遠(yuǎn)程控制技術(shù)的原理與發(fā)展

倪俊杰 浙江省桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級中學(xué)

信息技術(shù)特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，為人類的工作、生活打開了一扇新世界的大門。遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以幫助我們隨時(shí)隨地控制遠(yuǎn)端的設(shè)備，做到“眼觀六路，耳聽八方”，實(shí)現(xiàn)足不出戶就能運(yùn)籌帷幄。遠(yuǎn)程控制技術(shù)具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，受到了各行各業(yè)的歡迎。

● 什么是遠(yuǎn)程控制技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)（Remote control）是指利用一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)距離控制另一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這里的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是計(jì)算機(jī)、手機(jī)或其他移動(dòng)終端。遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用非常普遍，廣泛涉足于企業(yè)辦公、居民生活、娛樂傳播、軍事活動(dòng)等領(lǐng)域。遠(yuǎn)程控制技術(shù)主要是基于信息的傳播和交互，不僅有利于計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，還有利于遠(yuǎn)程協(xié)作以及不同場景的計(jì)算機(jī)處理相關(guān)問題，節(jié)約大量人力物力，能夠顯著提升社會運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。特別是在新冠疫情期間，遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用場景及需求倍增，遠(yuǎn)程控制技術(shù)受到了人們極大的青睞，在學(xué)習(xí)、生活、工作中發(fā)揮了重要的作用。

需要指出的是，遠(yuǎn)程控制技術(shù)類型豐富，本文主要探討的是基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，比較典型的軟件有Window系統(tǒng)自帶的遠(yuǎn)程桌面、TeamViewer、向日葵、Todek等。本期內(nèi)容，我們先來了解遠(yuǎn)程控制技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展歷程以及應(yīng)用范圍。

● 遠(yuǎn)程控制技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)

1.基本原理

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在信息傳輸控制過程中，主要是以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議為基礎(chǔ)，在控制計(jì)算機(jī)與被控計(jì)算機(jī)內(nèi)運(yùn)行，用來確保網(wǎng)絡(luò)通信等各項(xiàng)功能可以順利實(shí)現(xiàn)。IP協(xié)議中主要有UDP與TCP兩種傳輸協(xié)議，對比兩種協(xié)議可知，UDP協(xié)議運(yùn)行可靠性較低，兩臺計(jì)算機(jī)間未建立有效的連接，只有當(dāng)客戶端與服務(wù)端選擇相同程序時(shí)，才可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。TCP協(xié)議因兩者間具有穩(wěn)定的連接關(guān)系而具有更大的靈活性。TCP協(xié)議是對待傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行分割、打包處理后，將其以數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸，這樣就可以選擇在控制與被控制兩臺計(jì)算機(jī)設(shè)備間建立虛電路，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、連續(xù)性與雙向性。

在遠(yuǎn)程控制過程中，一般需要借助遠(yuǎn)程控制軟件來實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程控制軟件分為客戶端程序和服務(wù)端程序兩個(gè)部分（如下頁圖），客戶端程序主要是用來操控向服務(wù)端輸送信息，服務(wù)端用來接收信息，由此實(shí)現(xiàn)了對服務(wù)端計(jì)算機(jī)的資源控制（服務(wù)端也可以自由操作外部輸入和輸出）。在開始遠(yuǎn)程控制前，需要將客戶端程序安裝到操控端設(shè)備上，將服務(wù)端程序安裝到被控端設(shè)備上。遠(yuǎn)程控制的過程一般是先在操控端設(shè)備上執(zhí)行客戶端程序，像一個(gè)普通的客戶一樣向被控端設(shè)備中的服務(wù)端程序發(fā)出信號，建立兩者的遠(yuǎn)程連接服務(wù)，然后通過這個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)，使用各種遠(yuǎn)程控制功能發(fā)送遠(yuǎn)程控制命令，遠(yuǎn)程控制被控端設(shè)備中的各種應(yīng)用程序運(yùn)行。以上過程就是遠(yuǎn)程控制技術(shù)的基本原理。

2.關(guān)鍵技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)有很多，也在不斷更新，從功能上來說，主要包括以下技術(shù)。

（1）信息雙向傳播技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的信息雙向傳播功能所進(jìn)行的?；ヂ?lián)網(wǎng)強(qiáng)大的功能以及現(xiàn)實(shí)條件下互聯(lián)網(wǎng)本身所能夠?yàn)槿藗兲峁┑恼谥鸩教嵘男畔鞑スδ芎托适沟糜?jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)在相關(guān)行業(yè)以及領(lǐng)域中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提就是相關(guān)的計(jì)算機(jī)能夠在同一個(gè)維度上實(shí)現(xiàn)共同的信息傳播和交互，而這樣的前提和基礎(chǔ)是需要互聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)殡p方提供高效率的信息傳播功能和信息傳播服務(wù)。

（2）協(xié)同處理技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)要基于協(xié)同處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫h(yuǎn)程控制技術(shù)的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端的控制，也就是說，要實(shí)現(xiàn)一臺設(shè)備對另一臺設(shè)備的操作層面的控制，就需要協(xié)同處理技術(shù)。簡言之，只有在信息和行動(dòng)兩個(gè)方面都能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的互動(dòng)和交互，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)才能夠真正發(fā)揮作用，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)雙方在遠(yuǎn)程控制方面的協(xié)同和互動(dòng)。

（3）圖像壓縮處理技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)還要基于圖像壓縮處理技術(shù)，這主要是為了提升在遠(yuǎn)程控制操作過程中的效率。在遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用場景中，圖像的切換壓縮處理，對遠(yuǎn)程控制技術(shù)是非常有價(jià)值的。因?yàn)樵趯?shí)際操作中，鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)以及畫面的變化是非?？斓?，而以往的網(wǎng)絡(luò)傳輸不能夠?qū)崿F(xiàn)信息截屏以及圖像打包處理的同時(shí)傳遞，所以很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，而基于圖像壓縮處理技術(shù)使整體圖像內(nèi)容和計(jì)算機(jī)信息的打包發(fā)送可以實(shí)現(xiàn)。

（4）遠(yuǎn)程喚醒技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)還需要遠(yuǎn)程喚醒技術(shù)的支持。想要對指定的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)喚醒，需要在本地計(jì)算機(jī)中發(fā)送一個(gè)喚醒數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包內(nèi)含有用于喚醒遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的物理地址。計(jì)算機(jī)電源專用線路可以為網(wǎng)絡(luò)控制芯片進(jìn)行供電，即便目標(biāo)計(jì)算機(jī)為關(guān)機(jī)狀態(tài)，只要它的網(wǎng)卡完好，也可以實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)包進(jìn)行良好的接收與控制。在這個(gè)過程中，網(wǎng)卡的控制芯片要先檢查數(shù)據(jù)包的MAC地址，之后一旦確定了相關(guān)的數(shù)據(jù)就會向主板發(fā)送開機(jī)啟動(dòng)的命令，從而實(shí)現(xiàn)所要喚醒的計(jì)算機(jī)接受數(shù)據(jù)包。

說到喚醒技術(shù)就不得不提WOL(Wake on Lan)，即局域網(wǎng)喚醒，這是硬件設(shè)備提供的一項(xiàng)管理功能。該功能在計(jì)算機(jī)處于關(guān)機(jī)或休眠狀態(tài)時(shí)，只要知道目標(biāo)設(shè)備的MAC物理地址，就可以通過給網(wǎng)卡發(fā)送特定的數(shù)據(jù)包，最終實(shí)現(xiàn)向主板發(fā)送開機(jī)指令?，F(xiàn)在幾乎所有的計(jì)算機(jī)都支持網(wǎng)絡(luò)喚醒（有些默認(rèn)設(shè)置關(guān)閉，需要進(jìn)入BIOS開啟）?？梢允褂肁MD公司的Magic Packet來發(fā)送喚醒數(shù)據(jù)包，常使用的工具是MagicPacket Utility。

（5）遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控技術(shù)

遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，與遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)技術(shù)一樣，都是以TCP協(xié)議為基礎(chǔ)，操作控制端向被控制端發(fā)送截屏命令，待被控制端計(jì)算機(jī)接受命令后，便可自動(dòng)完成自己屏幕的截屏操作，并將截屏圖片發(fā)送給控制端計(jì)算機(jī)，這樣控制端在顯示收到圖片之后，就能得到被控制計(jì)算機(jī)的相關(guān)信息。同時(shí)，被控制端也可以接收鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件或鍵盤事件，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊和按鍵操作。

（6）遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)技術(shù)

遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需要通過TCP/IP協(xié)議內(nèi)C/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過操控端設(shè)備向被控端設(shè)備發(fā)送指令數(shù)據(jù)包，操控端收到指令后，調(diào)用系統(tǒng)關(guān)機(jī)函數(shù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的關(guān)機(jī)操作。以上遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)通信都需要依靠TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

● 遠(yuǎn)程控制技術(shù)的發(fā)展歷程

說起遠(yuǎn)程控制技術(shù)，其實(shí)也經(jīng)歷了不少歷史演變。中國和西方的古人都為此貢獻(xiàn)了智慧。例如，早在2000多年前，傳說魯班發(fā)明了一種木人，可以自己到山上砍木采果。又如，三國時(shí)期諸葛亮制造的木牛流馬，說是一種可以在山路上用的帶有擺動(dòng)貨箱的運(yùn)送顆粒貨物的木制人力步行車。再如，我國的“提線木偶戲”是一門古老的漢族傳統(tǒng)藝術(shù)，藝人用線牽引木偶就可以表演出非常精彩的演出劇目，令人稱奇。通過上述事例可以發(fā)現(xiàn)，我們的先賢對自動(dòng)化、用機(jī)器代替人工的想法由來已久，通過設(shè)置程序、設(shè)置“機(jī)關(guān)”達(dá)到自動(dòng)化的效果，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。

在西方，蒸汽時(shí)代通過蒸汽動(dòng)力第一次實(shí)現(xiàn)了機(jī)器的大規(guī)模運(yùn)用，擺脫了人力控制，可以說人們第一次實(shí)現(xiàn)了“控制”機(jī)器。到了電器時(shí)代人們發(fā)明了遙控器，利用紅外線第一次實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，這項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)今也是非常流行的。特斯拉在1898年的時(shí)候，就在麥迪遜廣場花園的一個(gè)電氣展覽會上，向公眾展示通過無線電波操作螺旋槳和燈，成功控制了使用無線電控制的船只。

到了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，出現(xiàn)了各種遠(yuǎn)程控制軟件，也發(fā)生了多次版本迭代。

1.遠(yuǎn)程控制1.0時(shí)代

最早的遠(yuǎn)程控制技術(shù)主要是聯(lián)機(jī)階段的應(yīng)用，是利用中央處理器來實(shí)現(xiàn)各個(gè)地方計(jì)算機(jī)的信息控制和交換。主處理器主要是進(jìn)行運(yùn)算和指揮工作，以及收集和處理大量的數(shù)據(jù)，而其他的計(jì)算機(jī)則只是對自己的信息進(jìn)行收集，并向主處理器進(jìn)行反饋。后來又在中央主處理器和通信線路之間設(shè)置一個(gè)前端處理機(jī)，這樣不僅大大減少了主處理器的負(fù)擔(dān)，還極大地提高了信息數(shù)據(jù)的處理效率。

早期的遠(yuǎn)程控制軟件更多實(shí)現(xiàn)的是遠(yuǎn)程辦公、隨時(shí)隨地調(diào)取數(shù)據(jù)文件、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能。

2.遠(yuǎn)程控制2.0時(shí)代

第二個(gè)階段是計(jì)算機(jī)互聯(lián)階段。在20世紀(jì)60年代，受到互聯(lián)系統(tǒng)的影響，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。從1.0到2.0，遠(yuǎn)程控制軟件發(fā)生了很多質(zhì)的變化。1.0時(shí)代只能通過軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，2.0時(shí)代實(shí)現(xiàn)了軟件到硬件遠(yuǎn)程控制的跨越，通過硬件也可以遠(yuǎn)程開啟被控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開機(jī)-遠(yuǎn)控-關(guān)機(jī)。例如，某品牌推出的開機(jī)棒，解決了用戶遠(yuǎn)程開機(jī)的需求，不但支持遠(yuǎn)程喚醒開關(guān)機(jī)，還支持定時(shí)開關(guān)機(jī)、MAC地址開機(jī)、批量開關(guān)機(jī)等，開機(jī)方式多樣化。

2.0時(shí)代在訪問速度上也發(fā)生了很大變化。1.0時(shí)代主要采用的是鏡像驅(qū)動(dòng)技術(shù)，隨著頁面中動(dòng)態(tài)的東西越來越多，會出現(xiàn)排隊(duì)問題，圖像傳輸速度慢，畫面感比較差。2.0時(shí)代采用動(dòng)態(tài)碼率視頻壓縮算法，能夠有效降低帶寬，對視頻畫面更加友好，畫面?zhèn)鬏斠哺忧逦?/p>

3.遠(yuǎn)程控制3.0時(shí)代

伴隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程控制技術(shù)3.0時(shí)代在信息傳輸、硬件支持、圖像壓縮等方面都有較大的進(jìn)步。在不需要被控制主機(jī)安裝任何軟件的前提下，可對目標(biāo)機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理工作，且中間控制過程無數(shù)據(jù)交互，被控機(jī)器也不需要連接網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)主要針對那些由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的特殊性而無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的場景。

● 遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，帶來了極大的便利。

1.在生活中的應(yīng)用

我們的日常生活已經(jīng)離不開網(wǎng)絡(luò)，尤其是在人們的通信交流中，計(jì)算機(jī)通信軟件發(fā)揮了十分重要的作用。而在釘釘、QQ等軟件中有一種遠(yuǎn)程協(xié)助功能，即通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶之間的互幫互助，解決彼此之間的問題。遠(yuǎn)程控制技術(shù)在通信、購物等方面都取得了出色的應(yīng)用效果。從本質(zhì)上來說，所有借助軟件平臺實(shí)現(xiàn)的用戶實(shí)時(shí)互動(dòng)和信息交流的技術(shù)，都可以看作是遠(yuǎn)程控制技術(shù)的表現(xiàn)形式。

2.在企業(yè)中的應(yīng)用

在企業(yè)工作中，很多業(yè)務(wù)都需要借助遠(yuǎn)程控制技術(shù)的支持，特別是售后維護(hù)的工作，這主要是因?yàn)閮H僅依靠文字聊天或者電話來解決技術(shù)的疑難問題，不僅會使彼此在交流中產(chǎn)生誤解，還會造成很多錯(cuò)誤，耗時(shí)耗力。有些用戶在使用產(chǎn)品的過程中時(shí)常遇到技術(shù)問題，這就需要向技術(shù)人員詢問如何解除故障，可技術(shù)人員往往無法只根據(jù)用戶的描述分析計(jì)算機(jī)的問題，或者即使技術(shù)人員認(rèn)識到了問題的所在，但由于用戶自身對這些過程不是很熟悉，他們在按照技術(shù)人員的指示進(jìn)行操作的過程中，也會導(dǎo)致問題的惡化。而遠(yuǎn)程控制技術(shù)能夠解決這個(gè)難題，技術(shù)人員只要遠(yuǎn)程操控用戶的計(jì)算機(jī)等設(shè)備，就能解決各類問題，這樣不僅能夠消除電話溝通費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題，還可以避免誤操作造成的后果。此外，在企業(yè)的工廠或車間中，如果將計(jì)算機(jī)、感應(yīng)器、檢測器等機(jī)械設(shè)備組建成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的無線控制網(wǎng)絡(luò)，對企業(yè)的工作效率和發(fā)展機(jī)制會有非常重要的促進(jìn)作用。無線局域網(wǎng)具有成本低、操作簡便、傳輸數(shù)據(jù)快等優(yōu)點(diǎn)，除此之外，還消除了有線電纜的限制使用，實(shí)現(xiàn)了無干擾的操作。

3.在軍事中的應(yīng)用

衛(wèi)星作為通信技術(shù)在遠(yuǎn)程控制中的主要發(fā)明，可以用于大地測量、石油勘測、野外營救等諸多領(lǐng)域，尤其是在軍事領(lǐng)域中，發(fā)揮著偵察、監(jiān)控等不可替代的作用。衛(wèi)星最為重要的功能是衛(wèi)星定位系統(tǒng)，只要在飛機(jī)、車輛和艦船上安裝具有衛(wèi)星定位功能的用戶接收機(jī)，然后通過電子地圖的應(yīng)用便可以確定運(yùn)輸工具的具體位置，這就實(shí)現(xiàn)了對運(yùn)輸車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便對車輛進(jìn)行及時(shí)的調(diào)度。由于GPS具有精度高、操縱靈活等特點(diǎn)，因此它在軍事領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在戰(zhàn)爭當(dāng)中，對精確制導(dǎo)武器具有非常重要的作用。此外，遠(yuǎn)程控制技術(shù)也被用在太空中，科學(xué)家可以從地面遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)在太空的探測器或機(jī)器人。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟和網(wǎng)絡(luò)普及發(fā)展，為計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用提供了必要的環(huán)境支持。當(dāng)然，任何事物都有正反面，一方面遠(yuǎn)程控制技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到我們?nèi)粘Ｉ?、工作的多個(gè)領(lǐng)域，給我們帶來了極大便利，另一方面我們也要注意那些有關(guān)木馬病毒、網(wǎng)絡(luò)泄密等的新聞報(bào)道，加強(qiáng)技術(shù)安全意識，要將優(yōu)化計(jì)算機(jī)通信與遠(yuǎn)程控制技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用作為核心工作加以重視。可以相信，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和信息化設(shè)備的優(yōu)化，計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域會越來越廣泛，其在推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用也會得到充分體現(xiàn)。