的基本原理、实现方法和应用场景。IP扫描在网络安全领域中具有重要的应用价值，在实际的网络实验中，也是不可或缺的一项技能。Python作为一种简单易学的脚本语言，可以快速实现IP扫描任务，为网络工程师和网络安全专业人士提供了一种便利的技术手段。