計算機遠程網(wǎng)絡通信技術的應用研究

宋飛

關鍵詞 計算機 遠程 網(wǎng)絡通信

在最理想的狀態(tài)下，資料的傳輸路徑是從發(fā)送者直接到接收者。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術不斷升級，計算機遠程網(wǎng)絡通信技術實現(xiàn)了這種理想狀態(tài)[1] 。借助計算機遠程網(wǎng)絡通信技術，讓空間不再限制資料傳輸，發(fā)送者和接收者可以直接聯(lián)通，實現(xiàn)實時資料傳輸，完成信息共享，大眾可以在家了解天下事。發(fā)達的信息傳輸體系不僅為人們提供了更便利的信息生活，也促進了我國信息產(chǎn)業(yè)的進步和發(fā)展。所以，為了促進我國的經(jīng)濟發(fā)展，加強計算機遠程通信技術的普及和運用，已是大勢所趨。

1計算機遠程通信技術

1.1概述

通常情況下，計算機遠程網(wǎng)絡通信技術包括計算機技術與通信技術。前者又包括硬件、軟件技術。計算機硬件技術不僅是計算機高速運算的基礎，也是計算機設備成本控制的重要內(nèi)容。計算機軟件技術主要是指計算機能夠完成各種指令、實現(xiàn)多種功能以及完成數(shù)據(jù)的存儲、展示等需求。而通信技術主要是確保信息通過某種特定的數(shù)字形式實現(xiàn)較快傳輸，通過多臺計算機可以確保在較遠的物理間隔情況下也能實現(xiàn)通信順暢。

1.2工作原理

掌握計算機網(wǎng)絡遠程通信技術就要先了解它。下文筆者將簡單梳理計算機遠程網(wǎng)絡通信技術的基本工作原理。所謂計算機網(wǎng)絡就是將計算機與傳輸彼此進行連接，形成網(wǎng)絡。在該網(wǎng)絡中，同一計算機或是不同計算機都可以進行信息傳輸，從而在彼此互聯(lián)的基礎上形成了計算機網(wǎng)絡通信。

從數(shù)據(jù)傳輸來看，一個完整的通信過程就是在網(wǎng)絡中實現(xiàn)兩個或是多個設備之間數(shù)據(jù)的順利傳輸。從數(shù)據(jù)通信層面來分析，要實現(xiàn)全流程通信，第一步是在數(shù)據(jù)傳輸方之間形成符合傳輸條件的物理路徑;第二步是在確保物理通路順暢的基礎上形成數(shù)據(jù)鏈路，確保數(shù)據(jù)能夠完成傳輸和接收;第三步是完成數(shù)據(jù)傳輸過程后，設備之間的聯(lián)系要斷開。

從通信技術的角度分析：第一，計算機中的數(shù)據(jù)需要通過應用層，并在應用層接受DNS、FTP、HTTP等各類協(xié)議的格式化操作;第二，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后進入傳輸層，這一層會利用TCP、UDP 協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信等功能，同時要對數(shù)據(jù)實施二次封裝;第三，經(jīng)過傳輸層的數(shù)據(jù)會進入網(wǎng)絡層，這里可以讓通信雙方在系統(tǒng)公開透明的情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，由此傳輸層不需要過于關注數(shù)據(jù)的傳輸路徑的具體情況;第四，數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)鏈路層。這一層位于物理層與網(wǎng)絡層之間，能夠向上實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，但是這里的數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)傳輸有一定區(qū)別，這一層的關注點是網(wǎng)絡中有直接關聯(lián)的結(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸，且數(shù)據(jù)最后的歸宿是物理層。這也是網(wǎng)絡的最下面一層，物理層的作用是確保物理鏈路原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻槙澈蜏蚀_。在這一層中，數(shù)據(jù)會依據(jù)一定形式在一定介質(zhì)中完成傳輸，這里的數(shù)據(jù)可以是電磁波，也可以是光信號等多種形式，而各種線纜或是空氣都可以充當介質(zhì)。

2實例應用分析

2.1在日常生活中的應用———微信

微信的研發(fā)和運營單位是深圳的騰訊公司。其主要功能是實時通信，用微信交流十分方便，且其界面干凈，受到大眾喜愛。微信實際上是建立在C/ S 架構(gòu)和P2P 通信模式基礎上的通信工具，當用戶進行登入登出的操作的時候，C/ S 結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用，用戶進行通信、發(fā)送信息的時候，P2P 通信模式開始工作。

微信的技術邏輯是：第一，當用戶輸入信息進行登錄操作時，微信客戶端啟動TCP / UDP 協(xié)議，將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?，通過與數(shù)據(jù)庫信息的驗證后，服務器會給客戶端反饋登錄許可，據(jù)此用戶就能順利完成登錄操作。在信息傳輸驗證的過程中，不管是TCP協(xié)議還是UDP 協(xié)議，一旦完成登錄操作，微信都會形成特定的TCP，確保用戶能夠維持在線狀態(tài)。此時就要開啟相匹配的端口，如果找不到匹配端口，就無法使用微信。

第二，當用戶進行信息交流、實時傳信的時候，為了確保信息傳送的即時性，消息一般采用UDP 協(xié)議進行傳輸。但是，UDP 協(xié)議只負責發(fā)送信息，并不能確保對方收到信息，因此信息傳輸缺乏可靠性。所以，為確保消息發(fā)送即時、內(nèi)容可靠，微信客戶端選擇上層協(xié)議：用戶1 發(fā)出的信息先形成數(shù)據(jù)包，并通過UDP 協(xié)議傳送給服務器，服務器獲得數(shù)據(jù)包后，再采用UDP 協(xié)議反饋給客戶端與之匹配的應答包，進一步提升消息傳送的可靠性。如果用戶1 沒有收到服務器反饋的應答包，那么系統(tǒng)就會發(fā)出信息發(fā)送失敗的提示。要確?？蛻舳撕头斩酥g聯(lián)系暢通，就必須保證一定的網(wǎng)絡的傳輸速度。

第三，發(fā)送信息的雙方在使用資料共享的時候，發(fā)送者向服務器輸出發(fā)送文件的指令，服務器接收到信息后，會傳輸給接收者，之后需要接收者確認是否收到文件。如果接收者發(fā)出確認接收的信息，服務器將會把發(fā)送者的IP 傳輸給接收者，接收者可以開啟連接，二者連接暢通后，就可以直接進行文件傳輸，如果連接沒有順利接通，那么會啟動服務器的中轉(zhuǎn)指令。

2.2在高校教育中的應用———網(wǎng)課直播

網(wǎng)課借助網(wǎng)絡打破了是師生間由于物理因素帶來的限制，從而實現(xiàn)直接聯(lián)系。面對面授課不再受限于同一地理位置，即便距離遙遠也可以實現(xiàn)[2] 。互聯(lián)網(wǎng)在其中的地位十分重要，那網(wǎng)課的視頻數(shù)據(jù)怎么借助它實現(xiàn)了傳播呢？ 實際上，傳輸借助的是實時視頻串流這一計算機遠程網(wǎng)絡通信技術。

實時視頻串流可以實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)不斷地傳輸，其就像水流。所以，需要網(wǎng)絡數(shù)據(jù)有著比視頻數(shù)據(jù)更高的傳輸能力，否則就會造成接收方看視頻不流暢等問題。對屏幕數(shù)據(jù)進行一幀一幀地采集會造成視頻數(shù)據(jù)容量較大，此時需要更高的帶寬資源才能順利傳輸，給網(wǎng)絡帶來巨大壓力。所以，為了不影響觀看，可以適當降低圖像質(zhì)量進行傳輸，也就是壓縮視頻數(shù)據(jù)。

在進行網(wǎng)課直播時，客戶端對老師的音/ 視頻進行采集，進而把數(shù)據(jù)送入編碼器，通過封裝、壓縮等格式化處理，得到MP4、FLV 等特殊格式的數(shù)據(jù);然后，把每段視頻借助轉(zhuǎn)碼器加以切割，定出單位時間傳輸?shù)奈粩?shù)，借助流媒體協(xié)議如HLS、RTSP、RTMP 等，把數(shù)據(jù)從教師客戶端傳輸?shù)椒斩?其次，通過服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)分發(fā)，利用多重網(wǎng)絡設備最終分發(fā)至學生客戶端;最后，學生客戶端收到相關數(shù)據(jù)后進行合并和解碼。經(jīng)過這一系列的過程就能夠完成教學視頻的傳輸。同理，作為學生客戶端，也能反向進行觀點表達和數(shù)據(jù)的傳輸，發(fā)回老師客戶端，從而使雙向傳遞教學信息更順利。

2.3在企業(yè)辦公間的應用———TeamViewer

如今，很多企業(yè)向著信息化辦公的方向發(fā)展，從而從現(xiàn)場服務中解放出來，通過計算機遠程網(wǎng)絡通信技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務，以現(xiàn)代化的遠程控制軟件加快了辦公速率，使得企業(yè)節(jié)約了人力、物力，效率大為提升。目前， 作為最主流的遠程控制軟件之一的TeamViewer，可以將兩臺計算機進行直接連接，其中控制端可以不受物理空間和時間的限制，只要有互聯(lián)網(wǎng)便可以對被控端進行直接訪問，各種數(shù)據(jù)交流如遠程攝像頭、遠程桌面、文件傳輸?shù)榷伎梢暂p松實現(xiàn)。

一般來說，借助TeamViewer 實現(xiàn)兩臺計算機的連接有三步：首先，發(fā)起連接請求前，需要確定準備連接的計算機。進行TeamViewer 登錄時，服務端將給出與MAC 地址相關的唯一的ID。如果要實現(xiàn)和該計算機的連接，就需要發(fā)起請求，并把該唯一的ID 傳給服務端，再由服務端將該計算機有關信息加以返回;其次，獲得待連接計算機的相關信息之后，就需要快速加以連接。若需要建立聯(lián)系的兩臺計算機實現(xiàn)直接通信，就可以實現(xiàn)兩者間的端對端連接（P2P 連接）而無須第三方參與。

2.4在醫(yī)療行業(yè)中的應用———遠程醫(yī)療技術

由于我國人口分布不均勻，所以很多醫(yī)療資源位于人口較多且經(jīng)濟比較發(fā)達的區(qū)域———多在大中城市。而在小城鎮(zhèn)或農(nóng)村等地則資源稀缺，造成醫(yī)療供需失衡，這一問題有望通過遠程醫(yī)療技術而得以緩解：首先，偏遠地區(qū)的患者可以借助該技術實現(xiàn)遠程問診，從而接受專家的診斷;再者，通過遠程醫(yī)療技術，也可以避免患者不斷轉(zhuǎn)院帶來的成本和身體風險，使患者能夠?qū)Ｐ闹委煻苊饴猛颈疾ǎ瑴p少交通和住宿的開銷。遠程醫(yī)療技術主要分三個不同部分。

2.4.1遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)

遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)借助計算機遠程網(wǎng)絡通信技術，可以方便地實現(xiàn)專家和患者之間的信息交換，能夠把患者癥狀借助音頻、文本和圖像等方式進行傳輸，從而在患者和醫(yī)者之間建立一個實時的數(shù)字化平臺，進而快速實現(xiàn)專家會診，而不必辛苦奔波，即使在不同的地理位置，也能夠?qū)崿F(xiàn)面對面診斷的效果。如果患者病情復雜，需要聯(lián)合多位專家進行會診，也可借助該平臺實現(xiàn)多方會診，從而將不同地區(qū)、不同領域的專家集結(jié)起來，一起研究病情。

2.4.2遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)

如今，現(xiàn)代化醫(yī)院中的很多監(jiān)護儀器盡管功能強大，但一般都占據(jù)很大空間，有著較大功耗，多難以攜帶或搬運，且由線纜連接，只適合住院的患者使用而不適合需連續(xù)實時監(jiān)護的患者使用。如果能夠利用遠程通信技術進行新設備開發(fā)，從而不再依賴于線纜，便能夠?qū)颊叩纳碇笜藢崿F(xiàn)實時監(jiān)測，然后將數(shù)據(jù)進行實時傳輸，使服務端獲得即時數(shù)據(jù)。

2.4.3遠程醫(yī)療教育系統(tǒng)

醫(yī)療教育資源在地理分布上有著和醫(yī)療資源相同的特點，所以農(nóng)村等偏遠地方的醫(yī)護人員也沒有較好的資源。如果解決了這一問題，可以幫助中小醫(yī)院提升整體醫(yī)護人員的診療水平和能力，從而提高當?shù)氐尼t(yī)療水平。遠程醫(yī)療教育系統(tǒng)則可以通過多媒體方式實現(xiàn)大醫(yī)院醫(yī)療專家的經(jīng)驗及理論傳輸[3] ，并可以實現(xiàn)病例分享，從而使基層醫(yī)護人員也學會相關知識。另外，借助該系統(tǒng)可以實現(xiàn)醫(yī)療專家的手術過程的實時傳輸，從而使基層醫(yī)護人員學習和觀摩，以提高相關技能。

3結(jié)語

“信息孤島”的局面已經(jīng)被計算機遠程網(wǎng)絡通信技術所終結(jié)，該技術目前在各行各業(yè)都得到了應用，在我們的生活中占據(jù)了更高地位，使我們的工作和生活都更加便捷。所以，這一技術理應得到重視，我們應該不斷剖析其內(nèi)涵，深入學習這一技術，從而在該技術的基礎上開發(fā)更加實用的新工具和設備，為解決現(xiàn)實中的實際問題提供支持。