遠程控制技術的原理與發展

倪俊杰 浙江省桐鄉市鳳鳴高級中學

信息技術特別是互聯網技術的高速發展，為人類的工作、生活打開了一扇新世界的大門。遠程控制技術可以幫助我們隨時隨地控制遠端的設備，做到“眼觀六路，耳聽八方”，實現足不出戶就能運籌帷幄。遠程控制技術具有其他技術不可比擬的優點，受到了各行各業的歡迎。

● 什么是遠程控制技術

遠程控制技術（Remote control）是指利用一臺網絡設備遠距離控制另一臺網絡設備，這里的網絡設備可以是計算機、手機或其他移動終端。遠程控制技術應用非常普遍，廣泛涉足于企業辦公、居民生活、娛樂傳播、軍事活動等領域。遠程控制技術主要是基于信息的傳播和交互，不僅有利于計算機技術的實際應用，還有利于遠程協作以及不同場景的計算機處理相關問題，節約大量人力物力，能夠顯著提升社會運轉的效率。特別是在新冠疫情期間，遠程控制技術的應用場景及需求倍增，遠程控制技術受到了人們極大的青睞，在學習、生活、工作中發揮了重要的作用。

需要指出的是，遠程控制技術類型豐富，本文主要探討的是基于網絡的遠程控制技術，比較典型的軟件有Window系統自帶的遠程桌面、TeamViewer、向日葵、Todek等。本期內容，我們先來了解遠程控制技術的基本原理、關鍵技術、發展歷程以及應用范圍。

● 遠程控制技術的基本原理和關鍵技術

1.基本原理

遠程控制技術在信息傳輸控制過程中，主要是以TCP/IP網絡通信協議為基礎，在控制計算機與被控計算機內運行，用來確保網絡通信等各項功能可以順利實現。IP協議中主要有UDP與TCP兩種傳輸協議，對比兩種協議可知，UDP協議運行可靠性較低，兩臺計算機間未建立有效的連接，只有當客戶端與服務端選擇相同程序時，才可以進行數據的傳輸。TCP協議因兩者間具有穩定的連接關系而具有更大的靈活性。TCP協議是對待傳輸數據進行分割、打包處理后，將其以數據流形式進行傳輸，這樣就可以選擇在控制與被控制兩臺計算機設備間建立虛電路，提高數據傳輸的準確性、連續性與雙向性。

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

2.關鍵技術

遠程控制技術有很多，也在不斷更新，從功能上來說，主要包括以下技術。

（1）信息雙向傳播技術

遠程控制技術是基于互聯網的信息雙向傳播功能所進行的?；ヂ摼W強大的功能以及現實條件下互聯網本身所能夠為人們提供的正在逐步提升的信息傳播功能和效率使得計算機遠程控制技術在相關行業以及領域中的應用能夠實現。計算機遠程控制技術實現的前提就是相關的計算機能夠在同一個維度上實現共同的信息傳播和交互，而這樣的前提和基礎是需要互聯網能夠為雙方提供高效率的信息傳播功能和信息傳播服務。

（2）協同處理技術

遠程控制技術要基于協同處理技術的實現，因為遠程控制技術的關鍵是要實現遠端的控制，也就是說，要實現一臺設備對另一臺設備的操作層面的控制，就需要協同處理技術。簡言之，只有在信息和行動兩個方面都能夠實現雙向的互動和交互，計算機遠程控制技術才能夠真正發揮作用，以實現計算機雙方在遠程控制方面的協同和互動。

（3）圖像壓縮處理技術

遠程控制技術還要基于圖像壓縮處理技術，這主要是為了提升在遠程控制操作過程中的效率。在遠程控制技術的應用場景中，圖像的切換壓縮處理，對遠程控制技術是非常有價值的。因為在實際操作中，鼠標的運動以及畫面的變化是非?？斓?，而以往的網絡傳輸不能夠實現信息截屏以及圖像打包處理的同時傳遞，所以很難實現實時控制，而基于圖像壓縮處理技術使整體圖像內容和計算機信息的打包發送可以實現。

（4）遠程喚醒技術

遠程控制技術還需要遠程喚醒技術的支持。想要對指定的遠程計算機進行網絡喚醒，需要在本地計算機中發送一個喚醒數據包。數據包內含有用于喚醒遠程計算機的物理地址。計算機電源專用線路可以為網絡控制芯片進行供電，即便目標計算機為關機狀態，只要它的網卡完好，也可以實現對計算機網絡內數據包進行良好的接收與控制。在這個過程中，網卡的控制芯片要先檢查數據包的MAC地址，之后一旦確定了相關的數據就會向主板發送開機啟動的命令，從而實現所要喚醒的計算機接受數據包。

說到喚醒技術就不得不提WOL(Wake on Lan)，即局域網喚醒，這是硬件設備提供的一項管理功能。該功能在計算機處于關機或休眠狀態時，只要知道目標設備的MAC物理地址，就可以通過給網卡發送特定的數據包，最終實現向主板發送開機指令?，F在幾乎所有的計算機都支持網絡喚醒（有些默認設置關閉，需要進入BIOS開啟）?？梢允褂肁MD公司的Magic Packet來發送喚醒數據包，常使用的工具是MagicPacket Utility。

（5）遠程屏幕監控技術

遠程屏幕監控技術的實現，與遠程關機技術一樣，都是以TCP協議為基礎，操作控制端向被控制端發送截屏命令，待被控制端計算機接受命令后，便可自動完成自己屏幕的截屏操作，并將截屏圖片發送給控制端計算機，這樣控制端在顯示收到圖片之后，就能得到被控制計算機的相關信息。同時，被控制端也可以接收鼠標點擊事件或鍵盤事件，以實現點擊和按鍵操作。

（6）遠程關機技術

遠程關機技術的實現，需要通過TCP/IP協議內C/S結構實現。通過操控端設備向被控端設備發送指令數據包，操控端收到指令后，調用系統關機函數，這樣就可以實現遠程計算機的關機操作。以上遠程控制的網絡通信都需要依靠TCP/IP網絡協議。

● 遠程控制技術的發展歷程

說起遠程控制技術，其實也經歷了不少歷史演變。中國和西方的古人都為此貢獻了智慧。例如，早在2000多年前，傳說魯班發明了一種木人，可以自己到山上砍木采果。又如，三國時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貨箱的運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藝術，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現，我們的先賢對自動化、用機器代替人工的想法由來已久，通過設置程序、設置“機關”達到自動化的效果，實現了遠程控制。

在西方，蒸汽時代通過蒸汽動力第一次實現了機器的大規模運用，擺脫了人力控制，可以說人們第一次實現了“控制”機器。到了電器時代人們發明了遙控器，利用紅外線第一次實現了遠程控制，這項技術在當今也是非常流行的。特斯拉在1898年的時候，就在麥迪遜廣場花園的一個電氣展覽會上，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。

到了網絡時代，出現了各種遠程控制軟件，也發生了多次版本迭代。

1.遠程控制1.0時代

最早的遠程控制技術主要是聯機階段的應用，是利用中央處理器來實現各個地方計算機的信息控制和交換。主處理器主要是進行運算和指揮工作，以及收集和處理大量的數據，而其他的計算機則只是對自己的信息進行收集，并向主處理器進行反饋。后來又在中央主處理器和通信線路之間設置一個前端處理機，這樣不僅大大減少了主處理器的負擔，還極大地提高了信息數據的處理效率。

早期的遠程控制軟件更多實現的是遠程辦公、隨時隨地調取數據文件、遠程視頻監控功能。

2.遠程控制2.0時代

第二個階段是計算機互聯階段。在20世紀60年代，受到互聯系統的影響，互聯網絡應運而生。從1.0到2.0，遠程控制軟件發生了很多質的變化。1.0時代只能通過軟件實現遠程控制，2.0時代實現了軟件到硬件遠程控制的跨越，通過硬件也可以遠程開啟被控計算機，實現遠程開機-遠控-關機。例如，某品牌推出的開機棒，解決了用戶遠程開機的需求，不但支持遠程喚醒開關機，還支持定時開關機、MAC地址開機、批量開關機等，開機方式多樣化。

2.0時代在訪問速度上也發生了很大變化。1.0時代主要采用的是鏡像驅動技術，隨著頁面中動態的東西越來越多，會出現排隊問題，圖像傳輸速度慢，畫面感比較差。2.0時代采用動態碼率視頻壓縮算法，能夠有效降低帶寬，對視頻畫面更加友好，畫面傳輸也更加清晰。

3.遠程控制3.0時代

伴隨著人工智能、物聯網技術的發展，遠程控制技術3.0時代在信息傳輸、硬件支持、圖像壓縮等方面都有較大的進步。在不需要被控制主機安裝任何軟件的前提下，可對目標機器進行遠程控制和管理工作，且中間控制過程無數據交互，被控機器也不需要連接網絡。這種技術主要針對那些由于網絡環境的特殊性而無法實現遠程控制的場景。

● 遠程控制技術的應用

遠程控制技術在各個領域都得到了廣泛的應用，帶來了極大的便利。

1.在生活中的應用

我們的日常生活已經離不開網絡，尤其是在人們的通信交流中，計算機通信軟件發揮了十分重要的作用。而在釘釘、QQ等軟件中有一種遠程協助功能，即通過網絡技術的遠程控制技術，實現用戶之間的互幫互助，解決彼此之間的問題。遠程控制技術在通信、購物等方面都取得了出色的應用效果。從本質上來說，所有借助軟件平臺實現的用戶實時互動和信息交流的技術，都可以看作是遠程控制技術的表現形式。

2.在企業中的應用

在企業工作中，很多業務都需要借助遠程控制技術的支持，特別是售后維護的工作，這主要是因為僅僅依靠文字聊天或者電話來解決技術的疑難問題，不僅會使彼此在交流中產生誤解，還會造成很多錯誤，耗時耗力。有些用戶在使用產品的過程中時常遇到技術問題，這就需要向技術人員詢問如何解除故障，可技術人員往往無法只根據用戶的描述分析計算機的問題，或者即使技術人員認識到了問題的所在，但由于用戶自身對這些過程不是很熟悉，他們在按照技術人員的指示進行操作的過程中，也會導致問題的惡化。而遠程控制技術能夠解決這個難題，技術人員只要遠程操控用戶的計算機等設備，就能解決各類問題，這樣不僅能夠消除電話溝通費時費力的問題，還可以避免誤操作造成的后果。此外，在企業的工廠或車間中，如果將計算機、感應器、檢測器等機械設備組建成一個相互關聯的無線控制網絡，對企業的工作效率和發展機制會有非常重要的促進作用。無線局域網具有成本低、操作簡便、傳輸數據快等優點，除此之外，還消除了有線電纜的限制使用，實現了無干擾的操作。

3.在軍事中的應用

衛星作為通信技術在遠程控制中的主要發明，可以用于大地測量、石油勘測、野外營救等諸多領域，尤其是在軍事領域中，發揮著偵察、監控等不可替代的作用。衛星最為重要的功能是衛星定位系統，只要在飛機、車輛和艦船上安裝具有衛星定位功能的用戶接收機，然后通過電子地圖的應用便可以確定運輸工具的具體位置，這就實現了對運輸車輛的實時監控，方便對車輛進行及時的調度。由于GPS具有精度高、操縱靈活等特點，因此它在軍事領域中得到了廣泛的應用，尤其是在戰爭當中，對精確制導武器具有非常重要的作用。此外，遠程控制技術也被用在太空中，科學家可以從地面遠程控制遠在太空的探測器或機器人。

計算機技術的成熟和網絡普及發展，為計算機通信和網絡遠程控制技術的應用提供了必要的環境支持。當然，任何事物都有正反面，一方面遠程控制技術已經逐漸滲透到我們日常生活、工作的多個領域，給我們帶來了極大便利，另一方面我們也要注意那些有關木馬病毒、網絡泄密等的新聞報道，加強技術安全意識，要將優化計算機通信與遠程控制技術優化應用作為核心工作加以重視?？梢韵嘈牛S著信息技術的不斷發展和信息化設備的優化，計算機通信和網絡遠程控制技術的應用領域會越來越廣泛，其在推動社會經濟發展中的作用也會得到充分體現。