剖析Python七种方法，全面检验端口状态

端口检测的意义和 Python 实现

端口检测在网络编程中的作用

在网络编程中，端口检测至关重要，它允许您检查网络上的端口是否开放，以便进行后续的连接和通信。Python 作为一门强大的编程语言，提供了多种端口检测方法，满足不同场景的需求。

七种 Python 端口检测方法

1. connect_ex：简洁高效的端口状态判断

connect_ex 是 Python socket 模块中一个简洁而强大的函数。它通过尝试与指定端口建立 TCP 连接，来判断该端口是否开放。如果连接成功，则表示端口已打开；如果连接失败，则表示端口已关闭或不可用。

import socket

def check_port_with_connect_ex(host, port):
  """
  使用connect_ex检查端口是否打开

  Args:
    host: 服务器地址
    port: 端口号

  Returns:
    True if the port is open, False otherwise
  """

  sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  result = sock.connect_ex((host, port))
  sock.close()
  return result == 0

2. recvfrom：异步非阻塞式端口状态查询

recvfrom 函数是 Python socket 模块中的另一个重要函数，它可以用于异步非阻塞式地查询端口状态。通过向指定端口发送数据报文，recvfrom 可以在不等待连接建立的情况下，判断端口是否开放。

import socket

def check_port_with_recvfrom(host, port):
  """
  使用recvfrom检查端口是否打开

  Args:
    host: 服务器地址
    port: 端口号

  Returns:
    True if the port is open, False otherwise
  """

  sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  sock.settimeout(1)  # 设置超时时间为1秒
  try:
    sock.sendto(b"ping", (host, port))
    data, addr = sock.recvfrom(1024)
    return True
  except socket.timeout:
    return False
  finally:
    sock.close()

3. sendto：主动式端口状态探测

sendto 函数与 recvfrom 类似，但它是一种主动式端口状态探测方法。通过向指定端口发送数据报文，sendto 可以判断端口是否开放。如果发送成功，则表示端口已打开；如果发送失败，则表示端口已关闭或不可用。

import socket

def check_port_with_sendto(host, port):
  """
  使用sendto检查端口是否打开

  Args:
    host: 服务器地址
    port: 端口号

  Returns:
    True if the port is open, False otherwise
  """

  sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  try:
    sock.sendto(b"ping", (host, port))
    return True
  except socket.error:
    return False
  finally:
    sock.close()

4. socket.socket() + connect() + close()：经典端口状态检查方式

socket.socket(), connect() 和 close() 是 Python socket 模块中的三个常用函数，它们可以组合使用来检查端口状态。首先，创建一个套接字对象；然后，使用 connect() 函数尝试与指定端口建立连接；最后，使用 close() 函数关闭套接字对象。如果 connect() 函数成功，则表示端口已打开；如果 connect() 函数失败，则表示端口已关闭或不可用。

import socket

def check_port_with_socket_connect_close(host, port):
  """
  使用socket.socket() + connect() + close()检查端口是否打开

  Args:
    host: 服务器地址
    port: 端口号

  Returns:
    True if the port is open, False otherwise
  """

  sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  try:
    sock.connect((host, port))
    sock.close()
    return True
  except socket.error:
    return False

5. select.select()：多路复用技术进行端口状态检测

select.select() 函数是 Python select 模块中的一个重要函数，它可以用于多路复用技术来检查端口状态。首先，将要检测的端口放入一个可读端口列表中；然后，使用 select.select() 函数检查该列表中的端口是否可读；如果某个端口可读，则表示该端口已打开；如果某个端口不可读，则表示该端口已关闭或不可用。

import socket
import select

def check_port_with_select(host, port):
  """
  使用select.select()检查端口是否打开

  Args:
    host: 服务器地址
    port: 端口号

  Returns:
    True if the port is open, False otherwise
  """

  sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  sock.setblocking(False)  # 设置为非阻塞模式
  sock.connect_ex((host, port))  # 尝试连接端口
  rlist, wlist, xlist = select.select([sock], [], [], 1)  # 等待1秒
  return sock in rlist

6. socket.error()：异常处理方式判断端口状态

socket.error() 异常是 Python socket 模块中的一种异常，它会在发生套接字错误时引发。我们可以通过捕获 socket.error() 异常来判断端口状态。如果引发 socket.error() 异常，则表示端口已关闭或不可用；如果没有引发 socket.error() 异常，则表示端口已打开。

import socket

def check_port_with_socket_error(host, port):
  """
  使用socket.error()异常判断端口是否打开

  Args:
    host: 服务器地址
    port: 端口号

  Returns:
    True if the port is open, False otherwise
  """

  try:
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.connect((host, port))
    sock.close()
    return True
  except socket.error:
    return False

7. scapy：第三方端口扫描库

Scapy 是一个强大的 Python 第三方端口扫描库，它提供了丰富的端口扫描功能。您可以使用 Scapy 快速扫描大量端口，并获取有关每个端口的详细信息。

结论

端口检测在网络编程中至关重要，Python 提供了多种端口检测方法。您可以根据具体需要选择最合适的端口检测方法，以便准确判断端口状态，进行后续的网络连接和通信。

常见问题解答

1. 如何在 Python 中判断端口是否开放？

可以使用 connect_ex(), recvfrom(), sendto(), socket.socket() + connect() + close(), select.select(), socket.error() 或第三方端口扫描库 Scapy 来判断端口是否开放。

2. 为什么需要端口检测？

端口检测可以帮助您确定网络上的端口是否开放，以便进行后续的连接和通信。

3. connect_ex() 和 sendto() 之间的区别是什么？

connect_ex() 是一个主动式端口检测方法，它尝试与指定端口建立 TCP 连接。sendto() 也是一种主动式端口检测方法，但它发送数据报文，而不是尝试建立连接。

4. 什么是多路复用技术？

多路复用技术允许单个线程同时处理多个 I/O 操作，从而提高了效率。select.select() 函数可以用于多路复用技术来检测端口状态。

5. 如何使用 Scapy 进行端口扫描？

可以使用 Scapy 的 sr() 函数进行端口扫描。sr() 函数发送数据包并等待响应，以便判断端口是否开放。