Nmap 1.51 源码解析：端口选择机制详解

1. 源码阅读目的与方法

1.1 阅读目的

• 深入理解 Nmap 的核心扫描技术
• 学习 Nmap 的编码风格和实现方式
• 复用相关模块到自己的代码中

1.2 阅读方法

• 从 nmap.c 中的 main 函数开始顺序阅读
• 以 Nmap 提供的参数为模块进行分解
• 逐个实现小模块功能，逐步构建整体理解

2. 端口选择机制概述

Nmap 提供了两种主要的端口选择方式：

1. 快速扫描模式 (-F 参数)：从 /etc/services 文件中获取端口
2. 自定义端口模式 (-p 参数)：用户手动指定端口范围

重要限制：-F 和 -p 参数不能同时使用，否则会导致冲突。

3. 快速扫描模式 (-F 参数)

3.1 函数原型

unsigned short *getfastports(int tcpscan, int udpscan)

3.2 参数说明

• tcpscan：是否进行 TCP 扫描
• udpscan：是否进行 UDP 扫描

3.3 实现逻辑

1. 打开 /etc/services 文件
2. 逐行解析文件内容
3. 根据协议类型（TCP/UDP）筛选端口
4. 将选中的端口存入数组返回

3.4 关键代码解析

while(fgets(line, 80, fp)) {
    res = sscanf(line, "%*s %u/%s", &portno, proto);
    if (res == 2 && portno != 0 && portno != lastport) {
        lastport = portno;
        if (tcpscan && proto[0] == 't') 
            ports[portindex++] = portno;
        else if (udpscan && proto[0] == 'u') 
            ports[portindex++] = portno;
    }
}

3.5 特殊处理

• TCP 端口：几乎获取所有 TCP 端口
• UDP 端口：跳过同时支持 TCP 和 UDP 的端口（如 DNS 53 端口）

3.6 辅助函数

void *safe_malloc(int size) {
    void *mymem;
    if (size < 0) fatal("Tried to malloc negative amount of memmory!!!");
    if ((mymem = malloc(size)) == NULL) 
        fatal("Malloc Failed! Probably out of space.");
    return mymem;
}

4. 自定义端口模式 (-p 参数)

4.1 函数原型

unsigned short *getpts(char *origexpr)

4.2 支持的格式

1. 单端口：-p8080
2. 端口范围：-p200-1024
3. 混合指定：-p8080,200-255
4. 开放范围：-p60000-（表示60000-65535）

4.3 实现逻辑

1. 去除输入字符串中的空格
2. 按逗号分隔不同的端口指定
3. 解析每个部分的端口范围
4. 将选中的端口存入数组返回

4.4 关键代码解析

while((p = strchr(expr, ','))) {
    *p = '\0';
    if (*expr == '-') {
        start = 1;
        end = atoi(expr+1);
    } else {
        start = end = atoi(expr);
        if ((q = strchr(expr, '-')) && *(q+1)) {
            end = atoi(q+1);
        } else if (q && !*(q+1)) {
            end = 65535;
        }
    }
    // 添加端口到数组
    for(j=start; j <= end; j++) {
        ports[i++] = j;
    }
    expr = p + 1;
}

4.5 特殊处理

• - 开头：表示从1到指定端口（如-100表示1-100）
• - 结尾：表示从指定端口到65535（如60000-）
• 中间-：表示端口范围（如20-25）

5. 实现对比

6. 开发注意事项

1. 内存管理：使用safe_malloc确保内存分配安全
2. 错误处理：对非法输入进行严格检查
3. 性能优化：避免重复端口和不必要的扫描
4. 协议区分：正确处理TCP和UDP端口的不同需求

7. 历史背景

• 早期版本中UDP扫描性能问题突出，因此设计了特殊的过滤逻辑
• getpts函数命名源于getports名称已被占用
• 开发者曾考虑使用负数表示UDP端口，但最终放弃该方案

8. 实际应用示例

8.1 快速扫描TCP端口

unsigned short *ports = getfastports(1, 0);

8.2 自定义端口扫描

unsigned short *ports = getpts("20-25,80,443,60000-");

8.3 完整流程

1. 根据参数选择端口获取方式
2. 调用相应函数获取端口数组
3. 进行扫描操作
4. 释放相关资源

9. 总结

Nmap 1.51 的端口选择机制体现了以下设计原则：

1. 灵活性：提供自动和手动两种端口选择方式
2. 实用性：针对不同协议优化扫描策略
3. 健壮性：严格的输入验证和错误处理
4. 高效性：优化内存使用和扫描效率

通过深入理解这些机制，可以更好地使用Nmap进行网络扫描，也能在自己的网络工具中借鉴这些优秀的设计思路。