基于IOCP的远程屏幕监控系统

　　随着网络技术的不断发展，远程桌面共享技术已经越来越多地运用于远程办公、教育培训、远程监控等方方面面。微软在Windows NT 3.5中引入了IOCP(I/O Completion Port，I/O完成端口)，该模型被广泛应用于大规模的网络服务器之上，远程屏幕监控服务器利用IOCP可以同时有效地对多个客户端屏幕进行监控。

　　1 远程屏幕监控系统的总体结构

　　在Windows系统中，对于大型的服务器应用一般设计为C/S模式，通过在客户端和服务器之间建立网络连接来实现信息的传输。对于服务器来说，在同一时间可能需要监控多个客户端屏幕，在远程屏幕监控系统的大致结构如图1所示。

　　由被监控的客户端捕捉屏幕图像，经过压缩之后实时地传输给服务器，服务器打开一个窗口，并将收到的客户端屏幕图像数据显示在该窗口中，如需对客户端进行控制，则服务器端将该窗口中捕捉到的鼠标键盘消息发送到客户端，客户端收到此消息后模拟出鼠标键盘点击事件，实现远程控制。采用IOCP机制，只需要为数不多的几个线程就同时为多个客户端提供服务，并且效率远高于其它网络模型。

　　2 IOCP机制的基本原理

　　IOCP是性能最好的一种I/O模型。它是应用程序使用线程池处理异步I/O请求的一种机制。在处理多个并发的异步I/O请求时，以往的模型都是在接收请求时创建一个线程来应答请求。这样就有很多的线程并行地运行在系统中。而这些线程都是可运行的，Windows内核花费大量的时间在进行线程的上下文切换，并没有多少时间花在线程运行上。再加上创建新线程的开销比较大，所以造成了效率的低下。

　　IOCP的目标是实现高效的服务器程序，它克服了一般并发模型的不足，其方法是在初始化完成端口的时候创建一定数量的服务线程。当系统完成I/O操作之后，向服务器完成端口发送I/O completion packet，此时线程池中的线程在完成端口上排队等待I/O操作的完成。如果在完成端口上没有收到I/O completion packet，这些线程处于睡眠状态。否则，这些线程按照后进先出(LIFO)的方式被唤醒，并完成后续数据处理操作。

　　3 服务器设计

　　远程屏幕监控服务器的核心功能是将接收到的客户端的屏幕图像显示到一个服务器端窗口中，服务器通过此窗口对客户端进行远程控制。为了提高系统可靠性，网络协议采用面向连接的TCP协议，利用TCP协议中的拥塞避免以及超时和差错重传机制可以确保数据在传输的可靠性。

　　3.1 服务器监听套接字的实现

　　在服务器端建立IOCP模型时，首先需要建立一个监听套接字，对于监听套接字，并不将它与完成端口相关联，而是调用WSAEventSelect为监听套接字注册FD_ACCEPT网络事件。该函数的声明如下：