C#使用套接字发送消息和端口扫描器

news/2024/5/18 12:07:55 标签: wireshark, c#, udp

目录

  • 一、套接字（socket）
    • 1、UDP套接字编程
    • 2、TCP套接字编程
  • 二、控制台的简单hello world程序
    • 1.创建新项目
    • 2.编写代码
    • 3.使用wireshark抓包
  • 三、Form窗口程序使用 UDP 通信
    • 1.新建项目
    • 2.设计窗口
    • 3.编写代码
    • 4.使用wireshark抓包
  • 四、端口扫描器
    • （一）单线程
      • 1.新建项目
      • 2.编写代码
    • （二）多线程
      • 1.新建项目
      • 2.编写代码
    • （三）抓包
  • 五、总结
  • 参考资料

一、套接字（socket）

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
在这里插入图片描述

1、UDP套接字编程

基本说明
运行在不同机器上的进行彼此通过向套接字发送报文来进行通信。当使用UDP时，必须先将目的地址附在该分组之上。目的地址包含什么？–>目的主机的IP地址和目的地套接字的端口号组成。

实现如下客户–服务器应用程序：

（1）客户从其键盘读取一行字符（数据）并将该数据向服务器发送。

（2）服务器接收该数据并将这些字符转换为大写。

（3）服务器将修改的数据发送给客户。

（4）客户接收修改的数据并在其监视器上将该行显示出来。

在这里插入图片描述

2、TCP套接字编程

基本说明
与UDP不同，TCP为面向连接的协议。提供端到端的可靠传输。这就意味着在客户端和服务器端能发送数据之前先要握手（也就是大家熟知的三次握手）和创建一个TCP连接。因此创建TCP连接时，需要将其与客户套接字地址和服务器套接字地址关联起来。当发送数据时，只需要经过套接字将数据放入TCP连接。与UDP不同，UDP在将分组放入套接字之前必须为其附上一个目的地址。

在三次握手期间，客户进程先敲服务器进程的欢迎之门。当服务器收到信息后会生成一个新的套接字，专门用于特定的客户。然后对应专门的客户进行连接会生成新的套接字，称为连接套接字。
欢迎套接字：所有要与服务器通信的客户的起始接触点。

连接套接字：随后为了每个客户通信而生成的套接字。
在这里插入图片描述

实现如下客户–服务器应用程序的流程图：

在这里插入图片描述

二、控制台的简单hello world程序

目标：

用C#、Java或python编写一个命令行/控制台的简单hello world程序，实现如下功能：在屏幕上连续输出50行“hello cqjtu！重交物联2019级”；同时打开一个网络UDP 套接字，向另一台室友电脑发送这50行消息。

1.创建新项目

打开visual studio2019，点击创建新项目：
在这里插入图片描述

选择控制台应用：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

2.编写代码

（1）在控制台上简单输出：
在program.cs里编写代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace hello
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                Console.WriteLine("{0}:hello cqjtu！重交物联2019级", (i + 1));
            }
            System.Console.ReadKey();
        }
    }
}

运行：
在这里插入图片描述

（2）使用 UDP 通信
在我的电脑上运行一个客户端代码，在我室友的电脑上运行一个服务端的代码，就可以实现通信功能。
在我自己的电脑上使用 VS2019 创建一个新项目 client ，并将下列代码复制粘贴进去。
client:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Client
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //提示信息
            Console.WriteLine("按下任意按键开始发送...");
            Console.ReadKey();

            int m;

            //做好链接准备
            UdpClient client = new UdpClient();  //实例一个端口
            IPAddress remoteIP = IPAddress.Parse("192.168.43.251");  //假设发送给这个IP
            int remotePort = 11000;  //设置端口号
            IPEndPoint remotePoint = new IPEndPoint(remoteIP, remotePort);  //实例化一个远程端点 

            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                //要发送的数据：第n行：hello cqjtu！重交物联2018级
                string sendString = null;
                m = i + 1;
                sendString += m.ToString();
                sendString += "：hello cqjtu！重交物联2019级";

                //定义发送的字节数组
                //将字符串转化为字节并存储到字节数组中
                byte[] sendData = null;
                sendData = Encoding.Default.GetBytes(sendString);

                client.Send(sendData, sendData.Length, remotePoint);//将数据发送到远程端点 
            }
            client.Close();//关闭连接

            //提示信息
            Console.WriteLine("");
            Console.WriteLine("数据发送成功，按任意键退出...");
            System.Console.ReadKey();
        }
    }
}

代码解析
①首先显示提示信息，等待使用人员操作；
②做好连接准备，如：设置IP、端口号等；
③ for 循环发送数据；
④关闭端口；
⑤显示提示信息，等待用户确认退出。

在另一台电脑上新建一个server，写入代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Server
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int result;
            string str = "50：hello cqjtu！重交物联2019级";
            UdpClient client = new UdpClient(11000);
            string receiveString = null;
            byte[] receiveData = null;
            //实例化一个远程端点，IP和端口可以随意指定，等调用client.Receive(ref remotePoint)时会将该端点改成真正发送端端点 
            IPEndPoint remotePoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            Console.WriteLine("正在准备接收数据...");
            while (true)
            {
                receiveData = client.Receive(ref remotePoint);//接收数据 
                receiveString = Encoding.Default.GetString(receiveData);
                Console.WriteLine(receiveString);
                result = String.Compare(receiveString, str);
                if (result == 0)
                {
                    break;
                }
            }
            client.Close();//关闭连接
            Console.WriteLine("");
            Console.WriteLine("数据接收完毕，按任意键退出...");
            System.Console.ReadKey();
        }
    }
}

代码分析：
①做好连接准备，并设置结束标志；
②循环接收数据；
③关闭连接；
④显示提示信息，等待用户确定退出。

两端运行：
发送端：
在这里插入图片描述

接收端：
在这里插入图片描述

wireshark_200">3.使用wireshark抓包

过滤UDP，可以看到有50条信息，使用的UDP协议，端口11000，能看到英文和字符信息：
在这里插入图片描述

查看追踪流：
在这里插入图片描述
选择GBK编码，可以看到50条信息的具体内容：
在这里插入图片描述

三、Form窗口程序使用 UDP 通信

1.新建项目

使用VS2019创建一个Windows窗体应用：在这里插入图片描述

创建完毕：
在这里插入图片描述

2.设计窗口

打开工具箱，拖入2个文本框 textEdit和一个发送按钮button（我的窗体是已经设计好了的）
在这里插入图片描述

文本框1（信息显示框）
刚拖出来的 TextBox 只能输入一行，只能横着拖，不能竖着拖，不用担心，点击文本框，点击右边（或者在左边）的属性，在行为下有一个multiline，将它设置为true，就可以实现多行输入，宽度就可以改变了。
在这里插入图片描述

添加垂直滚动条：找到 ScrollBars 属性，设置参数为 Vertical 。
在这里插入图片描述

设置边界样式：找到 BorderStyle ，参数设置为 FixedSingle 。
在这里插入图片描述

设置只能读：
在这里插入图片描述

文本框2（输入框）
由于只是发送信息，没有什么特别的要求，设置一下字体和字号，颜色什么的就行了。
在这里插入图片描述

发送按钮
Text 属性，参数输入为 “ 发送 ” ，则控件上就会显示输入的字样。
在这里插入图片描述

窗体属性
Text 属性，编辑为 “ 客户端 ” ，然后窗体的左上角，就显示为 “ 客户端 ”。
在这里插入图片描述

AcceptButton 属性，下拉框选中这个 button1 按钮，设置完这个属性后，当我们最后执行这个程序后，按下回车键 = 点击这个按钮。
在这里插入图片描述

3.编写代码

客户端：
双击button进入函数编写：

 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string str = "The current time: ";
            str += DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            textBox1.AppendText(str + Environment.NewLine);
            UdpClient udpSender = new UdpClient(0);
            int port = 8000;
            string host = "192.168.43.251";//我室友的IP地址
            IPAddress ip = IPAddress.Parse(host);
            IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(ip, port);//把ip和端口转化为IPEndPoint实例
            udpSender.Connect(host, port);
            string message = textBox2.Text;
            byte[] sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
            udpSender.Send(sendBytes, sendBytes.Length);
            string sendStr = textBox2.Text;
            str = "The message content: " + sendStr;
            textBox1.AppendText(str + Environment.NewLine);
            str = "Send the message to the server...";
            textBox1.AppendText(str + Environment.NewLine);
            byte[] recvStr = udpSender.Receive(ref ipe);
            string message1 = Encoding.UTF8.GetString(recvStr, 0, recvStr.Length);
            str = "The server feedback: " + message1;//显示服务器返回信息
            textBox1.AppendText(str + Environment.NewLine);
        }

服务器：
在另一台电脑上创建一个控制台程序，同二.1
写入代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int recv;
            byte[] data = new byte[1024];

            //得到本机IP，设置TCP端口号         
            IPEndPoint ip = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 8000);
            Socket server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

            //绑定网络地址
            server.Bind(ip);

            Console.WriteLine("这是客户端, 主机名为: {0}", Dns.GetHostName());

            //等待客户机连接
            Console.WriteLine("等待客户端发送数据...");

            //得到客户机IP
            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            EndPoint Remote = (EndPoint)(sender);
            recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);
            Console.WriteLine("消息来自于: {0}: ", Remote.ToString());
            Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(data, 0, recv));

            //客户机连接成功后，发送信息
            string welcome = "连接成功 ";

            //字符串与字节数组相互转换
            data = Encoding.UTF8.GetBytes(welcome);

            //发送信息 
            server.SendTo(data, Remote);



            while (true)
            {
                data = new byte[1024];
                //发送接收信息
                //从客户机接受消息
                recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);
                //将字节流信息转换为字符串
                string Data = Encoding.Default.GetString(data, 0, recv);
                //将字符串输出到屏幕上
                Console.WriteLine(Data);
                // Console.WriteLine(Encoding.Default.GetString(data, 0, recv));
                
                //定义字符串input
                string input;
                //读取屏幕上的字符串
                input ="连接成功";
                if (input == "exit")
                    break;
                //将input发送至客户机
                server.SendTo(Encoding.UTF8.GetBytes(input),Remote);
            }
            server.Close();
        }

    }

}

运行：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

wireshark_365">4.使用wireshark抓包

发送中文：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

英文：
在这里插入图片描述

数字：
在这里插入图片描述

四、端口扫描器

（一）单线程

1.新建项目

新建一个Windows窗体应用，布局如下：
在这里插入图片描述

一些属性设置自己定夺。

2.编写代码

双击button进入代码编写：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace port
{
    public partial class Form1 : Form
    {


        //主机地址
        private string hostAddress;
        //起始端口
        private int start;
        //终止端口
        private int end;
        //端口号
        private int port;
        //定义线程对象
        private Thread scanThread;


        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        /// <summary>
        /// 判断端口是否合理
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private bool decideAddress()
        {
            //判断端口号是否合理
            if ((start >= 0 && start <= 65536) && (end >= 0 && end <= 65536) && (start <= end))
                return true;
            else
                return false;
        }


        private void PortScan()
        {
            double x;
            string xian;
            //显示扫描状态
            textBox1.AppendText("开始扫描...（可能需要请您等待几分钟）" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
            //循环抛出线程扫描端口
            for (int i = start; i <= end; i++)
            {
                x = (double)(i - start + 1) / (end - start + 1);
                xian = x.ToString("0%");
                port = i;
                //调用端口i的扫描操作
                Scan();
                //进度条值改变
                lb.Text = xian;
                lb.Refresh();
                progressBar1.Value = i;
            }
            textBox1.AppendText(Environment.NewLine + "扫描结束！" + Environment.NewLine);
            //输入框textbox只读属性取消
            textBox2.ReadOnly = false;
            textBox3.ReadOnly = false;
            textBox4.ReadOnly = false;
        }

        /// <summary>
        /// 扫描某个端口
        /// </summary>
        private void Scan()
        {
            int portnow = port;
            //创建TcpClient对象，TcpClient用于为TCP网络服务提供客户端连接
            TcpClient objTCP = null;
            try
            {
                //用于TcpClient对象扫描端口
                objTCP = new TcpClient(hostAddress, portnow);
                //扫描到则显示到显示框
                textBox1.AppendText("端口 " + port + " 开放！" + Environment.NewLine);
            }
            catch
            {
                //未扫描到，则会抛出错误
            }
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //初始化
                textBox1.Clear();
                lb.Text = "0%";
                //获取ip地址和始末端口号
                hostAddress = textBox2.Text;
                start = Int32.Parse(textBox3.Text);
                end = Int32.Parse(textBox4.Text);

                if (decideAddress()) // 端口合理
                {
                    //让输入的textbox只读，无法改变
                    textBox2.ReadOnly = true;
                    textBox3.ReadOnly = true;
                    textBox4.ReadOnly = true;
                    //设置进度条的范围
                    progressBar1.Minimum = start;
                    progressBar1.Maximum = end;

                    //显示框显示
                    textBox1.AppendText("端口扫描器 v1.0.0" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
                    //调用端口扫描函数
                    PortScan();
                }
                else
                {
                    //若端口号不合理，弹窗报错
                    MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
                }
            }
            catch
            {
                //若输入的端口号为非整型，则弹窗报错
                MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
            }
        }
    }
}

运行：
在这里插入图片描述

仅10个端口都花费了十几秒，比较慢。

（二）多线程

1.新建项目

和四.(一)一样，布局也一样。

2.编写代码

双击button。。。：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace port
{
    public partial class Form1 : Form
    {


        //主机地址
        private string hostAddress;
        //起始端口
        private int start;
        //终止端口
        private int end;
        //端口号
        private int port;
        //定义线程对象
        private Thread scanThread;
        //定义端口状态数据（开放则为true，否则为false）
        private bool[] done = new bool[65526];
        private bool OK;


        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            //不进行跨线程检查
            CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }

        /// <summary>
        /// 判断端口是否合理
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private bool decideAddress()
        {
            //判断端口号是否合理
            if ((start >= 0 && start <= 65536) && (end >= 0 && end <= 65536) && (start <= end))
                return true;
            else
                return false;
        }


        private void PortScan()
        {
            double x;
            string xian;
            //显示扫描状态
            textBox1.AppendText("开始扫描...（可能需要请您等待几分钟）" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
            //循环抛出线程扫描端口
            for (int i = start; i <= end; i++)
            {
                x = (double)(i - start + 1) / (end - start + 1);
                xian = x.ToString("0%");
                port = i;
                //使用该端口的扫描线程
                scanThread = new Thread(new ThreadStart(Scan));
                scanThread.Start();
                //使线程睡眠
                System.Threading.Thread.Sleep(100);
                //进度条值改变
                lb.Text = xian;
                progressBar1.Value = i;
            }
            while (!OK)
            {
                OK = true;
                for (int i = start; i <= end; i++)
                {
                    if (!done[i])
                    {
                        OK = false;
                        break;
                    }
                }
                System.Threading.Thread.Sleep(1000);
            }
            textBox1.AppendText(Environment.NewLine + "扫描结束！" + Environment.NewLine);
            //输入框textbox只读属性取消
            textBox2.ReadOnly = false;
            textBox3.ReadOnly = false;
            textBox4.ReadOnly = false;
        }

        /// <summary>
        /// 扫描某个端口
        /// </summary>
        private void Scan()
        {
            int portnow = port;
            //创建线程变量
            Thread Threadnow = scanThread;
            //扫描端口，成功则写入信息
            done[portnow] = true;
            //创建TcpClient对象，TcpClient用于为TCP网络服务提供客户端连接
            TcpClient objTCP = null;
            try
            {
                //用于TcpClient对象扫描端口
                objTCP = new TcpClient(hostAddress, portnow);
                //扫描到则显示到显示框
                textBox1.AppendText("端口 " + port + " 开放！" + Environment.NewLine);
            }
            catch
            {
                //未扫描到，则会抛出错误
            }
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //初始化
                textBox1.Clear();
                lb.Text = "0%";

                //获取ip地址和始末端口号
                hostAddress = textBox2.Text;
                start = Int32.Parse(textBox3.Text);
                end = Int32.Parse(textBox4.Text);

                if (decideAddress()) // 端口合理
                {
                    //让输入的textbox只读，无法改变
                    textBox2.ReadOnly = true;
                    textBox3.ReadOnly = true;
                    textBox4.ReadOnly = true;
                    //创建线程，并创建ThreadStart委托对象
                    Thread process = new Thread(new ThreadStart(PortScan));
                    process.Start();
                    //设置进度条的范围
                    progressBar1.Minimum = start;
                    progressBar1.Maximum = end;

                    //显示框显示
                    textBox1.AppendText("端口扫描器 v1.0.0" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
                }
                else
                {
                    //若端口号不合理，弹窗报错
                    MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
                }

            }
            catch
            {
                //若输入的端口号为非整型，则弹窗报错
                MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
            }
        }
    }
}

运行：
在这里插入图片描述

20个端口一瞬间就扫描好了，多线程大大提高了效率。

（三）抓包

多线程扫描时的抓包结果，在info栏可以看到端口，看到端口的扫描顺序和我们代码里写的是一致的，而后面顺序比较混杂，是因为端口连不上也会有一系列命令，所以才造成这种局面:
在这里插入图片描述

五、总结

第一次写C#，相关语句还不太熟练，用的时间比较长。窗体程序和之前写QT是的可视化有着异曲同工之妙，但感觉比QT要简单一点。多线程能有效提高程序的工作效率。

参考资料

https://blog.csdn.net/qq_38537501/article/details/115552769
https://blog.csdn.net/ssj925319/article/details/109336123
https://blog.csdn.net/qq_30725967/article/details/86590506
https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.sockets.udpclient.receive?view=net-6.0


http://www.niftyadmin.cn/n/1314030.html

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