基于JAVA远程监控系统的设计
关键词：互联网，监控，TCP/IP协议，Java
摘 要
近年来，网络技术的不断发展，为远程监控技术的发展创造了条件。远程监控系统软件越来越受到人们的重视，其实用性也毋庸质疑。基于JAVA远程监控系统软件突破了空间的限制，使用者不用亲临，在自己的电脑面前就能轻松的实现对被监控端机器的监控。本系统采用Java网络编程和Java图形编程实现。
首先，本文开始介绍了网络监控系统的研究意义，目的和内容。通过这些介绍可以初步了解网络监控系统到底在做写什么事情，对我们有哪些帮助。对于现在同类研究的系统也给与了介绍，从而阐述出本论文的特点。
其次，对系统中需要解决的关键技术问题，如：Windows Socket编程技术和多线程编程技术。对TCP/IP体系结构和C/S体系结构进行了阐述。对系统功能实现进行了分析，并附上了相关数据结构和关键代码。对系统功能进行了性能测试与分析。
最后，笔者在开发过程中将网络技术与远程监控理论基础相结合，实现了以下功能：能连续获得被监控端机器屏幕变化；实现被监控端硬盘文件的上传、下载；实现对鼠标、键盘的模拟；实现在远程机器上执行任意DOS命令；远程关机、远程重启计算机，方便了用户监视和操作被监控端机器。
第1章 绪 论
1.1概述
远程监控是在网络上由一台电脑(主控端Remote)远距离去监控另一台电脑(被监控端Host)的技术，这里的远程不是字面意思的远距离，一般指通过网络监控远端电脑，不过，大多数时候我们所说的远程监控往往指在局域网中的远程监控而言。
1.1.1基本概念
远程监控指的是通过计算机网络，对分布在网络上的计算机实现监视和控制。这种监控是通过对基于网络通讯的标准通讯协议和对目标主机的准确控制来实现的。网络监控采用多元的信息传输、监控、管理和一体化的集成，实现了消息、资源和任务的共享，并能够跟其他的计算机网络系统互联，向用户提供了一个更高效、更全面、更安全、更快捷的服务方式。
随着计算机网络的迅猛发展，全球信息化已经成为人类未来发展的大趋势，远程监控也必将对人们提高工作效率、实现信息和资源共享、打破空间限制和实现技术革新等各个方面起到积极的作用，而且，也将对信息安全等网络安全领域，防止网络犯罪等领域的技术发展提供有益的技术支持。所以，对于远程监控技术的研究分析具有深远的意义。
1.1.2基本原理
远程监控软件一般分两个部分：一部分是客户端程序Client，另一部分是服务器端程序Server，由于本毕业设计的通信模块有别于传统的远程监控软件，在使用前需要将客户端程序安装到被监控端电脑上，将服务器端程序安装到主控端电脑上。
它的控制的过程是先在被监控端电脑上执行客户端程序，像一个普通的客户一样向主控端电脑中的服务器端程序发出信号，建立一个特殊的远程服务，然后通过这个远程服务，接收主控端发送过来的远程控制命令，并对命令进行处理，最后将命令处理结果返回给主控端，我们称这种远程控制方式为基于远程服务的远程控制。通过远程监控软件，我们可以进行很多方面的远程控制，包括获取目标电脑屏幕图像、窗口及进程列表;记录并提取远端键盘事件(击键序列，即监视远端键盘输入的内容);可以打开、关闭目标电脑的任意目录并实现资源共享;提取拨号网络及普通程序的密码;激活、中止远端程序进程;管理远端电脑的文件和文件夹;关闭或者重新启动远端电脑中的操作系统;修改Windows注册表;通过远端电脑上、下载文件和捕获音频、视频信号等。
前面我们所说的是一台电脑对一台电脑的情况，其实，基于java的远程控制最适合的模式是一对多，即利用远程监控软件，我们可以使用一台电脑监控多台电脑，这就使得我们不必为办公室的每一台电脑都安装一个调制解调器，而只需要利用办公室局域网的优势就可以轻松实现远程多点控制了。
在进行一台电脑对多台远端电脑进行控制时，我们发现，远程监控软件似乎更像一个局域网的网络管理员，而提供远程控制的远程终端服务就像极了办公室局域网的延伸。这种一对多的连接方式在节省了调制解调器的同时，还使得网络的接入更加安全可靠，网络管理员也更易于管理局域网上的每一台电脑。
本文所论述的远程监控系统就是依照这种方式进行的。
第三章 需求分析
3.1设计目的和原则
随着计算机及网络的应用普及，千千万万的人们在娱乐、通讯、学习、工作等各方面都实现了前所未有的信息化，极大地提高了生活质量与工作效率。然而在这种种便利背后，你关注的人在做什么呢？比如：公司员工。因此，远程监控发挥作用了。这里以公司领导为例，远程监控系统软件方便了公司领导人管理公司员工。在一个企业中，作为公司领导人，一定很担心自己的员工利用上班时间做工作以外的其他事情，也很担心他们泄露公司机密，等等。有了远程监控，这样的担心就很容易解决，你不用亲临监督每个员工，在自己电脑面前就能对他们的一举一动了如指掌。通过远程监控系统的设计，使主控端能够在以下几方面对被控端实施控制。实现查看被控端屏幕，及时了解被控端的操作，通过DOS命令对被控端进行控制。可以在主控端和被控端实现文件的上传、下载，传递消息。能实现对被监控端鼠标和键盘的模拟。当发现被控端操作不当时，通过强行关机或重启命令来使被控端恢复到原来的状态。
远程监控软件一般分两个部分:一部分是客户端程序Client，另一部分是服务器端程序Server，多数远程监控软件把被监控端作为服务器，主控端作为客户端。考虑到在监控过程中，如果把主控端作为客户端向被监控端发送TCP连接请求，容易被防火墙或者杀毒软件阻止，监控过程就不能够成功进行。因此，本毕业设计将被监控端设计为客户端，向主控端发连接请求，建立连接后，主控端向被监控端发送远程控制命令，控制被监控端电脑中的各种应用程序运行，被监控端对主控端发送来的命令进行处理，并将命令处理结果返回给主控端。
设计过程中应该遵循界面友好、操作简单、实用性强、代码尽可能精简等原则。
3.2 主要功能需求
l 连续获得被控端机器屏幕变化。
要获得屏幕的动态变化画面，就要设置好两个画面帧之间的时间间隔，同时还有画布大小，被监控端屏幕分辨率等基本信息，这样才能精确定位。主控端开启任意TCP端口，向被监控端的UDP端口发送“要求被监控端连接”的UDP命令，如果命令超时，命令执行失败，否则，如果被监视端来连接，生成Soket对象，从Soket中读取被监视端发送过来的图形对象，并将图象显示在画布上，每隔一定时间（若干秒），重新读取图象，更新画布显示，从而实现连续获得对方屏幕变化。
l 实现被控端硬盘文件的上传、下载。
主控端开启任意TCP端口，向被监控端发送文件上传命令，命令格式为：fileup:TCP Port。如果命令超时，文件上传失败，否则，主控端读取文件数据并发送，发送过程中如果I/O错误，文件上传失败，否则，进行文件是否读取完判断，如果读取完，则上传成功，否则，继续读取文件数据。文件下载的原理也类似。
l 实现对鼠标、键盘的模拟。
主控端应能很好的操作对方机器，就像坐在对方机器前一样，浏览对方文件，运行各种应用程序，上网等。
l 实现在被控端机器上执行任意DOS命令。
被监控端UDP端口启动成功后，就开始对该UDP端口进行监听，如果监听到有命令，就读取它，并判断命令是否有效，命令以ordername:port为格式，如果无效，返回继续读取命令，否则，调用相应的命令处理模块对命令进行处理，命令处理完后将处理结果返回给主控端。
l 远程关机、远程重启计算机。
有些情况下，为了方便，需对远程计算机进行关机和重启操作，本质上也是通过DOS命令来实现的。
3.3所需的关键技术及系统配置
系统使用的关键技术就是Java网络编程和Java图形编程。用Java网络编程实现主控端和被监控端的通讯（命令收发、数据传送），用Java图形编程完成主控端控制界面的编写。具体应用如下：
第4章 系统体系结构
4.1设计目的和原则
远程监控系统设计的目的是通过对局域网内各计算机的监控，最终管理局域网内所有的计算机。因此，对于网络的管理者来说，必须对网络内各计算机的工作状况一目了然。对于本系统设计的目的是根据远程监控的基本要求设计一个简单的远程监控系统，它能够实现远程监控系统中对文件、系统的管理，对屏幕、进程、系统信息的查看。可以说是一个小小的远程监控系统模型，更多功能的实现还有待进一步研究与实践。在设计过程中主要遵循以下原则：
(1)采用Java Socket编程
采用这种编程方式使我们能够更轻松地创建一个应用程序。
(2)确保系统的安全
监控端可以对网络中所有的安装了客户端程序的计算机进行监控，要确保监控端有监控的权利。
(3) 确保各模块功能正常运行
能连续获取被控端的屏幕变化，对被控端执行任意DOS命令，能实现键盘和鼠标的模拟，能进行文件的上传和下载等。
(4)程序运行界面简单明了
一个简单的界面对于使用者来说是很重要的，对提高系统的使用效率以及缩短和使用者之间的距离有不少的作用。
4.2 TCP/IP体系结构
TCP/IP起源于20世纪60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，现在已经发展成为计算机之间最常应用的组网形式。它是一个真正的开放系统，因为其协议组件的定义及多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以得到。需要说明的是，TCP/IP协议不是单个协议，而是一组协议，它们用分层的方式开发，以协作方式完成在具体物理介质上的通信功能。TCP/IP协议体系在和开放系统互联（Open System Interconnection，OSI）的竞争中取得了决定性的胜利，得到了广泛的认可，成为事实上的网络协议体系标准。[10]
