基于UDP协议的进程管理系统的设计与实现

1、计算机工程与应用 2005.36 图 1系统架构1引言目前计算机类课程大约 85%以上是机房授课。 在计算机机房授课过程中 , 除了教学必须的程序外 , 学生可以随意运行与 教学无关的程序 , 严重影响了课堂秩序。如何解决既要让学生使用计算机 , 又要让学生不能运行与 教学无关的程序 ? 目前并没有相关的软、 硬件解决办法。 针对这 个问题我们提出了一种切实可行的解决办法通过对进程控 制来管理计算机机房中学生机的程序运行。这样 , 教师在机房 上课时可以自动控制学生机上程序的运行权利 , 专心授课。2传统解决方案的缺陷目前 , 市场上有很多网络教学系统 , 虽然基本教学功能日益完善 , 但在教

2、学监控模块都存在着缺陷。目前市场上的众多 网络教学系统还仅限于基本的教学功能 , 对于教学课堂秩序的 管理大多通过“ 屏幕监看” 、 “ 语音监听” 等方式实现 , 即利用视 频、 音频信息来实现监控的方案。下面就传统解决方案存在的缺陷分析如下 :(1 上述方案“ 只监不管” 只监控学生端信息 , 无法对 学生的非法操作进行及时制止 , 并没有从本质上解决问题。(2 监控信息量大影响系统性能。(3 教师需花时间与精力去分析监控信息。(4 实时性差 :通过截屏获取图像信息并不及时 , 时间延迟 较大。通过以上分析 , 这里提出了一种新的解决方案通过远程 进程的管理和控制来实现监控。下面将从系统架

3、构、 关键技术等几个方面对此方案的设计 和实现进行阐述。3系统架构:( , 满 , 基于 UDP 协议的进程管理系统的设计与实现张立涓(深圳职业技术学院计算机应用工程系 , 深圳 518055摘要文章提出了一种对远程进程进行控制和管理的解决方案。着重对客户端进程自动管理、 控制 , 广播通信中应用层通讯协议的定制等方面的技术进行了比较深入的探讨与分析 , 并提供了该方案的具体应用实例。最后 , 通过试验的数 据 , 对该方案的实际性能进行了评价。 关键词进程广播通信协议文章编号 1002-8331-(2005 36-0195-03文献标识码 A中图分类号 TP39Design and Impl

4、ementation of Controling and ManagingProcess Based on UDP ProtocolZhang Lijuan(Shenzhen Polytechnic College , Shenzhen 518055Abstract :In this paper , a scheme is brought forward that controlling and managing remote process.The technique of process Auto-managing and Auto-control and the technique of

5、 making the protocol in application layer is discussed and analyzed deeply.At last , a application instance of this scheme is given , and the performance of this scheme is estimated through test data.Keywords :process , broadcast , protocol1952005.36计算机工程与应用 图 字节 1>0描述数据类型标识数据! ! ! ! 本系统采用 C/S 模式

6、 , 分为教师端和学生端两部分。为了 交互的实时性 , 我们采用 UDP 广播通 信 方 式 , 并 且 在 UDP 协议之上的应用层定制了应用层通讯控制协议来实现服务器和 客户端的交互控制。4关键技术4.1获得某一时刻系统中的进程快照信息操作系统中有一个进程链表 , 用于保存当前运行的所有进 程的信息。 本系统首先调用函数 CreateToolhelp32Snapshot 获得 进程链表的句柄 , 然后调用函数 ProcessFirst 和 ProcessNext 获 得进程结构 PROCESSENTRY32, 此结构中包含进程的所有信 息。通过获得某一时刻系统中的进程、 模块 (modul

7、e 或线程的 快照信息 , 通过学生机 (客户端 与教师机 (服务端 进程数据比 较 , 判定是否非法进程 , 由客户端自动结束非法进程。其中 :LPPROCESSENTRY32结构的定义如下 :typedef struct tagPROCESSENTRY32DWORD dwSize ; /此结构的大小DWORD cntUsage ; /进程的引用数 , 如果为 0, 则次进程已停止 DWORD th32ProcessID ; /进程号 ULONG_PTR th32DefaultHeapID ;DWORD th32ModuleID ; /此进程引用的模块 ID DWORD cntThreads

8、 ; /此进程创建的线程数 DWORD th32ParentProcessID ; /父进程的 IDLONG pcPriClassBase ; /这个进程创建的线程的基本优先权 DWORD dwFlags ; /保留 TCHAR szExeFileMAX_PATH; PROCESSENTRY32;typedef PROCESSENTRY32*PPROCESSENTRY32;4.2进程自动管理、 控制(1 服务器向客户端发送合法进程列表。 (2 客户端获取当前系统中运行进程链表。(3 在客户端通过定制的“ 进程比较算法” 管理当前进程。 (4 非法进程立即中止。 主程序流程图如图 2。4.3应用

9、层通信协议 ACTP 的定制本系统采用 UDP 传输协议 , 使用 WinSock 实现局域网内广播通信。 为了实现教师端和学生端的通讯、 完成交互控制 , 本 方案定义了一个应用层通讯协议辅助教学控制协议简写为ATCP (Assistant Teaching Control Protocol , 协议模型如下。ATCP 的报文格式简单描述如下 :数据类型标识字段长度为 1个字节 , 指明数据是图像信息 或是控制信息的请求 /应答等。196计算机工程与应用 2005.36(上接 163页 WCHAR*pName=L"GetSbl" ;m_pSoapClient->Ge

10、tIDsOfNames (IID_NULL , &pName , 1, LOCALE_SYSTEM_DEFAULT , &dispid ;.m_pSoapClient->Invoke (dispid , IID_NULL , LOCALE_SYSTEM_DEFAULT , DISPATCH_METHOD , &dispparams , &result , &ExceptInfo , NULL ;“ result ”即从服务器端返回的 IXMLNodeList 类型的符号数 据。客户端需要将它解析为 CSymbol 类型的符号对象。图 5为原型系统的

11、 IE 端浏览界面。用户可以从左面树状 视图选择符号种类 , 相应种类的符号会全部显示在右面视图的 下方。 右上方显示正在编辑的符号 , 符号数据的获取、 更新采取4结语符号库虽是 GIS 的支持模块 , 但其与 GIS 系统的建构模式相似。 本文采用的技术完全可以移植到网络 GIS 系统的建立之 上。在下面的工作中 , 还需继续研究符号库系统和 GIS 系统在 网络上的集成 , GIS 系统的在线标注符号和协同标注。 (收稿日期 :2005年 7月 参考文献1. 王伟等 . 基于 COM 技术的地图符号库结构设计与实现 J. 武汉大学学 报 信息科学版 , 2002; (32.Erich G

12、amma , Richard Helm , Ralph Johnson.Design Patterns Elements of Reusable Object -Oriented Software M. USA :Addison -Wesley , 2000-093.Matin Fowler.Patterns of Enterprise Application ArchitectureM.USA :, 06字节 11>0描述数据类型标识 (6非法进程数客户端机器名数据传统方案 (利用视频、 音频信息监控 只能截取客户端某一时刻屏幕图像并 传输到服务器端 , 有延迟“ 只监不管” , 对监

13、控到的学生端的非法 操作未作处理教师需要对得到的视频信息进行人为 观察和分析采用锁死鼠标键盘使学生不能操作 , 但 存在“ 要么不让动 , 让动就乱动” 问题本方案 (利用对进程的控制实现监控 实时对系统当前进程链表 (进程名、进程模块信息 等 进行监控 , 采用 UDP 广播通信方式 , 定制应用层 传输控制协议 , 基本无延迟“ 监管并施” , 既实现了监控学生 , 又实现了对学生非 法操作的及时制止 , 成为真正意义上的“监” “ 控” 教师无需进行人为监控 , 即可制止学生非法操作 , 实 现了自动管理首次在网络教学的电子教室内 , 实现了“ 让你动 , 但 不让你乱动” 的监控目标

14、, 解决了现有多媒体网络教 学系统“ 要么不让动 , 让动就乱动”问题 方案实时性对监控到的非法 操作的及时处理 操作性监控程度 性能表 1两种技术方案的比较! ! ! ! 数据类型标识具体含义如下。数据字段包含的具体内容及格式 , 根据数据类型字段的值 而定。1:服务器端要求客户端向其注册2:客户端响应服务器端发出的注册请求报文 3:服务器端向客户端发送合法进程信息 4:服务器端锁定客户端鼠标键盘5:服务器端解除锁定客户端鼠标键盘 6:客户端向服务器端发送非法进程信息 7:客户端退出报告8:服务器发送在线人数统计信息 9:客户端响应在线人数统计例 如 :客 户 端 向 服 务 器 端 发 送

15、 非 法 进 程 信 息 , 报 文 格 式 如下 :5与传统解决方案的比较表 1从实时性等几个方面 , 将传统解决方案和本系统两种方案进行了比较。6系统测试、 性能分析(1 系统配置 :网络环境 :10/100M 以太网络 操作系统 :Windows 2000/NT/XP网卡 :10/100M 自适应支持同一网段内 IP 地址的监控。 最多 254台客户机 (目前 一班机房 3045台机器 , 完全可以满足要求。(2 实时监控 :教师只需在课前几分钟内设置好本节课所 需使用的进程列表即可 , 此后课堂上任意学生若做了违法操作 (如 :上网 教师机上将实时显示该学生违法操作信息 (机器号、 违

16、法操作说明 。(3 自动管理 :一旦学生执行违法操作开启非法进程 (如 :上网、 打游戏 , 系统将立即关闭该非法进程 , 基本无延迟。 停止 非法进程响应时间不超过 60s (视系统性能而定范围 5s 60s 。(4 动态更新合法进程库 :教师上课过程中可以根据需要 随时随意添加或删除合法进程列表。(5 提供基础进程库 :为了降低教师设置合法进程列表的 复杂程度 , 系统提供默认合法进程 (如 :Word 、 PowerPoint 等 无 需 教 师 逐 一 进 行 设 置 , 只 需 对 一 些 特 殊 要 用 到 的 进 程 (如 :FLASH 进行设置即可。 (收稿日期 :2005年 3月 参考文献1.Anthony Jones , Jim