公用機房管理系統學生端的設計與實現

摘要:利用計算機技術、網絡技術和數據庫技術，開發公用機房管理系統，實現自動化和規范化管理，提高機房管理的效率。重點分析與設計了學生端軟件，并實現了學生端的安全和遠程控制命令的執行。

關鍵詞:機房管理;公用機房;安全

中圖分類號:TP308文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)35-10118-02

The Design and Realization of Students End of the Public Computer Lab Management System

LAI Song-zhao

(Computer Centre， Mingxi Vocational and Technical College， Longyan 364021， China)

Abstract: The use of computer technology， network technology and database technology to develop the public computer lab management system to automate and standardized management， improve management efficiency. Focus on analysis and design of the students-end software， and to achieve the students-end security and remote control command execution.

Key words: computer lab management system; public computer lab; security

公用機房的管理是一項繁瑣的工作。利用計算機技術、網絡技術和數據庫技術，開發公用機房管理系統，實現自動化和規范化管理。通過從管理端向學生端發送遠程控制命令，自動控制大量學生機，提高機房管理的效率，是機房管理系統設計的關鍵。該系統還采用底層登錄和進程隱藏技術保證學生端軟件的安全，提高機房管理的安全性，具有重要的現實意義。

1 機房管理系統的功能與結構

公共機房管理系統要實現機房的安全、可靠、高效和操作簡便的管理要求，基本功能包括:支持正常上課與課余開放的管理;對用機記錄進行登記、存儲和查詢;實現遠程鎖定、解鎖、重啟、關機等學生端的控制操作。

系統的軟件結構包括:中心數據庫、管理端軟件與學生端軟件。所有數據都存儲在服務器的中心數據庫中。為了便于對分布在多個區域的機房進行管理，每個區域設置一臺管理機，運行管理端軟件。而學生端作為客戶機程序運行在各機房的學生機上。

2 學生端的分析與設計

學生端運行在機房的學生機上，通過與管理機通信實現登錄、修改密碼、響應消息(執行控制命令)等功能。

用戶通過學生端成功登錄后，方可正常使用計算機。機房管理機通過向學生端發送遠程控制信息，學生端接收信息后執行鎖定、解鎖、喚醒、關機、重啟等操作，解決目前公共機房遠程控制、自動計費、科學管理等問題，大大提高機房的管理效率。

為了保證學生正常登錄，要防止學生繞過登錄程序、強行卸載客戶端、故意殺死客戶端進程。在分析Windows 9x和Windows 2000/xp/2003操作系統的啟動機理和程序的運行原理的基礎上，該系統采用了封死Windows桌面、禁止進入安全模式和進程隱藏等技術，保護學生客戶端的安全。在windows 2000/xp/2003操作系統下，通過使用如下技術加強客戶端的安全:

1) 學生端登錄程序采用底層登錄的模式，以確保操作系統在開始運行時就被接管與控制，在操作系統啟動完成之前運行客戶端登錄程序，強制學生必須首先登錄管理系統后才能正常用機，學生幾乎沒有繞過登錄系統而逃費的可能性。

2) 學生端采用進程隱藏和雙進程循環監控技術，防止進程被惡意刪除。

3) 學生端定時向管理端發送“仍在使用”消息。若能正常返回的確認消息，則可繼續使用，否則可能已經斷網，經延時后重發三次，如果仍無法得到確認消息，則要求用戶重新登錄，可避免學生通過斷網方式逃費。

3 學生端的實現

學生端主要包含通信模塊、登錄模塊、消息處理模塊。通信模塊實現與管理端之間的Socket[1]通信，通信內容包括發送到管理端的信息，管理端處理后反饋的信息和遠程控制客戶端的命令。登錄模塊實現用戶登錄注冊功能，將用戶輸入的賬號和密碼發送到管理端，管理端驗證用戶信息的有效性，返回相應的信息，學生端根據接受的信息進行相應的處理，如果是合法用戶，管理端還會添加用戶信息到“正用機用戶表”中。消息處理模塊處理從管理端接收到的信息。對于登錄返回的驗證信息，如果已通過驗證，則系統繼續啟動顯示Windows桌面，否則要求重新登錄。對于字符消息，彈出對話框顯示消息的內容。對于遠程控制命令，分析其中包含的命令內容，調用相應的Windows API函數實現控制功能。學生客戶端的開發使用VS C++ 6.0平臺。

3.1 學生端的安全

學生端運行在學生機上，實現學生的登錄、計費、遠程控制的功能。公用機房面向所有學生開放，遇到的安全威脅主要有:繞過登錄界面、進入Windows安全模式強行卸載客戶端、使用任務管理器殺死學生端進程。為了保護學生端的安全，該系統采用以下方法:

1)采用強制學生使用正常登錄界面登錄的辦法來解決繞過登錄界面的安全威脅。具體方法是[2]:啟動登錄程序后學生正常登錄之前，封死Windows的桌面，學生正常登錄后再將桌面激活。這樣學生在正常登錄通過驗證之前，無法使用計算機。封死Windows桌面的程序段如下:

HWNDhwndProgman=::FindWindow(”Progman”，NULL);//查找桌面窗口的句柄

::PostMessage(hwndProgman，WM_QUIT，0，0);//發送結束桌面運行消息

正常登錄并得到服務器反饋的通過驗證消息后，激活桌面，程序段如下:

SHELLEXECUTEINFO sei;//創建執行信息結構

::ZeroMemory(sei，sizeof(sei));//分配存儲空間

sei.cbSize=sizeof(sei);//為信息結構賦值

sei.lpFile=”explorer.exe”;

sei.nShow=SW_SHOW;

::ShellExecuteEx(sei);//執行信息結構，激活桌面

2)當Windows啟動時按F8鍵，學生可以通過選擇進入安全模式，這樣學生就可能會將客戶端程序強行卸載。分析Windows 2000/XP/2003等NT系列操作系統的啟動過程得知NTLDR程序根據用戶的選擇決定對后續程序的加載。NT系統進入安全模式的啟動參數是/SAFEBOOT，而正常模式啟動參數為/FASTDETECT。為了實現用戶選擇安全模式的情況下仍然按正常模式啟動，可以使用編輯器(例如UL16)將C盤根目錄下隱藏的系統文件NTLDR打開，查找SAFEBOOT字符串并替換成FASTDETECT。這樣，當用戶按F8鍵試圖進入安全模式時，會被強行改為進入正常啟動模式，從而無法卸載被隱藏了的客戶端程序。

3)為了防止學生使用任務管理器殺死進程，通過調用Windows API函數隱藏進程，使得學生無法找到客戶端進程。具體實現如下:

//win98中 在任務列表中隱藏

typedef DWORD (WINAPI *TRegisterServiceProcess)(DWORD dwProcessId， DWORD dwType);

TRegisterServiceProcess pRegService;

pRegService = (TRegisterServiceProcess)GetProcAddress(GetModuleHandle(\"KERNEL32\")，

\"RegisterServiceProcess\");

if (pRegService)

pRegService(GetCurrentProcessId()，1);

char fileName[100];

::GetModuleFileName(AfxGetInstanceHandle()，fileName，100);

m_Directory=fileName;

m_Directory=m_Directory.Left(m_Directory.ReverseFind('\\\\'));

m_Directory+=\"\\\\comproom.exe\";

3.2 遠程控制命令的執行

管理人員通過發送遠程控制命令來自動控制大量學生機的鎖定/解鎖、喚醒、重啟、關機[3] ，從而實現高效率的管理。鎖定功能，通過發送命令使學生機再次封死桌面，彈出登錄對話框，強制學生登錄。解鎖功能，通過發送已通過驗證信息給客戶端，客戶端收到該信息后，激活桌面，可使用計算機。鎖定與解鎖功能在上述函數中已有說明，不再贅述。

對于Win9x操作系統，根據服務器發來的遠程控制命令生成參數，只要簡單地調用ExitWindowsEx()函數就可以實現關機或者重新啟動。ExitWindowsEx()的函數原型和參數如下:

BOOL ExitWindowsEx(UINT uFlags，DWORD dwReserved);

uFlags 參數含義如下:

EWX_REBOOT-----重新引導系統實現重啟

EWX_POWEROFF---實現關機

EWX_FORCE-------強迫中止沒有響應的進程

EWX_LOGOFF---------中止進程，然后注銷

EWX_SHUTDOWN-------關掉系統電源(如果可能的話，ATX電源就可以)

但是，在NT系列操作系統中不能簡單地調用ExitWindowsEx()函數來關機或重新啟動系統，而必須先提升自己的程序以獲得關機的權限后，才能調用ExitWindowsEx()函數實現關機或重新啟動。NT系列操作系統中，獲得關機權限執行關機或重啟操作的代碼如下:

HANDLE hToken;

if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess()，

TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES | TOKEN_QUERY， hToken))

AfxMessageBox(\"OpenProcessToken\");

TOKEN_PRIVILEGES tkp;

//獲得本地機唯一的標識

LookupPrivilegeValue(NULL， SE_SHUTDOWN_NAME，tkp.Privileges[0].Luid);

tkp.PrivilegeCount = 1;

tkp.Privileges[0].Attributes = SE_PRIVILEGE_ENABLED;

//為進程獲得關機的權限

AdjustTokenPrivileges(hToken， FALSE， tkp， 0，(PTOKEN_PRIVILEGES)NULL， 0);

ExitWindowsEx(EWX_SHUTDOWN|EWX_REBOOT， 0);

4 結束語

該文對公用機房管理系統進行探討和研究，提出安全、可靠、高效和操作簡便的管理要求，分析了系統的功能與結構。通過從管理端向學生端發送遠程控制命令，實現對自動化、規范化管理，從而提高了機房管理的效率。該文重點分析、設計并實現了學生端的登錄、安全與遠程控制命令的執行。此外，如何保護數據的存儲及傳輸的安全，如何實現非Windows學生端的管理和控制，還需要進一步學習與研究。

參考文獻:

[1] 羅鍵，李勁.計算機網絡技術與網絡應用[M].北京:科學出版社，2001:119-141.

[2] Simon R J.Windows 2000API超級寶典[M].北京:人民郵電出版社，2002.

[3] 張友生.遠程控制編程技術[M].北京:電子工業出版社，2002.