python 计算机网络课程设计（网络主机扫描程序）

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背景

随着网络技术的发展，越来越多的计算机接入互联网上，网络安全逐渐成

为一个潜在的巨大问题，如何保障自身的网络安全，其中一个主要的方法就是

自查自纠，而在这个过程中，对自己的网络活动主机扫描成为一种较为快捷，

直观，简单的方法。本次课程设计就是对网络主机扫描技术的研究以及实现，

其中技术包括 ARP，ICMP，TCP，UDP 网络协议的网络活动主机扫描。

利用 ARP 协议获取活动主机的 mac 地址，当获取的不为”00-00-00-00-00-00”

时，则是主机可达到，认为是活动主机；利用 ICMP 协议，使用系统自带的 ping

程序功能，当且 ping 通目标主机时，认为是活动主机；基于 TCP 的链接状态，

当判断连接成功，认为是主机活动主机；UDP 是不可靠传输，给目标主机发送

消息，能狗看得到返回的消息，则主机可达到，则认为是活动主机。通过四种

不同的协议，不同的方法都可以得到网络上的活动主机号；

需求分析

网络安全扫描技术是类重要的网络安全技术。安全扫描技术与防火墙、入侵

检测系统互相配合，能够有效提高网络的安全性。安全扣描是一种主动的防范

措施，可以有效避免黑客攻击行为，做到防患于未然，网络安全扫描的首要任

务是发现网络中活动的主机。对活动主机扫描就是向主机发送特定的数据报，

若主机有响应消息返回则说明该主机处于活动状态，否则主机不存在或处于关

机状态。当主机安装的防火墙软件进行了访问控制时(例如禁用了 Ping 响应或者

禁用了所有的 ICMP 响应)，这时使用常用的扫描方法就不起作用了，就需要使

用其它的方法进行探测。网络扫描的基础是互联网的协议，通过对协议的分析

找到适合网络扫描的协议类型和消息类型。根据互联网的协议标准构造特定类

型的数据报，把这些数据报发送到日的主机，从响应消息中提取信息。整个扫

描过程都是基于这种请求一应答-分析机制进行的

扫描技术

主机打描的目的是确定在口标网络上的主机是否可达，现行主要技术

有:ICMP Echo 扫描、TCP connect（）扫描、UDP 回馈和 ARP 获取适配器编号扫

描，并日通计多线程，提向了扫描效率

基于 ICMP 协议的活动主机扫描

1.ICMP Echo 扫描精度相对较高。通过简单地向目标主机发送 ICMP

Echo

Request 数据包、并等待回复的 ICMP

Eche Reply 包，如 Ping.

2.ICMP

Sweep

扫描: Swepp 这个词的动作很像机枪扎射，ICMP 进行扣射式

的打描，就是并发性扫描，使用 ICMP

Echo

Request 一次探测多台主机，通

常这种探测包会并行发送，以提高探测效率，适用于人范围的评估

3.Broadcast

ICMP 扫措:广播型 ICMP 扫描,利用了一些主机在 ICMP 实现上的差

异，设置 ICMP 请求包的口标地址为广播地址或网络地址，则可以探测广播域或

整个网络范国内的主机，子网内所有有活主机都会给以回应。

4.Non-Echo ICMP 扫描:在 ICMP 协议中不仅只有 ICMP-ECHO 的 ICMP 查询信息类

型，在 ICMP 扫描技术中也用到 Non-ECIO-ICMP 技术(不仅仅能探测主机，也可

以探测网络设备如路山)。利用了 ICMP 的服务类型(Timestamp 和 Timestamp

Reply Information Request 和 Information-Reply，Address-Mask-Requesl 和

Address-Mask-Reply)。

程序功能流程图

函数的设计与程序

图形化界面库——tkinter 库

tkinter 库是 Python 里自带的图形化库，可以在大多数 Unix 平台以及 Windows

系统上使用。在 Tkinter 库中有着许多接口模块，而这些接口模块分别实现不

同的功能。

表格制作库——ttk.Treeview 库

在 ttk.Treeview 库是 Python GUI 里的一个基本表格输出库，它能够使开发人员

轻松构建表格，将数据以表格化的形式输出。

TreeView 组件是一个树状结构和表格的结合体。第一列是树状结构，后几列是列表。

每一行表示一个 item，树的 item 可以分级，每个 item 有子 item，名称对应 text 标签。

每一行的值用 values 元组里的值表示。

item 有 5 个标签，分别是：text，image，values，open，tags。

在该程序里，我使用 TreeView 组件构造了子网划分结果的表格，其主要代码如下所示：

table = ttk.Treeview(win, show="headings", ) # 定义表格

table['columns'] = ['序号', '主机活跃号', '主机活跃端口'] # 定义

表头

table.pack()

#下面代码为设计每一列的宽度

table.column('序号', width=100, anchor='center')

table.column('主机活跃号', width=500, anchor='center')

table.column('主机活跃端口', width=300, anchor='center')

table.column('花费总时间', width=100, anchor='center')

# 定义表头内容

table.heading('序号', text='序号')

table.heading('主机活跃号', text='主机活跃号')

table.heading('主机活跃端口', text='主机活跃端口')

#下面代码为设计每一列表格的表头显示的文字

# 定义文本输入框

bin1 = Button(win, text='开始检测', command=run)

bin2 = Button(win, text='数据库保存', command=run2)

bin3 = Button(win, text='数据库查询', command=run3)

bin4 = Button(win, text='清空数据库', command=run4)

4.1.2 Button 函数

7桂林航天工业学院本科课程设计报告

Button（）函数常用于制作事件按钮，当用户点击 Button 按钮时，程序便

会根据预设来执行特定的事件，完成预期的事件。在此程序里，Button 按钮用

来触发 run（）函数，以完成子网划分任务。其代码如下所示:

# 定义文本输入框

bin1 = Button(win, text='开始检测', command=run)

bin2 = Button(win, text='数据库保存', command=run2)

bin3 = Button(win, text='数据库查询', command=run3)

bin4 = Button(win, text='清空数据库', command=run4)

# 定义界面按钮，模块的位置及大小

bin1.place(relx=0.1, rely=0.8, relwidth=0.4, relheight=0.1)

bin2.place(relx=0.55, rely=0.8, relwidth=0.4, relheight=0.1)

bin3.place(relx=0.55, rely=0.6, relwidth=0.4, relheight=0.1)

bin4.place(relx=0.1, rely=0.6, relwidth=0.4, relheight=0.1)

数据库的应用和程序

SQLite 是一款轻量级的、基于文件的嵌入式数据库，实现自包容、零配置、

支持事务的 SQL 数据库引擎。与其他数据库管理系统不同，SQLite 的安装和运

行非常简单，在大多数情况下，只要确保 SQLite 的二进制文件存在即可开始创

建、连接和使用数据库。第一个 Alpha 版本诞生于 2000 年 5 月，直到今天已经

成为最流行的嵌入式数据库，包括 Google 在内的许多公司在其桌面软件中亦使

用 SQLite 存储用户数据，由此看来，其稳定性毋庸置疑。

实际应用中，SQLite 作为目前最为流行的开源嵌入式关系型数据库，在系

统的架构设计中正扮演着越来越重要的角色。和很多其它嵌入式 NoSQL 数据库

(如 BerkeleyDB、MemBASE 等)不同的是，SQLite 支持很多关系型数据库的基本

特征，如标准 SQL 语法、事务、数据表和索引等，这在数据移植、程序演示等

应用中有着不可替代的优势。从官方文档中我们可以获悉到，SQLite 支持的数

据量和运行效率都是非常骄人的，因此在海量数据的解决方案中，SQLite 可以

作为数据预计算的桥头堡，从而显著减少存储在关系型数据库服务器中的数据

数量，最终提高系统的查询效率和运行期效率，同时也可以显著的降低数据备

份的磁盘开销

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###本程序只用于学习交流无用于其它用途
###有需要请联系博主QQ：2397746994
########################部分代码如下from tkinter import *
from tkinter import ttk
from multiprocessing.pool import ThreadPool
import subprocess
import socket
import sqlite3
import time
THREADING_NUM = 100 # 定义线程数pool = ThreadPool(THREADING_NUM) # 定义线程池
Activity_IP = []
filename = 'ip.txt'
def get_host()

运行界面如下：