TCP的概念

TCP是一位传输层的协议。它是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通讯协议。

TCP的特点是使用三次握手协议连接。当主动发出SYN连接请求后，等待对方回答TCP的三次握手SYN+ACK，并最终对对方的SYN执行ACK确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的链接，TCP三次握手的过程如下。

第一步：客户端发送SYN（SEQ=x）数据包给服务端，进入SYN_SEND状态，如下图所示。 第二步：服务端收到SYN数据包，回应一个SYN(SEQ=y)+ACK(ACK=x+1)数据包，进入SYN_RECV状态，如下图所示： 第三步：客户端收到服务器的SYN数据包，回应一个ACK(ACK=y+1)数据包，进入Established状态。三次握手完成，TCP客户端和服务器成果地建立连接，可以开始传输数据，如下图所示： TCP和ARP、ICMP等协议并不处于同一层，而是位于他们的上一层传输层。在这一层中出现了“端口”的概念。也就是port，可以认为是设备与未接通讯交流的出口。

如果检测到一台主机的某个端口有回应，也一样可以判断这台主机是活跃主机。需要注意的是，如果一台主机处于活跃状态，那么它的端口即使是关闭的，在收到请求时，也会给出一个回应，只不过并不是一个“SYN+ACK”数据包，而是一个拒绝连接的“RST”数据包。

这样在检测目标主机是否活跃的时候，就可以像目标的80端口发送一个SYN数据包，之后的情形可能有如下三种。

第一种：主机发送的SYN数据包到达了目标的80端口处，但是目标端口关闭了，所以目标主机会发送一个RST数据包，这个过程如下图所示。 第二种：主机发送的SYN数据包到达目标的80端口处，而且目标端口开放，所以目标主机会发送一个“SYN+ACK”的数据包，这个过程如下图。

第三种：主机发送的SYN数据包到达不了目标，这时就不会收到任何回应，这个过程如下图。 也就是说，只要收到了TCP回应，就可以判断该主机为活跃状态。

利用TCP实现活跃主机扫描

现在编写一个利用TCP实现的活跃主机扫描程序，这个程序有很多中方式可以实现，首先借助Scapy库来完成。

核心的思想就是要产生一个TCP请求。

首先查看Scapy库中TCP类型数据包中需要的参数。

ls(TCP())

这里绝大多数参数都不需要设置，需要考虑的是sport、dport和flags。

sport是源端口，dport是目的端口，而flags是标准位，可能的值包括SYN（建立连接）、FIN（关闭连接）、ACK（响应）、PSH（有DATA数据传输）、RST（连接重置）。

此处将flags设置为“S”，也就是SYN。

另外，TCP并没有目标地址和源地址，所以需要在IP层进行设置。

接下来构造一个发往192.168.3.1的80端口的SYN请求数据包并将其发送出去。

data = IP(dst="192.168.3.1") / TCP(dport=80, flags=80)
ans, unans = sr(data)
ans.summary()

运行结果： 这里我们将构造的数据包发送出去了后，不止得到了回应，还将回应利用summary()给输出出来了。

按照之前的思路，需要对这个请求的回应进行监听，如果得到了回应，就证明目标在线，并打印出这个主机的IP地址。

from scapy.all import *

data = IP(dst="192.168.3.1") / TCP(dport=80, flags=80)
ans, unans = sr(data, timeout=3)
if unans:
    print("无回应！")
    exit()
for s, r in ans:
    ip_s = s[IP].dst
    ip_r = r[IP].src
    if ip_s == ip_r:
        print("[*] 目标：%s" % ip_s)
        print("[*] 存活！")

运行结果：