远程开机的实现分析

这次开发的需求很简单，就是想使用移动端通过互联网实现对主机的开机、关机、休眠、睡眠以及重启的控制。

明确了需求后就开始构思解决方案，在此过程中，通过互联网了解到市场上存在能完成该任务的产品。于是我就开始对其中的HiPC^[1]进行了了解，发现该产品由软件端（小程序及pc端应用）和硬件端（类似二次开发的网卡）组成，再结合搜索到的资料，我大致了解整个过程的实现思路。

HiPC的实现思路

该实现思路为本人摸索得出，仅供参考，侵权删！

下载并使用HiPC的PC端应用程序后不难发现，仅使用该程序就可以配合小程序经过互联网完成对PC的远程关机、休眠、睡眠以及重启控制，而想使用开机功能（无论通过局域网还是广域网）则需要购买其硬件产品。将焦点放在PC端程序还发现，若想完成上述操作，该程序还必须在PC上正常运行。

除开机外其他控制的实现

经过简单的分析发现，此应用与云服务器建立了WebSocket连接，使得该应用能够将PC的实时状态上传至服务器，同时使小程序能及时更新PC数据，并完成对PC的操作控制。

1. HiPC.exe后台监控PC状态，并通过WebSocket传输数据给服务器
2. 小程序发送指令至服务器，服务器通过WebSocket将指令转发给HiPC.exe使其执行相应指令

![HiPC实现逻辑][hipc-process]

通过以上的方式使得用户能脱离局域网完成对PC除开机以外的其他控制。

开机功能的实现

开机功能实质是唤醒PC，在PC进入关机、休眠、睡眠状态下，系统中原有的运行程序将停止正常工作。因此，无法再通过上述的逻辑实现远程唤醒操作。

这时候再将关注点放在硬件设备上，即HiPC售卖的PCI-E设备。经过简单分析，初步判断该设备为经过特定编程开发的网卡，实质通过WoL^[2]完成对主机的唤醒。使用WoL需要有两个前提：1.主板支持；2.网卡支持。实现简单的局域网唤醒^[3]满足以上两个条件经过简单设置就能实现，简单的原理就是处在同一局域网内的某设备向目标PC的网卡地址发送UDP数据包，网卡接收到指定格式数据后通过主板唤醒主机。

然而想完成远程唤醒，还需要满足一个较苛刻的条件，即实现外网向内网指定网卡发包。绝大部分家庭使用的网络IP都是动态的，大部分家庭网络IP更是经过多层路由转发，因此其网关WAN IP都有可能是内网IP，而内网对于外网而言是透明的。由此，实现精准发包就需要下一点功夫了，这也是HiPC配合硬件端完成的工作。

在已经实现局域网内开机功能后，经过了几天的探索，最终确立了能够实现远程控制的方案。

方案

1. 局域网实现对PC的控制

   需要：主板支持；网卡支持；

   • 局域网开机可以根据WoL网络唤醒实现
   • 其他操作完全可以下载HiPC.exe完成

2. 广域网实现对PC的控制

   需要：主板支持；网卡支持；路由器支持；服务器；公网IP；

   • 依照WoL原理，从服务器发送udp数据包，经过互联网传输到有公网IP的网关WAN口，通过端口映射进入内网，通过路由器将数据包转发给指定网卡

   

   • 其他操作依赖HiPC.exe

对于除开机外的其他操作，虽然可以完全手写，但个人觉得完全没必要。

远程开机实现细节

该实现细节建立在方案1完成的前提下，依照【局域网使用WoL网络唤醒】可完成方案1实施

依照上述方案2实现通过互联网远程唤醒主机，需要考虑的问题如下：

Q：为什么不使用花生壳做内网穿透？

A：在进行方案尝试时，是存在使用花生壳的想法的，但是在具体实施时发现了问题：计算机需要保持花生壳客户端的运行才能使内网穿透正常，对于待唤醒的PC，这点自然无法满足。个人认为花生壳适合用于搭建服务器，使用户能通过互联网访问到本地服务器资源，与本需求相悖，同时也确实没有必要。在路由器上使用花生壳提供的DDNS服务时，总是会有莫名的错误导致无法达到预期效果，最终放弃了这个方案。

Q：为什么要进行网关和路由器的端口映射？

A：本需求只要求某PC网卡能接收到来自公网的数据包。拥有公网IP的WAN口可以直接收到来自互联网的数据包，这时对网关进行端口映射使指定外部端口映射到内网某IP的端口，使得来自公网的数据能够被内网的设备接收到。若目标PC与网关间存在其他路由器，则相应路由器中也应该做好端口映射，以保证目标设备能接收到转发的数据包。

Q：即便申请到了公网IP，家庭用网的公网IP是动态的，如何确保发包目的地址为目标PC网卡？

A：网络运营商虽然可以接受个人申请使用公网IP，但是非专线（固定公网IP）的用户使用的公网IP是动态的。由于同一网关下的所有连接设备都共用一个公网IP，所以一开始设想让目标PC定时发送公网IP给服务器供其更新。随后觉得这个想法不合理，如果公网IP在PC未启动时更新，奈何？所以想到使用移动端代替原设想中PC的功能。移动设备设置自动化任务，通过指定API获取最新的公网IP发送至服务器供其更新。

总结

在网卡和主板支持的前提下，基本可以无压力的实现局域网内的开机控制。而仅使用HiPC开发的应用程序就能实现远程（通过互联网也可）控制PC关机、休眠、重启等操作。若在不购置开机卡的前提下想通过互联网完成开机控制，就多少需要花些心思了。

References