使用外部工具、subprocess.Popen和线程进行多重端口扫描

Question

我正在使用一个端口扫描器来扫描我的子网。这个扫描器有个问题，它一次只能扫描一个主机的一个端口。而且，如果主机无法访问，扫描器会在1秒后超时。由于这个扫描器是一个外部程序，所以我需要通过subprocess.Popen()来运行它。为了加快速度，我使用了线程，这样我可以在等待之前的扫描结果时同时发送多个请求。不过，当我尝试对一个完整的/24子网进行扫描时，使用大量线程就出现了问题。有些实际上是开放的端口却显示为关闭。我怀疑输出结果可能出现了混乱。需要注意的是，如果我只扫描少数主机或者一次只扫描一台主机，这种情况就不会发生。

以下是我尝试创建一个线程池的代码，这个线程池会接收一个IP地址，并对指定的端口进行“顺序”扫描。一旦所有指定的端口都扫描完了，它就会从列表中取下一个IP。

        while True:
            if not thread_queue.empty():
                try:
                    hst = ip_iter.next()
                except StopIteration:
                    break
                m=thread_queue.get()
                l=ThreadWork(self,hst,m)
                l.start()
        while open_threads != 0:
            pass

这段代码设置了线程队列。

        thread_list = [x for x in range(num_threads)]
        for t in thread_list:
            thread_queue.put(str(t))
        ip_iter=iter(self.final_target)

在ThreadWork函数中，我会跟踪当前的开放线程（因为thread_queue.empty这个方法不太可靠，所以我不得不使用这种粗暴的方法）。

class ThreadWork(threading.Thread):
    def __init__(self,i,hst,thread_no):
        global open_threads
        threading.Thread.__init__(self)
        self.host = hst
        self.ptr = i
        self.t = thread_no
        lock.acquire()
        open_threads = open_threads + 1
        lock.release() 

    def run(self):
        global thread_queue
        global open_threads
        global lock
        user_log.info("Executing sinfp for IP Address : %s"%self.host)
        self.ptr.result.append(SinFpRes(self.host,self.ptr.init_ports,self.ptr.all_ports,self.ptr.options,self.ptr.cf))
        lock.acquire()
        open_threads = open_threads - 1
        lock.release()
        thread_queue.put(self.t)

调用SinFpRes会为一个IP创建一个结果对象，并开始对该IP的端口进行顺序扫描。每个端口的实际扫描过程如下所示。

        com_string = '/usr/local/sinfp/bin/sinfp.pl '+self.options+' -ai '+str(self.ip)+' -p '+str(p)
        args = shlex.split(com_string) 
        self.result=subprocess.Popen(args,stdout=subprocess.PIPE).communicate()[0]
        self.parse(p)

解析函数会利用存储在self.result中的结果来保存该端口的输出。所有端口的汇总结果就是该IP的扫描结果。

使用10个线程运行这段代码时，输出结果是准确的（与nmap的输出相比）。当使用15个线程时，有时会漏掉一个开放的端口。使用20个线程时，漏掉的开放端口更多。使用50个线程时，漏掉的端口就很多了。

附言：作为一个初学者，这段代码有点复杂。对那些追求完美的人表示歉意。

再附言：即使是使用线程的端口扫描，对于一个完整的C类子网，扫描20个端口也需要15分钟。我在想是否应该把这段代码移到其他语言中，只用Python来解析结果。有没有人能推荐我一个语言？注意：我正在考虑S.Lott提到的Shell选项，但在将结果写入文件之前需要手动处理。

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使用外部工具、subprocess.Popen和线程进行多重端口扫描

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