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基于WEB中转的计算机移动管理系统研究设计

添加时间:2020/07/13 来源:北京邮电大学 作者:甘伟冲
 本文研究的计算机移动管理系统由PC端、WEB端以及移动端组成,PC端与移动端的数据通过WEB端中转,并采取HTTPS协议进行通信。
以下为本篇论文正文:

摘要

  随着4G高速网络通信技术的日益普及完善,以及智能手机硬件的不断升级换代,移动互联网得以迅速发展。当前,智能手机和电脑成为了人们日常生活中必不可少的两种通信工具,它们间的数据交换变得日益频繁。获得方便快捷、灵活安全的连接方式成为人们关注热点,本文研究的问题就是解决智能手机安全方便地管理远程电脑,设计并实现一个基于WEB中转的计算机移动管理系统。

  本文研究的计算机移动管理系统由PC端、WEB端以及移动端组成,PC端与移动端的数据通过WEB端中转,并采取HTTPS协议进行通信。系统的移动端对PC端远程管理包括计算机基础信息管理、文件管理、进程管理、注册表管理、系统服务管理、安装软件管理、远程命令终端管理、系统回调管理、屏幕管理、摄像头管理以及话简管理等;其中,PC端上的文件管理、进程管理、注册表管理以及鼠标键盘模拟均分别实现了用户层(ring3) 和内核层(ring0) 两种版本。系统采用C/C++开发PC端上的功能,采用PHP开发WEB API接口,采用HTMLS+CSS3+JS开发移动APP.同时,改进固定分块隔行扫描算法井设计了动态分块定点扫描算法来获取差异屏幕图像,改进固定单-.异或混淆算法并设计了动态随机异或混淆算法去除数据特征。

  本文首先介绍了计算机移动管理系统的背景、研究现状以及目的意义等;然后开始对系统进行概述和需求分析,并对系统的功能以及框架进行设计,之后分别实现PC端、WEB端以及移动端上的功能;最后对系统功能进行测试并总结,系统顺利通过测试,实现预期目标。

  关键字:移动管理,远程控制,WEB中转,HTTPS,内核层

计算机移动管理系统

ABSTRACT

  With the increasing popularity of 4G high-speed network  communication technology and the continuous upgrading of smart phone  hardware, the mobile Internet has developed rapidly. At present, smart  phones and computers have become two essential communication tools in  people's daily lives, and data exchange between them has become  increasingly frequent. Access to convenient, flexible and secure  connection has become a hot topic. The problem studied in this paper is  to solve the problem of safe and convenient management of remote  computers by smart phones, and to design and implement a computer  mobility management system based on WEB transit.

  The computer mobility management system studied in this paper consists of PC, WEB and mobile. The data of PC and mobile is relayed  through WEB, and HTTPS protocol is used for communication. The  mobile terminal to the PC remote management includes computer basic  information  management, file management, process management,  registry management, system service management, installation software management, remote command terminal management, system callback  management, screen management, camera management, and microphone  management. Ete; File management, process management, registry  management, and mouse and keyboard emulation on the PC side  implement the user layer (ring3) and kernel layer (ring0) versions  respectively. The system uses C/C++ to develop functions on the PC side,  develops WEB API itrfice using PHP, and develops mobile APP using  HTML5+CSS3+JS. At the same time, the fixed block interlaced scanning  algorithm is improved and design the dynamic block fixed point scanning  algorithm to obtain the difference screen image. The fixed single XOR  algorithm is improved and design the dynamic random XOR algorithm to  remowe the data features.

  This paper first introduces the background, research status and  purpose significance of the computer mobility management system; then  begins to summarize the system and analyze the requirements, and design  the system's functions and framework, then implement the PC, WEB and  mobile respectively. The function of the system is finally tested and  summarized, and the system successfully passes the test to achieve the  desired goal.

  KEY WORD: mobile management remote control WEB transit  HTTPS kemel layer
 

目录

  第一章绪论

  1.1背景

  21世纪是一个信息化时代,在信息化发展迅猛的今天,基于计算机和电脑技术逐渐成为企业信息化建设的主要基石。信息化管理的简单性、高效性以及便捷性的特点,使其慢慢融进社会的各行各业当中,人们的生活和工作也因此变得更加得心应手,企业信息化管理技术已经逐渐成为一种趋势。

  信息网络逐渐普及的今天,计算机进入到千家万户,移动互联网更是在短短的时间里,快速普及的智能手机已经成为人们生活中不可或缺的一部分".艾瑞咨询在2012年3月发布的"2011-2012中国智能手机市场研究报告短版"中提到,2011 年,全球智能手机销量约为4.91亿部,而计算机设备约有3.53亿台。

  因此,越来越多的基于智能手机的软件逐渐涌入企业和人们的生活当中心。图1-1显示了2006- 2011年全球智能手机和PC出货量的比较。

  移动互联网的迅猛发展,智能手机和互联网之间的联系愈来愈紧密叫,使得应用软件、网络以及智能终端成为发展移动互联网的三个基本因素。而且,这三个因素相互影响,相互促进和促进,智能设备正逐渐成为移动互联网发展的重要引擎4.

  企业的信息管理主要是基于PC机的管理,从产品的设计,到数据的运算存储都是依靠计算机完成。虽然,计算机能够帮助帮助员工便捷地管理数据,但是却有一个致命的缺点便是不易携带。于是,为了方便人们能够远程管理计算机,便诞生了计算机桌面远程管理技术。

  桌面远程管理技术已经面世不少时间了5,属于控制领域的范畴,主要采集和控制远程计算机的屏幕图像、话筒音频、摄像头视频以及一些指令 参数等。主控端电脑将采集到的信息,经过网络通信传输到远程计算机上,同时将远程计算机的屏幕画面回传回来,即在主控端计算机上的操作,实际上实在远程计算机上实现的。

  传统的桌面远程管理技术都是基于PC计算机对PC计算机的远程控制,具有不易携带、不够便捷等局限性,不能支持随时随地使用。虽然,手提电脑的出现可以使这一-情况得以环节, 但是在便捷性方面上,仍具有很大的局限性。相比之下,智能手机的设备硬件配置并不逊色与普通计算机硬件配置。而且,随着移动互联网的快速发展,3G 通信的普及,4G通信网络的日渐完善,以及5G网络通信的兴起,网络通信不再是技术瓶颈,基于智能手机移动端下的桌面远程管理需求已经迫不及待了,非常具有应用价值以及现实意义圈。

  1.2目的与意义

  由于移动信息互联网的快速发展,以及移动智能手机随时、便捷、随身、功能高扩展等特点,同时智能手机的硬件技术和网络通信技术已经不再是技术瓶颈,所以给计算机移动管理技术的实现带来了可能,对于基于WEB中转的计算机移动管理系统的研究具有极其重要的意义。

  首先,移动管理系统可以通过智能手机远程监控远程计算机数据,设计了动态分块定点扫描算法,提升了计算机屏幕画面的传输效率。对于企业或者单位的网络管理人员来说这是个福音,即使出门在外,也能实时高效地管理远程的服务器I7.

  其次,由于移动管理系统压缩和加密通信数据并通过HTTPS协议传输,同时,设计了动态随机异或混淆算法去除数据包的数据特征,所以传输的数据安全强度很高,方便企业或者单位的工作人员远程操控一些机密 数据。

  再次,移动管理系统在-定程度上极大方便人们的日常生活,系统支持远程计算机的屏幕画面、摄像头以及话简等的监控,远程计算机可用作音频和视频监视器,以便于实时远程控制环境。能够充分利用计算机的特性,服务于人们的日常生活。

  此外,基于WEB的计算机移动管理系统采用三端模式进行开发,设计PC端、WEB端以及移动端,使得移动端连接管理PC端变得更加简洁。以屏幕画面、摄像头以及话简等的监控为主,开发实现一个便捷、全面、适用于移动互联网时代的计算机移动管理系统,这是非常有必要且很具有实用意义的。

  1.3国内外研究现状

  随着移动互联网的兴起与发展,开发并实现-一个计算机移动管理系统将会成为一个趋势,而移动管理技术是硬件技术、监控技术以及网络技术等相关技术相结合的一门复合技术9.计算机远程管理系统经历3个阶段: -是单机监控,采用单一的监控设备监控计算机:二是集中监控,由多个计算机进行组网监控:三,是移动监控,通过智能手机等设备进行远程监控。

  通过智能手机远程控制计算机PC端,实现计算机移动管理系统,国外也有一些优秀的软件产 晶,例如控制软件TeamViewer, 由德国的GmbH公司于2005年开发面世,该公司致力于研发和销售高端的在线协作和通信解决方案01.

  TeamViewer是-一个能够运行在任何NAT代理和防火墙后台的远程控制软件,支持快速稳定的桌面共享功能以及传输文件功能。用户只需要分别在两台计算机上运行TeamViewer软件,这将在用户启动程序时自动生成合作伙伴ID和连接密码。只需输入合作伙伴ID和密码即可与合作伙伴计算机建立连接以进行远程监控".

  向日葵遥控软件由中国着名的互联网服务提供商Oray独立开发,支持桌面控制、打开摄像头、文件传输、消息群发、SSH等功能,控制设计较为新潮,界面干净整洁,功能划分较为清晰使用。采用账号登录连接方式,安装简单。只需要在两台设备。上安装向日葵主控端和被控端,注册账号并绑定,便可以通过主控端管理控制被控端设备12].

  如今,计算机与计算机之间的远程控制管理技术已经发展地相当成熟,例如Windows. Mac os等操作系统中已经包含了远程管理模块组件,支持计算机实现远程桌面等功能叫。一些聊天软件,例如腾讯QQ也能在计算机上实现远程控制、屏幕共享、摄像头视频聊天等功能,微信还可以在智能手机上实现远程视频和语音聊天。

  虽然同种通信设备终端的远程管理技术已经发展很完善了。例如计算机与计算机之间的远程管理,甚至手机与手机之间的远程管理。但是,在不同通信设备终端之间的远程管理技术却仍在起步当中,例如手机管理计算机,计算机管理手机。虽然有很多基于计算机PC和智能手机移动终端的远程管理通信软件,也能支持远程桌面、跨平台等功能,但是或多或少存在缺陷14.

  为了解决相关问题,本文提出一种基于WEB中转的计算机移动管理系统,实现智能手机移动终端与计算机PC终端的远程管理,这是-种不同通信终端的远程管理技术。系统基于三端框架,通过WEB服务器中转数据,实现控制端与被控端的随时、随地远程管理。

  1.4主要内容

  本文将着力研究基于WEB中转的计算机移动管理系统的设计与实现,采用移动端作为控制端,PC 端作为被控端,数据指令通过WEB中转端中转,实现数据交互。因此,系统的设计与实现工作涉及三端:

  PC端:作为系统的受控端,整个系统的功能操作主要在此完成。主要实现的功能有获取计算机基础信息、聊天信使、文件管理、进程管理、注册表管理、服务管理、远程终端命令、卸载管理、按键记录、系统回调、屏幕控制、摄像头控制、话简控制等。所有的功能采用C/C++进行开发,将多线程技术和消息队列。

  相结合,实现异步消息处理框架。

  中转端:作为系统的WEB中转端,主要的功能包括文件遍历、文件删除、文件上传、文件下载。所有的功能均采用PHP进行开发,通过WEB API接口提供服务,供移动端和PC端系统调用。

  移动端:作为系统的控制端,它负贵整个系统的控制和数据显示。采用HTML5移动开发技术,开发- -个支持Android 以及I0S系统的移动APP.技术。

  难点主要在于合理的界面布局设计、数据压缩与解压缩、数据解密与解密。

  1.5论文结构

  本文主要共分为六个章节进行阐述和介绍,各个章节的主要内容说明如下:

  第一章:绪论部分,对本文研究的基于WEB的计算机移动管理系统的背景和目的意义进行说明,并对国内外研究现状进行综述,最后介绍本文的主要研究内容和论文结构。

  第二章:系统相关技术介绍部分,系统设计和实现所涉及到的相关技术和算法的介绍。

  第三章:总体设计部分,先对系统框架进行介绍设计,包括数据传输框架、数据包格式以及数据处理框架;然后分别对PC端、中转端以及移动端上系统功能进行设计,划分功能模块;最后介绍获取差异屏幕图像的动态分块定点扫描算法以及去除数据特征的动态随机异或混淆算法。

  第四章:系统实现部分,主要对PC端、中转端以及移动端上的关键功能进行详细介绍; PC端关键功能包括远程命令终端、屏幕画面获取、摄像头画面获取、话简声音获取、大文件上传下载、鼠标键盘模拟驱动、IRP 文件管理、进程强删驱动等;中转端关键功能包括遍历文件、上传文件、下载文件、删除文件等;移动端关键功能包括前端界面设计、数据压缩与解压缩、数据加密与解密、画面显示等。

  第五章:系统测试部分,主要对系统进行测试,测试系统的功能能否正常运行,实现设计的功能。同时也对动态分块定点扫描算法和动态随机异或混淆算法进行测试并对结果进行分析。

  第六章:结论展望部分,对系统的设计和开发工作进行全面总结,总结优点和缺点,并在当前系统的开发基础上,提出系统今后的设计和开发方向。





  第二章相关技术介绍
  2.1 HTML5移动开发
  2.2 Windows内核编程
  2.3桌面远程管理技
  2.4屏幕传输算
  2.5本章小结

  第三章系统及核心算法设计
  3.1框架设计
  3.1.1数据传输框架
  31.2数据包格式
  3.1.3数据处理框架
  3.2功能模块设计
  3.2.1 PC端功能

  3.2.2中转端功能
  3.2.3移动端功能
  3.3核心算法设计
  3.3.1动态分块定点扫描算法
  3.3.2动态随机异或混滿算
  3.4本章小结

  第四章系统实现
  4.1 PC端实现
  4.1.1远程命令终端
  4.1.2屏幕画面获取
  4.1.3摄像头画面
  4.1.5大文件的上传下载
  4.1.6鼠标键盘模拟驱动
  4.1.7 [RP文件管理驱动
  4.1.8进程强删驱动

  4.2中转端实
  4.2.1遍历文件
  4.2.2上传文件
  4.2.3下载文件
  4.2.4删除文件
  4.3移动端实现
  4.3.2压缩与及解压缩
  4.3.3加密与解密
  4.3.4画面显示
  4.4本章小结

  第五意系統测试与分析
  3.1测试环境
  5.2功能测试
  5.2.2屏幕控制测试
  5.2.3摄像头控制测试
  5.2.4话筒控制测试
  5.2.5鼠标健盘模拟测

  5.2.6文件管理测试
  5.2.7进程管理测试
  5.3动态分块定点扫描算法测试与结果分析
  5.4动态随机异或混滑算法测与结
  5.5本章小结

第六章总结与展望

  本章节将对全文进行总结,总结系统主要的工作内容,并对给出系统下一步优化和改进的方向。

  6.1全文总结

  本文开篇先介绍了论文的课题背景以及目的意义,在分析国内外研究现状的基础上,介绍本文的主要内容。然后对系统进行进行概述,并进行需求分析,包括功能分析和非功能分析。根据需求分析的内容,对系统进行功能模块化设计和框架设计:其中,功能模块化设计分别针对PC端、WEB端和移动端上各个功能模块的设计:框架设计主要有数据传输框架、数据包格式以及数据处理框架。

  接着在设计的基础之上对每个功能进行具体实现,井给出关键技术的具体实现原理以及关键源码。最后对系统各个功能模块进行测试,认为本系统符合功能需求并能实现设计目标。

  经过一年时间,已经完成了基于WEB中转的计算机移动管理系统的设计与实现工作,开发出一款能够应用于实际生活中的系统软件。在设计和开发系统的过程中,主要做了以下几个方面的内容:

  研究了Windows用户编程和内核编程技术、WEB开发技术以及HTMLS移动开发技术,井基于这些技术设计并实现了计算机移动管理系统。

  设计并提出了动态分块定点扫描算法和动态随机异或混淆算法,使得系统获取屏幕差异图像占用更少CPU资源和网络资源,有效去除数据包的数据特征。

  对系统的功能进行黑盒测试,测试结果均满足功能要求:同时对动态分块定点扫描算法和动态随机异或混淆算法进行测试验证。

  6.2展望

  随着移动互联网、4G网络的完善以及5G网络的兴起与发展,计算机移动管理系统将会从传统的单- - 、固定管理模式,衍生出移动管理模式,随时随地进行全方面管理。

  本文设计的移动管理系统支持多种拓展功能,且应用的数据打包、传输以及数据包格式协议都是与平台无关的,所以理论上控制端可以应用在多种终端系统之上。虽然系统实现的功能较多,覆盖面较广,但是在传输效率还是存在很多改进的空间和方法。例如,采用P2P通信架构替代现在的WEB中转架构:对于一些对数据可靠性要求不高的通信方式,可采用UDP传输;对于屏幕面面的获取,可以采用Miror Driver镜像驱动获取屏幕变化画面数据等等。此外,系统在安全性方面还有待改进。在复杂的网络环境中,本文采用的登录和验证方法,没有考虑暴力破解等安全因素,后续可以增加登录错误次数的限制以规避暴力登录问题。

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致谢

  历时将近半年的时间终于把这篇论文写完了,在这段充满奋斗的历程中,带给我的学生生涯无限的激情和收获。在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。

  在此论文即将付梓之际,我思绪万千,心情久久不能平静。我的导师,崔宝江老师,从我上研究生以来就以他严肃的科学态度。一丝不苟的学术精神,求同存异的工作作风激励着我,崔老师,他不仅仅只是在学业上给我以悉心指导,更在思想、生活上给予了我关心和帮助,在此,我谨向崔老师致以十二分诚挚的谢意。

  金无足赤,人无充人。由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和同学批评和指正!

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