nc 是一个功能强大的网络工具，被誉为“网络工具中的瑞士军刀”，它既能作为客户端，也能作为服务器，可以用于 TCP 和 UDP 协议，UDP 是一种无连接、不可靠的协议，与 TCP 的工作方式有很大不同，因此在 nc 中使用 UDP 也有一些特定的注意事项。

核心概念：UDP vs TCP

在使用 nc 之前，理解 UDP 和 TCP 的区别至关重要：

• TCP (Transmission Control Protocol):

  • 面向连接: 在传输数据前，必须先通过“三次握手”建立一个连接。
  • 可靠传输: 通过序列号、确认应答、重传机制等确保数据无差错、不丢失、不重复，且按序到达。
  • 有边界: 数据以报文段（Segment）为单位传输，nc 能清晰地看到数据的开始和结束。
  • 速度较慢: 因为需要建立连接和维护状态，所以开销较大。

• UDP (User Datagram Protocol):

  • 无连接: 发送数据前不需要建立连接，直接将数据包（Datagram）发送出去。
  • 不可靠传输: 不保证数据包的顺序、不保证不丢失、不保证不重复，它只管“尽力而为”地发送。
  • 无边界: 数据流是连续的，nc 无法自动判断一个数据包的结束和下一个的开始。
  • 速度快: 开销小，传输效率高，适用于对实时性要求高但能容忍少量丢包的场景（如视频、语音、DNS 查询等）。

nc 命令的基本 UDP 语法

要使用 nc 进行 UDP 通信，关键在于使用 -u 选项。

# nc -u [选项] 主机名 端口号

• -u: 指定使用 UDP 协议。这是最重要的选项。

UDP 服务器（监听和接收数据）

UDP 服务器会绑定到一个指定的端口，并等待接收来自任何客户端的数据。

步骤：

1. 启动服务器：在终端 A 中运行以下命令。-l 表示监听（listen），-u 表示 UDP。

   # nc -lu -p 端口号
   # 监听本机的 9999 端口
   nc -lu -p 9999

   • -l: 监听模式。
   • -u: UDP 模式。
   • -p: 指定端口号。

2. 发送数据：在另一个终端 B 中，使用 nc 作为 UDP 客户端向服务器的 IP 和端口发送数据。

   
   （图片来源网络，侵删）

   # nc -u 服务器IP地址 端口号
   # 向本机（127.0.0.1）的 9999 端口发送 "Hello, UDP Server!"
   nc -u 127.0.0.1 9999

   现在在终端 B 中输入任何文本并按回车，这些数据就会被发送到终端 A。

3. 查看接收：回到终端 A，你会看到刚刚发送过来的数据。

   # 终端 A (nc -lu -p 9999)
   Hello, UDP Server!
   This is another message.

重要提示：UDP 服务器在接收到数据后，默认情况下不会自动退出，它会一直运行，等待更多的数据，你可以使用 Ctrl + C 来终止它。

UDP 客户端（发送数据）

在上面的场景二中,我们已经展示了如何作为客户端发送数据，客户端非常简单，就是指定 -u 选项、目标 IP 和端口。

示例：

# 向 192.168.1.100 的 12345 端口发送一条测试消息
echo "This is a test" | nc -u 192.168.1.100 12345

这个命令通过管道 将 echo 命令的输出作为 nc 的输入，然后发送出去。

UDP 端口扫描（探测端口）

虽然 nc 主要用于数据传输，但也可以用来扫描一个 UDP 端口是否开放，UDP 端口扫描比 TCP 扫描要复杂和不可靠，因为 UDP 没有像 TCP 那样的“三次握手”或“RST”包来明确表示端口关闭。

原理：

• 开放端口：如果端口开放，目标主机会返回一个 ICMP "端口不可达" 的错误消息（在某些系统上可能不返回任何消息）。
• 关闭/过滤的端口：如果端口关闭，目标主机会返回一个 ICMP "端口不可达" 消息，如果被防火墙过滤，则没有任何响应。

由于响应不明确,UDP 扫描的结果通常是不可靠的。-z 选项可以用来扫描而不发送任何数据。

示例：

# 扫描 192.168.1.100 的 161-163 端口（SNMP 常用端口）
nc -uzv 192.168.1.100 161-163

• -z: 表示扫描模式，只报告开放的端口，不发送数据或读取数据。
• -u: UDP 模式。
• -v: 详细输出，显示扫描过程。

输出可能如下：

nc: connect to 192.168.1.100 port 161 (udp) failed: Connection refused
nc: connect to 192.168.1.100 port 162 (udp) failed: Connection refused
nc: connect to 192.168.1.100 port 163 (udp) failed: Connection refused

注意：Connection refused 这个消息在某些系统上可能意味着端口是关闭的，但在另一些系统上也可能意味着被防火墙拦截了，不能完全依赖这个结果来判断端口是否开放。

实际应用案例：模拟 DNS 查询

DNS (Domain Name System) 是使用 UDP 协议的经典应用，我们可以用 nc 手动发送一个 DNS 查询请求。

1. 获取 DNS 请求的二进制数据 我们需要一个 DNS 查询的原始数据包，通常可以从网络抓包（如使用 tcpdump 或 Wireshark）获取，或者使用 dig 命令生成并抓包，这里我们假设你已经有了一个 dns_query.bin 文件。

2. 发送查询 使用 nc 将这个二进制文件发送到 DNS 服务器的 53 端口。

   # 假设 DNS 服务器是 8.8.8.8
   # 使用 -w 设置超时时间，因为 UDP 可能没有响应
   nc -u -w 1 8.8.8.8 53 < dns_query.bin

3. 接收响应 DNS 服务器会返回一个 DNS 响应，你可以将响应重定向到一个文件中，然后用 Wireshark 或其他工具分析。

   nc -lu -p 5353 -w 1 > dns_response.bin

   然后在另一个终端运行发送命令：

   nc -u -w 1 8.8.8.8 53 < dns_query.bin

   响应就会被保存到 dns_response.bin 文件中。

nc 处理 UDP 的关键注意事项

1. 无连接性：客户端不需要先“连接”到服务器，你可以在任何时候向任何 IP 和端口发送数据，即使那里没有任何人在监听。
2. 无边界性：这是 nc 处理 UDP 最大的挑战，如果你一次性发送大量数据，nc 在另一端接收时可能会将它们全部读入一行，或者根据缓冲区大小进行分割，它无法知道一个“消息”在哪里结束，对于结构化协议（如 DNS），通常每个数据包是独立的，对于文本消息，可能需要约定分隔符（如换行符 \n）。
3. 不可靠性：发送的数据包可能会丢失、重复或乱序。nc 本身不会处理这些情况，如果你需要可靠性，必须在上层应用中实现确认和重传机制。
4. 防火墙：UDP 端口很容易被防火墙过滤，如果你的 nc 服务器无法接收数据，首先要检查防火墙是否阻止了相应端口的 UDP 流量。
5. 超时：在进行 UDP 通信时，特别是扫描或等待响应时，建议使用 -w 选项设置一个超时时间，否则 nc 可能会无限期地等待下去。

   nc -u -w 5 127.0.0.1 9999
   # 等待 5 秒，如果没有数据连接，则退出

nc 是学习和测试 UDP 协议的绝佳工具，因为它简单直接，但在生产环境中，对于需要可靠性、复杂协议或高性能的场景，通常会使用更专业的库或应用程序。