基于TCP和UDP的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控及協(xié)助的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(20210505153104)

1、基于TCP和UDP的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控及協(xié)助的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要：設(shè)計(jì)一款網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及協(xié)助軟件，分別安裝到教師機(jī)和學(xué)生機(jī)，教師可以通過教師 端隨時(shí)查看學(xué)生的操練情況，學(xué)生也可以通過學(xué)生端舉手提問，教師再通過教師端給他進(jìn)行 遠(yuǎn)程協(xié)助。 關(guān)鍵詞：TCP； LDP；遠(yuǎn)程監(jiān)控；遠(yuǎn)程協(xié)助 0.引言 由于計(jì)算機(jī)課程是一門實(shí)操性很強(qiáng)的課程，為了提高教學(xué)效果，我們的計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)， 大多數(shù)情況下都是在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，教師利用講臺(tái)的教師機(jī)給學(xué)生講授課堂內(nèi)容，學(xué) 生每人操作一臺(tái)汁算機(jī)進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，若教師想掌握學(xué)生的操練情況，必須得走到每個(gè)學(xué)生 的座位旁，才看得到他們的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如果學(xué)生需要教師的指導(dǎo)和幫助，也需要教師

2、上到學(xué) 生跟前，手耙手地教他們操作，這樣的方式會(huì)導(dǎo)致教師的負(fù)擔(dān)過重，教學(xué)效率也極其低下。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及的今天，我們需要借助訃算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的力量來協(xié)助教學(xué)，尤其在一個(gè)計(jì)算機(jī) 實(shí)驗(yàn)室的局域網(wǎng)里，網(wǎng)絡(luò)速度可以滿足大量數(shù)據(jù)的傳輸。所以若能有效地利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資 源，將既能減輕教師的負(fù)擔(dān)，又可以大大地提高教學(xué)效率。本文介紹一種方法，設(shè)計(jì)一款網(wǎng) 絡(luò)監(jiān)控及協(xié)助軟件，該軟件分教師端和學(xué)生端，分別安裝到教師機(jī)和全部學(xué)生機(jī)，教師可以 通過操作該軟件的教師端，隨時(shí)査看學(xué)生的練習(xí)情況，學(xué)生也可以通過該軟件的學(xué)生端舉手 提問，然后教師再通過該軟件的教師端給他進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助。既避免教師在實(shí)驗(yàn)中來來回來數(shù) 次，又解答了學(xué)生的

3、疑問，可謂是一舉兩得。 1. 遠(yuǎn)程監(jiān)控與協(xié)助 遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以分為“監(jiān)”和“控”兩部分，其中“監(jiān)”也就是遠(yuǎn)程監(jiān)視，是指通過網(wǎng) 絡(luò)獲得信息為主，主控端通過網(wǎng)絡(luò)向受控端發(fā)送監(jiān)視命令，受控端響應(yīng)請求，向主控端發(fā)送 自己的桌面截圖。而“控”也就是指遠(yuǎn)程控制，是指通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作的方法， 主控端向受控端發(fā)送控制命令，如鎖左、重啟、關(guān)機(jī)等操作。受控端響應(yīng)命令，自身執(zhí)行鎖 定、重啟、關(guān)機(jī)等操作。總的來說，遠(yuǎn)程監(jiān)控須做到監(jiān)、控結(jié)合。 遠(yuǎn)程協(xié)助，指導(dǎo)人員可以遠(yuǎn)程控制和操作客戶的電腦，就像直接操作本地電腦一樣，對 指導(dǎo)人員來講，非常的直接、直觀，對客戶而言。也可以淸晰地看到指導(dǎo)人員的每一步操作， 指導(dǎo)人

4、員很快就可以找到問題的所在，并加以解決，同時(shí)客戶通過觀看也學(xué)會(huì)了相應(yīng)的操作。 而教師和學(xué)生之間也可以利用這種遠(yuǎn)程協(xié)助實(shí)現(xiàn)教學(xué)問題的交流，教師不用龍到學(xué)生跟前， 學(xué)生就得到教師手把手的輔導(dǎo)和幫助。 2. 遠(yuǎn)程監(jiān)控與協(xié)助的軟件實(shí)現(xiàn) 基于TCP、UDP的自身特點(diǎn)，本文所論述正是利用了它們各自的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 與協(xié)助軟件。在教師端監(jiān)視學(xué)生端時(shí)。需要把學(xué)生端的桌面通過截圖后，再發(fā)送到教師端， 由于發(fā)送的圖片字節(jié)數(shù)據(jù)要求完整，教師端接收到完整的圖片字節(jié)數(shù)據(jù)后才能正確顯示，所 以這里采用TCP的方式進(jìn)行圖片字節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送， (1) 圖片數(shù)據(jù)發(fā)送的程序?qū)崿F(xiàn)過程，學(xué)生端接收到監(jiān)看命令，就對當(dāng)前的桌而內(nèi)容

5、進(jìn)行 截圖，由于圖片數(shù)據(jù)量比較大，為了縮短傳輸時(shí)間，先對圖片進(jìn)行壓縮，然后再通過TCP方 式發(fā)送到教師端的相應(yīng)端口。教師端檢測到端口的數(shù)拯，便從該端口讀取數(shù)據(jù)，把讀到的字 節(jié)數(shù)寫入文件，當(dāng)連續(xù)讀取到的數(shù)據(jù)等于該圖片的字節(jié)數(shù)，表明該圖片已經(jīng)發(fā)送完畢，則在 教師端顯示該圖片：若連續(xù)讀取到的數(shù)據(jù)小于該圖片的字節(jié)數(shù)，表明該圖片還在發(fā)送中，需 要繼續(xù)從端口讀取數(shù)據(jù)；若連接讀取到的數(shù)拯大于該圖片的字節(jié)數(shù)，則表明該圖片已經(jīng)發(fā)送 完畢，并且最后一次從端口中讀取到的數(shù)據(jù)夾雜有下一張圖片的數(shù)據(jù)，需要把這次讀取到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，把前段部分寫入文件，把后段數(shù)據(jù)寫入下一個(gè)文件。在監(jiān)看的過程中，學(xué)生 端每隔5秒,就通過

6、TCP的方式向教師端發(fā)送自己的桌面截圖，這樣就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)看功能。 (2) 圖片壓縮的實(shí)現(xiàn)，客戶端對自己的桌而進(jìn)行截圖，得到的BMP圖片文件比較大，在 1366x768分辨率下，一張BHP圖片文件大小在3M左右，而經(jīng)過壓縮后得到的JPG圖片文件 大小僅為70K左右，減小文件體積的同時(shí)大大提髙了傳輸速度。具體的文件壓縮實(shí)現(xiàn)過程見 圖1。 (3) 在學(xué)生舉手部分，由于傳輸?shù)氖巧倭康臄?shù)處，這里采用UDP方式發(fā)送數(shù)據(jù)：在教師 端向?qū)W生端發(fā)送黑屏命令、關(guān)機(jī)命令時(shí)，由于傳輸?shù)氖巧倭康臄?shù)據(jù)，這里采用UDP方式發(fā)送 數(shù)據(jù)：在教師端對學(xué)生端進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助時(shí)，由于傳送的是大量的鼠標(biāo)位垃及點(diǎn)擊信息，但它 在傳輸完整性

7、方面要求不高，所以為了保證傳輸?shù)乃俣?，讓學(xué)生能看到實(shí)時(shí)的鼠標(biāo)操作，這 里采用UDP進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)。 (4) 遠(yuǎn)程協(xié)助數(shù)據(jù)發(fā)送的實(shí)現(xiàn)過程，學(xué)生端接收到遠(yuǎn)程協(xié)助命令，就對當(dāng)前的桌面內(nèi)容 進(jìn)行截圖，并向教師端發(fā)送。這個(gè)發(fā)送過程同監(jiān)看功能的發(fā)送過程類似。肖教師端接收到學(xué) 生端的桌面截圖數(shù)據(jù)后，就顯示學(xué)生端的桌面截圖。教師端通過操作鼠標(biāo)、鍵盤，并通過UDP 方式向?qū)W生端發(fā)送鼠標(biāo)位置、單擊、雙擊、右鍵單擊、鍵盤按鍵等信息，學(xué)生端接收到這些 信息后，通過Mouse event ( )、Kevbd event ()函數(shù)向Windows系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的鼠標(biāo)消息、 鍵盤消息，這樣學(xué)生端的Windows系統(tǒng)就被教師端操

8、縱起來，學(xué)生端桌面內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)， 再向教師端發(fā)送自己的桌面截圖，這樣一來，在教師端操作學(xué)生端就像操作本地機(jī)器一樣， 遠(yuǎn)程協(xié)助功能就實(shí)現(xiàn)了。 (5) 教師端界而 局域網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與協(xié)助的教師端界而見圖2。在該界而上方，有四個(gè)功能按鈕，分別是 鎖左客戶、停止、監(jiān)看、遠(yuǎn)程協(xié)助。在該界而下方，顯示了當(dāng)前登錄連接到教師端的所有學(xué) 生端，圖中所示僅有一臺(tái)學(xué)生端連接到教師端，該學(xué)生端的IP地址是192. 168. 0. 106,只要 通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊該學(xué)生端對應(yīng)的圖標(biāo)，再點(diǎn)擊上方四個(gè)按鈕中的一個(gè)，就可以對該學(xué)生端進(jìn)行 相應(yīng)的監(jiān)控與協(xié)助操作。 (6) 學(xué)生端界而 局域網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與協(xié)助的學(xué)生端界而，見圖3o在該界而

9、中。顯示了遠(yuǎn)程教師端以及本 地學(xué)生端的IP地址，TCP、UDP端口，這些信息僅供査看，不允許學(xué)生修改或調(diào)整。在該界 而中，只有一個(gè)舉手”按鈕可供學(xué)生操作，當(dāng)學(xué)生需要教師的協(xié)助時(shí)，可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該按 鈕，教師端就會(huì)收到一個(gè)舉手信息，顯示在教師端界而相應(yīng)的學(xué)生端圖標(biāo)中。教師就可以選 中該圖標(biāo)，對該學(xué)生端進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助。 （7）監(jiān)視功能 若教師想觀看某學(xué)生的練習(xí)情況，可在教師端選中某個(gè)學(xué)生端對應(yīng)的圖標(biāo)，然后點(diǎn)擊“監(jiān) 看”按鈕，馬上就可以看到從該學(xué)生端發(fā)過來的桌而截圖，見圖4,監(jiān)看界面會(huì)隨著學(xué)生的 操作步驟變化而變化，這樣教師就可以掌握學(xué)生的練習(xí)狀況，從而給予相應(yīng)的表揚(yáng)鼓勵(lì)或協(xié) 助。點(diǎn)擊停止”按鈕，則結(jié)朿

10、本次監(jiān)看。 （8）鎖立客戶功能 若教師為了不讓學(xué)生操作計(jì)算機(jī)，使全體學(xué)生集中精神聽講，就可以通過鎖定客戶功能， 使全體學(xué)生機(jī)進(jìn)入黑屏鎖定狀態(tài)，屏蔽學(xué)生機(jī)的鍵盤及鼠標(biāo)信息。方法是在教師端選中全部 學(xué)生端的圖標(biāo)，然后點(diǎn)擊“鎖左客戶”按鈕。也可以單獨(dú)鎖左某個(gè)學(xué)生端，例如，為了對正 在進(jìn)行非本課堂內(nèi)容操作的學(xué)生提出警告，就可以選中該學(xué)生端對應(yīng)的圖標(biāo)，點(diǎn)擊鎖左客 戶”按鈕，則該學(xué)生機(jī)就會(huì)進(jìn)入黑屏狀態(tài)，不可操作計(jì)算機(jī)。 （9）遠(yuǎn)程協(xié)助功能 若有學(xué)生舉手求助，教師就可以選中該學(xué)生端對應(yīng)的圖標(biāo)，再點(diǎn)擊“遠(yuǎn)程協(xié)助”按鈕， 此時(shí)馬上會(huì)在教師端看到該學(xué)生的計(jì)算機(jī)桌面，見圖5,并且通過教師機(jī)的鼠標(biāo)和鍵盤，可 以直接操作該學(xué)生機(jī)，例如通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊，打開某個(gè)菜單，啟動(dòng)某個(gè)程序，通過鍵盤輸入文 字等。這樣一來，教師就可以通過遠(yuǎn)程的方式解答了學(xué)生的疑問或困難。 3. 結(jié)語 總的來講，TCP與UDP有各自特點(diǎn)，本文所述剛好利用了它們各自的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一款 局域網(wǎng)監(jiān)控與協(xié)助軟件，既合理地利用了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)的軟硬資源，又使得整個(gè)監(jiān)控與協(xié)助 軟件簡單易用。實(shí)時(shí)高效，提髙響應(yīng)速度的同時(shí)又確保了數(shù)據(jù)的