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1. 引言
netcat#xff0c;简称 nc#xff0c;被誉为网络工具中的“瑞士军刀”#xff0c;是网络调试与分析的利器。它的功能十分强大#xff0c;然而平时我们经常使用的就是他的连通性测试功能#xff0c;但是nc是被设计用来测试…用Go语言重写Linux系统命令 – nc简化版
1. 引言
netcat简称 nc被誉为网络工具中的“瑞士军刀”是网络调试与分析的利器。它的功能十分强大然而平时我们经常使用的就是他的连通性测试功能但是nc是被设计用来测试TCP和UDP的对于HTTP支持不是太好于是我决定用 Go 语言重新实现一个简化版的 nc专注于联通性测试功能并扩展支持测试HTTP和Ping的连通性测试。通过这个项目你不仅能深入学习网络编程还能体验用 Go 语言开发系统工具的乐趣
小目标让我们的工具小而美轻松搞定网络连通性调试
2. 需求分析
在开始编写代码之前我们需要明确工具的功能和设计目标 核心功能 TCP 测试检查指定 IP 和端口是否可建立连接支持数据发送与接收。UDP 测试发送 UDP 数据包并接收响应。HTTP 测试测试指定 URL 是否可访问支持自定义请求方法如 GET/POST。Ping 测试检查目标 IP 是否可达并测量响应时间。 用户体验设计 使用命令行参数指定测试类型和选项如目标 IP、端口、超时。错误提示清晰直观方便排查问题。 性能目标快速响应保持简洁。
3. 项目初始化
3.1 安装开发环境
确保已安装 Go 编译器推荐版本 ≥ 1.20。执行以下命令检查 Go 是否可用
go version3.2 初始化项目
创建项目目录并初始化 Go 模块
mkdir gonc
cd gonc
go mod init gonc项目结构
gonc/
├── main.go # 入口文件
├── tcp.go # TCP 测试模块
├── udp.go # UDP 测试模块
├── http.go # HTTP 测试模块
├── ping.go # Ping 测试模块
└── go.mod # 依赖管理文件4. 模块实现
4.1 实现 TCP 测试功能
在 tcp.go 中编写代码建立 TCP 连接发送和接收数据
package myncimport (fmtlognettime
)// TestTCP 测试TCP端口是否连通并支持发送和接收数据
func FireTCP(ip string, port, timeout int, data string) error {address : fmt.Sprintf(%s:%d, ip, port)// 设置连接超时时间conn, err : net.DialTimeout(tcp, address, time.Duration(timeout)*time.Second)if err ! nil {log.Printf(Failed to connect to %s: %v\n, address, err)return err}defer conn.Close()fmt.Printf(Successfully connected to %s\n, address)// 发送数据if data ! {fmt.Printf(Sending data: %s\n, data)_, err conn.Write([]byte(data))if err ! nil {log.Printf(Failed to send data: %v\n, err)} else {fmt.Println(Data sent successfully)}}// 接收响应数据buffer : make([]byte, 1024)conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(time.Duration(timeout) * time.Second))// 读取响应数据// 如果超时则提示用户, 服务器没有发送数据n, err : conn.Read(buffer)if err ! nil {if netErr, ok : err.(net.Error); ok netErr.Timeout() {fmt.Println(No response from server)} else {log.Printf(Failed to read response: %v\n, err)}} else {fmt.Printf(Received: %s\n, string(buffer[:n]))}return err
}
4.2 实现 UDP 测试功能
在 udp.go 中实现 UDP 数据包的发送与接收
package myncimport (fmtlognettime
)// TestUDP 测试UDP端口是否连通并支持发送和接收数据
func FireUDP(ip string, port, timeout int, data string) error {address : fmt.Sprintf(%s:%d, ip, port)conn, err : net.Dial(udp, address)if err ! nil {log.Printf(Failed to connect to %s: %v\n, address, err)return err}defer conn.Close()fmt.Printf(Successfully connected to %s\n, address)// 设置写超时conn.SetWriteDeadline(time.Now().Add(time.Duration(timeout) * time.Second))_, err conn.Write([]byte(data))if err ! nil {log.Printf(Failed to send data: %v\n, err)return err}fmt.Println(Data sent successfully)// 设置读超时conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(time.Duration(timeout) * time.Second))buffer : make([]byte, 1024)n, err : conn.Read(buffer)if err ! nil {log.Printf(No response received: %v\n, err)} else {fmt.Printf(Received: %s\n, string(buffer[:n]))}return err
}
4.3 实现 HTTP 测试功能
在 http.go 中构建 HTTP 请求
package myncimport (fmtiolognet/httptime
)// TestHTTP 测试HTTP/HTTPS连接
func FireHTTP(url, method string, headers map[string]string, timeout int) error {client : http.Client{Timeout: time.Duration(timeout) * time.Second,}// 创建HTTP请求req, err : http.NewRequest(method, url, nil)if err ! nil {log.Printf(Failed to create HTTP request: %v\n, err)return err}// 设置请求头for key, value : range headers {req.Header.Set(key, value)}// 发送HTTP请求resp, err : client.Do(req)if err ! nil {log.Printf(HTTP request failed: %v\n, err)return err}defer resp.Body.Close()// 读取响应内容body, err : io.ReadAll(resp.Body)if err ! nil {log.Printf(Failed to read response body: %v\n, err)return err}fmt.Printf(HTTP Status: %s\n, resp.Status)fmt.Printf(Response Body:\n%s\n, string(body))return err
}
4.4 实现 Ping 测试功能
在 ping.go 中 import (fmtlognetostime
)const icmpEchoRequest 8// Ping 测试目标IP是否可达
func Ping(ip string, timeout int) error {conn, err : net.Dial(ip4:icmp, ip)if err ! nil {log.Printf(Failed to connect to %s: %v\n, ip, err)return err}defer conn.Close()// 构造ICMP请求包id : os.Getpid() 0xffffseq : 1msg : []byte{icmpEchoRequest, 0, 0, 0, // ICMP Type, Code, and Checksum placeholderbyte(id 8), byte(id 0xff), // Identifierbyte(seq 8), byte(seq 0xff), // Sequence number}checksum : calculateChecksum(msg)msg[2] byte(checksum 8)msg[3] byte(checksum 0xff)// 设置写超时conn.SetDeadline(time.Now().Add(time.Duration(timeout) * time.Second))start : time.Now()_, err conn.Write(msg)if err ! nil {log.Printf(Failed to send ICMP request: %v\n, err)return err}// 接收ICMP响应buffer : make([]byte, 1024)_, err conn.Read(buffer)if err ! nil {log.Printf(Failed to receive ICMP response: %v\n, err)return err}elapsed : time.Since(start)fmt.Printf(Ping %s successful! Time%v\n, ip, elapsed)return err
}// calculateChecksum 计算ICMP校验和
func calculateChecksum(data []byte) uint16 {var sum intfor i : 0; i len(data)-1; i 2 {sum int(data[i])8 | int(data[i1])}if len(data)%2 1 {sum int(data[len(data)-1]) 8}for (sum 16) 0 {sum (sum 16) (sum 0xffff)}return uint16(^sum)
}
4.5 命令行解析与功能整合
在 main.go 中将上述模块整合并解析命令行参数
package mainimport (flagfmtnet/urlosstrconvstringsmync
)func main() {// 定义命令行参数var method, data stringvar httpHeaders httpHeaderMapvar timeout intflag.StringVar(method, method, GET, HTTP method to use (default: GET))flag.StringVar(data, data, , Data to send (for TCP or UDP))flag.Var(httpHeaders, header, Custom HTTP header (keyvalue pairs, can use multiple times))flag.IntVar(timeout, timeout, 5, Timeout in seconds (default: 5))// 自定义 Usageflag.Usage func() {fmt.Fprintf(os.Stderr, Usage: %s protocol://target [options]\n\n, os.Args[0])fmt.Fprintf(os.Stderr, options:\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, -method method HTTP method to use (default: GET)\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, -data data Data to send (for TCP or UDP)\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, -header header Custom HTTP header (keyvalue pairs, can use multiple times)\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, -timeout seconds Timeout in seconds (default: 5)\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, Examples:\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, Test TCP connection:\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, %s tcp://192.168.1.1:80 -data \Hello, TCP!\ -timeout 10\n, os.Args[0])fmt.Fprintf(os.Stderr, Test UDP connection:\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, %s udp://192.168.1.1:53 -data \Hello, UDP!\ -timeout 5\n, os.Args[0])fmt.Fprintf(os.Stderr, Test HTTP connection:\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, %s http://example.com -method GET -timeout 5\n, os.Args[0])fmt.Fprintf(os.Stderr, Ping a target:\n)fmt.Fprintf(os.Stderr, %s ping://192.168.1.1 -timeout 3\n, os.Args[0])}// 解析 flag 参数flag.Parse()// 必须至少有一个非 flag 参数args : flag.Args()if len(args) 1 {fmt.Println(Error: Missing protocol and target. Example usage: tcp://192.168.1.1:80)flag.Usage()os.Exit(1)}// 解析第一个参数为协议和目标targetURL : args[0]parsedURL, err : url.Parse(targetURL)if err ! nil || parsedURL.Scheme || parsedURL.Host {fmt.Printf(Error: Invalid protocol or target format: %s\n, targetURL)flag.Usage()os.Exit(1)}protocol : parsedURL.Schemetarget : parsedURL.Host// 根据协议执行对应的功能switch protocol {case tcp:ip, port, err : parseTarget(target)if err ! nil {fmt.Println(Error:, err)os.Exit(1)}if err : mync.FireTCP(ip, port, timeout, data); err ! nil {fmt.Println(TCP Test Error:, err)}case udp:ip, port, err : parseTarget(target)if err ! nil {fmt.Println(Error:, err)os.Exit(1)}if err : mync.FireUDP(ip, port, timeout, data); err ! nil {fmt.Println(UDP Test Error:, err)}case http, https:headerMap : httpHeaders.ToMap()if err : mync.FireHTTP(targetURL, method, headerMap, timeout); err ! nil {fmt.Println(HTTP Test Error:, err)}case ping:if err : mync.Ping(target, timeout); err ! nil {fmt.Println(Ping Test Error:, err)}default:fmt.Printf(Error: Unsupported protocol: %s\n, protocol)flag.Usage()os.Exit(1)}
}// parseTarget 解析 ip:port 格式
func parseTarget(target string) (string, int, error) {parts : strings.Split(target, :)if len(parts) ! 2 {return , 0, fmt.Errorf(invalid target format: %s, expected format ip:port, target)}ip : parts[0]port, err : strconv.Atoi(parts[1])if err ! nil {return , 0, fmt.Errorf(invalid port number: %s, parts[1])}return ip, port, nil
}// httpHeaderMap 用于保存用户指定的多个 -header 参数
type httpHeaderMap []stringfunc (h *httpHeaderMap) String() string {return strings.Join(*h, , )
}func (h *httpHeaderMap) Set(value string) error {*h append(*h, value)return nil
}// ToMap 将 httpHeaderMap 转换为 map
func (h *httpHeaderMap) ToMap() map[string]string {headerMap : make(map[string]string)for _, header : range *h {parts : strings.SplitN(header, , 2)if len(parts) 2 {headerMap[parts[0]] parts[1]}}return headerMap
}
5 测试
#!/bin/bashset -eip192.168.100.10
port3333timeout2# 测试tcp端口
echo Testing tcp port $port...
./gonc tcp://$ip:$port -data Hello -timeout $timeout# 测试udp端口
echo Testing udp port $port...
./gonc udp://$ip:$port -data Hello -timeout $timeout# 测试http服务
echo Testing http service...
./gonc http://example.com -method GET -timeout $timeout# 测试ping
echo Testing ping...
sudo ./gonc ping://$ip -timeout $timeout 由于测试ping时使用了原始套接字,所以需要root权限
