CN105376074B - 一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统，所述的局域网内设有I/O数据服务器、客户端操作系统服务器群和至少一个客户端计算机；该方法包括：步骤1：客户端计算机发送引导请求；步骤2：I/O数据服务器返回初始启动验证包；步骤3：客户端计算机输入验证信息；步骤4：I/O数据服务器对客户端计算机进行验证并开始计时；步骤5：验证成功后，客户端计算机利用I/O数据服务器建立的通信通道，通过UDP协议(TCP协议或自有协议)读取相应的客户端操作系统服务器提供的系统包文件，完成操作系统的启动。该局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统易于实施，安全性高。

Description

一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统。

背景技术

目前，现有的客户端计时验证技术都是采用应用层解决方案，即计时验证客户端程序为一个应用软件，安装在每台客户端计算机的操作系统上，每次客户端计算机开机后，先启动操作系统，完成后再加载验证以及计时的客户端软件，计时验证客户端软件再根据验证与计费服务端指令锁定或解锁操作系统桌面。

如公开号为102820974A的中国专利公开了一种基于移动通讯网络的网吧管理系统及实现方法，申请号为201110151926.7。该方法的核心步骤为：客户端装有操作系统，网吧管理系统根据移动终端发送的上机请求，查找并获取网吧电脑的空位信息；网吧管理系统生成用于使用空位上的电脑的上机验证码；网吧管理系统将所述空位信息和所述上机验证码发送至移动终端，以供移动用户到空位上的电脑上机。

现有的这种验证方式，其存在的缺点是显而易见的：当用户利用操作系统漏洞绕过这种客户端软件的桌面锁定或阻止此客户端软件运行或通过破解软件终止客户端软件的进程时，验证与计时服务端就对此客户端计算机失去了控制，从而用户可以无管控地上机，造成客户端计算机控制上的混乱；另外，一般计时验证客户端软件在客户端机器上安装有监控和保护模块，实时监控和保护计时验证客户端进程正常运行，并实时通知服务端最近状况，同时也会阻止其它一些软件进程对本客户端的干预，以确保本客户端的正常运行，但是，这样的监控模块会给操作系统本身稳定性带来很多不可预知的问题，同时也会影响到其它软件在本操作系统上的运行，带来很多不兼容的问题，还有监控模块需要实时监控和反馈，这会占用很多的系统资源，导致客户端机器运行缓慢。因此，有必要设计一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统，该局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统易于实施，安全性高。

发明的技术解决方案如下：

一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，所述的局域网内设有I/O数据服务器、客户端操作系统服务器群和至少一个客户端计算机；

I/O数据服务器：为本局域网数据控制中心，用于对所有客户端计算机操作系统启动之前的用户验证以及计时控制，对所有计时信息、用户信息(还可以进一步包括收费信息)、客户端计算机的状态信息进行存储；

客户端操作系统服务器群：是一个文件服务器群，由多台文件服务器组成，存储有本局域网中所有客户端计算机所需的操作系统和文件，并能接受I/O数据服务器的指令从而给本局域网中的客户端计算机提供操作系统和文件交换；

客户端计算机的启动过程包括以下步骤：

步骤1：客户端计算机开机硬件自检后，通过网卡bootrom程序广播一个包含本机网卡MAC地址的引导请求；

步骤2：I/O数据服务器收到该引导请求后，分配给该客户端计算机机器名、IP地址、子网掩码、I/O数据服务器端的IP地址以及一个初始启动验证包，并将以上数据【包括分配给该客户端计算机机器名、IP地址、子网掩码、I/O数据服务器端的IP地址】打成数据封包发给该客户端计算机；

步骤3：客户端计算机收到I/O数据服务器的数据封包后，部署I/O数据服务器分配给本机的机器名、IP地址、子网掩码，然后(利用TFTP协议或其他协议)从I/O数据服务器下载初始启动验证包并在内存里运行该初始启动验证包，初始启动验证包加载成功后弹出用户验证界面，在用户验证界面输入用户验证信息，然后将用户输入的验证信息封包发给I/O数据服务器，等待I/O数据服务器验证；

步骤4：I/O数据服务器收到用户验证信息后，验证该用户验证信息是否为有效时长的用户信息，完成验证后，I/O数据服务器启动对该用户的服务计时(或者说计费)，然后为该客户端计算机与相应的客户端操作系统服务器建立通信通道，并发出数据包告知客户端计算机执行下一步操作系统选择操作，同时把与之相对应的客户端操作系统服务器的IP地址信息和它提供的客户端操作系统包路径地址信息、客户端文件数据包路径地址信息封包发给客户端计算机；

步骤5：客户端计算机收到I/O数据服务器发送过来的验证成功的信息和客户端操作系统服务器地址信息包(包括：客户端操作系统服务器的IP地址，它提供的操作系统包和文件数据包路径地址信息)后，运行操作系统选择操作界面，在操作系统选择界面展示出I/O数据服务器提供的相应可选的客户端操作系统服务器系统包的名称，自动或手动选择后，客户端计算机利用I/O数据服务器建立的通信通道，读取【通过UDP协议(TCP协议或自有协议)读取】相应的客户端操作系统服务器提供的系统包文件，完成操作系统的启动。

步骤3中的用户验证信息为用户名和密码【该用户名和密码可以在服务点取得或者其他途径(如网上支付购买)获得。所有用户名和密码会保存在I/O数据服务器的数据库中。【用户名可以是：证件号、手机号、用户自定义字符和数字、随机生成字符和数字；密码可以是：用户自定义或随机生成的字符和数字】。

步骤3中的用户验证信息能通过使用手机扫描用户验证界面的二维码的方式获得【具体操作：用手机扫描用户验证界面的二维码，二维码为WEB地址链接，点击进入云服务器的WEB页面，填入相关信息(如：用户信息)，选择需要的服务(如购买时长)，网络支付费用，收到用户验证信息。】

当某一用户所预设的时长即将到达时，I/O数据服务器会马上给该用户所在的客户端计算机发送续时提醒信息，当该用户预设的时长完全用完且用户没有续时的情况下，I/O数据服务器会通知客户端操作系统服务器群停止对当前服务的用户所对应的客户端计算机任何数据的交换(交互)，可以进一步关闭该用户所在的客户端计算机。【当重新开启该客户端计算机时，必须重新验证才能启动操作系统。】

I/O数据服务器与云服务器通过互联网相连；云服务器为建立在互联网的服务器群，【云服务器存储着与I/O数据服务器上的本地数据库完全相同的数据库】，云服务器与I/O数据服务器之间信息共享，且数据库实时同步；用户或管理者使用互联网访问云服务器【如智能手机，PC机、笔记本电脑、平板电脑等】通过WEB方式访问云服务器，用户能使用互联网设备获得用户验证信息，【可以进一步购买时长，预订某台客户端计算机。管理者可以使用互联网设备查询局域网所有客户端计算机运行状态，查询用户验证信息等所有信息统计等。】

局域网内还设有服务点；服务点：为1个或多个，用于对I/O数据服务器所有数据信息、功能模块的展示和操作，相当于I/O数据服务器的操作端。主要功能：收取用户费用给用户建立验证信息并设置时长；对于不收费的场所，用于录入用户信息然后建立用户验证信息并设置时长，

I/O数据服务器中具有数据库，数据库中存储有不同用户的用户相关信息，用户相关信息包括用户名、密码和状态信息【用户时长，是否有效用户，是否高级用户等】。

一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制系统，包括客户端操作系统服务器群、I/O数据服务器和至少一个客户端计算机；客户端操作系统服务器群、I/O数据服务器至少一个客户端计算机连成局域网；采用前述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法对客户端计算机的启动实施控制。

I/O数据服务器中具有数据库，数据库中存储有不同用户的用户相关信息，用户相关信息包括用户名、密码和状态信息【是否有效用户，是否高级用户等】。

本发明的核心是在客户端计算机操作系统启动之前完成用户验证并启动计时，让客户端计算机由传统的硬盘启动改为从网络启动，在本局域网内架设I/O数据服务器和客户端操作系统服务器群，通过验证步骤后，才允许客户端计算机启动操作系统并开始计时控制。

有益效果：

本发明的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法及系统，本方法的主要步骤如下：步骤1：客户端计算机发送引导请求；步骤2：I/O数据服务器返回初始启动验证包；步骤3：客户端计算机输入验证信息；步骤4：I/O数据服务器对客户端计算机进行验证并开始计时；步骤5：验证成功后，客户端计算机从客户端操作系统服务器获取系统包文件，完成操作系统的启动。本发明的优势在于，不仅能防止客户端验证和计时软件被破解，而且能减少客户端系统进程，提高客户端计算机的运行速度，还有由于不需要进程监控和保护模块，所以不存在与操作系统和与其它软件的兼容性问题，从而提高操作系统的稳定性。

另外，由于采用本发明的方案，必须先通过验证才能进入操作系统，所以从根本上彻底杜绝客户机绕过客户端软件非法上网的情况。该技术介于客户机的硬件层和系统层之间，由于此时操作系统尚未加载启动，所以不存在被破解的可能，安全性高；同时由于不需要庞大的客户端程序，所以大大减轻了操作系统的负担，使操作系统稳定性和兼容性得到保障，也不再担心客户端进程被终止而导致客户端计算机处于失控和脱管状态。

附图说明

图1是局域网内客户端计算机的启动、计时控制系统的网络拓扑图；

图2是局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法的实现流程图。

图中：1：云端服务器；2：I/O数据服务器；3：客户端操作系统服务器群；4：服务点；5：客户端计算机；6：手机及其他移动设备；①②③④⑤：客户端通过验证进入操作系统所经历的步骤。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

在图1中，以I/O数据服务器(2)为中心，通过互联网连接远方的云端服务器(1)，通过局域网与客户端操作系统服务器群(3)和服务点(4)和客户端计算机(5)相连，手机及移动设备端(6)跨平台通过互联网连接云端服务器(1)。

云端服务器(1)：

建立在互联网的服务器，对所有计时、计费数据信息的存储，管理，提供不同平台展示和查询。

I/O数据服务器(2)和服务点(4)属于本地局域网管理端，服务点又可以称为收费点；

I/O数据服务器(2)：

1、管理：控制本局域网内所有客户端计算机(5)的启动和关闭，计时，管理；

2、数据库：负责所有计时计费信息，收费信息，用户信息，本局域网内所有客户端计算机(5)的信息等所有数据的存储；

3、同步：接收云端服务器(1)指令，把本地数据库信息上传至云端服务器(1)，保持本地数据库与云端服务器(1)数据库实时数据信息同步。

4、给服务点(4)提供数据操作通道；

服务点(4)：

技术说明：对I/O数据服务器(2)所有数据信息，功能模块的展示、操作，相当于I/O数据服务器(2)的操作端，服务点可以有多个点。

实际应用场景：

服务人员：对上机人员收费，建立用户信息，统计和查询收费情况，了解本网情况，服务人员交接等功能；

管理人员：对本网的计时计费、收费、用户信息查询，统计，分析，监控本网计算机情况等。

客户端操作系统服务器群(3)：

是一个文件服务器群，通常由多台文件服务器组成，存储着本网所有客户端计算机(5)所需的操作系统和文件，接受I/O数据服务器(2)的指令，给本网所有客户端计算机(5)提供操作系统和文件交换。

客户端计算机(5)：

给上机人员提供直接服务的机器，受控于I/O数据服务器(2)，所有操作系统所需数据和文件都来源客户端操作系统服务器群(3)的提供。

手机及移动设备端(6)：

通过互联网与云端服务器(1)连接，再经云端服务器(1)与I/O数据服务器(2)的连接，跨平台与本地局域网的I/O数据服务器(2)以及客户端计算机(5)建立联系，主要功能有：管理人员可以通过手机及移动设备端(6)查看和管理本网所有情况；上机人员可以通过手机及移动设备端(6)支付费用直接验证上机或预定座位等功能。

如图2中，一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，所述的局域网内设有I/O数据服务器、客户端操作系统服务器群和至少一个客户端计算机；

I/O数据服务器：为本局域网数据控制中心，用于对所有客户端计算机操作系统启动之前的用户验证以及计时控制，对所有计时信息、用户信息(还可以进一步包括收费信息)、客户端计算机的状态信息进行存储；

客户端操作系统服务器群：是一个文件服务器群，由多台文件服务器组成，存储有本局域网中所有客户端计算机所需的操作系统和文件，并能接受I/O数据服务器的指令从而给本局域网中的客户端计算机提供操作系统和文件交换；

客户端计算机的启动过程包括以下步骤：

步骤1：客户端计算机开机硬件自检后，通过网卡bootrom程序广播一个包含本机网卡MAC地址的引导请求；

步骤2：I/O数据服务器收到该引导请求后，分配给该客户端计算机机器名、IP地址、子网掩码、I/O数据服务器端的IP地址以及一个初始启动验证包，并将以上数据打成封包发给该客户端计算机；

步骤3：客户端计算机收到I/O数据服务器的数据封包后，部署I/O数据服务器分配给本机的机器名、IP地址、子网掩码，然后利用TFTP协议从I/O数据服务器下载初始启动验证包并在内存里运行该初始启动验证包，初始启动验证包加载成功后弹出用户验证界面，在用户验证界面输入用户验证信息，然后将用户输入的验证信息封包发给I/O数据服务器，等待I/O数据服务器验证；

步骤3中的用户验证信息为用户名和密码【该用户名和密码可以在服务点取得或者其他途径(如网上支付购买)获得。所有用户名和密码会保存在I/O数据服务器的数据库中。【用户名可以是：证件号、手机号、用户自定义字符和数字、随机生成字符和数字；密码可以是：用户自定义或随机生成的字符和数字】。

步骤3中的用户验证信息能通过使用手机扫描用户验证界面的二维码的方式获得【具体操作：用手机扫描用户验证界面的二维码，二维码为WEB地址链接，点击进入云服务器的WEB页面，填入相关信息(如：用户信息)，选择需要的服务(如购买时长)，网络支付费用，收到用户验证信息。】

当某一用户所预设的时长即将到达时，I/O数据服务器会马上给该用户所在的客户端计算机发送续时提醒信息，当该用户预设的时长完全用完且用户没有续时的情况下，I/O数据服务器会通知客户端操作系统服务器群停止对当前服务的用户所对应的客户端计算机任何数据的交换(交互)且关闭该用户所在的客户端计算机。【当重新开启该客户端计算机时，必须重新验证才能启动操作系统。】

步骤4：I/O数据服务器收到用户验证信息后，验证该用户验证信息是否为有效时长的用户信息，完成验证后，I/O数据服务器启动对该用户的服务计时(或者说计费)，然后为该客户端计算机与相应的客户端操作系统服务器建立通信通道，并发出数据包告知客户端计算机执行下一步操作系统选择操作，同时把与之相对应的客户端操作系统服务器的IP地址信息和它提供的客户端操作系统包路径地址信息、客户端文件数据包路径地址信息封包发给客户端计算机；

步骤5：客户端计算机收到I/O数据服务器发送过来的验证成功的信息和客户端操作系统服务器地址信息包(包括：客户端操作系统服务器的IP地址，它提供的操作系统包和文件数据包路径地址信息)后，运行操作系统选择操作界面，在操作系统选择界面展示出I/O数据服务器提供的相应可选的客户端操作系统服务器系统包的名称，自动或手动选择后，客户端计算机利用I/O数据服务器建立的通信通道，通过UDP协议(TCP协议或自有协议)读取相应的客户端操作系统服务器提供的系统包文件，完成操作系统的启动。

I/O数据服务器与云服务器通过互联网相连；云服务器为建立在互联网的服务器群，【云服务器存储着与I/O数据服务器上的本地数据库完全相同的数据库】，云服务器与I/O数据服务器之间信息共享，且数据库实时同步；用户或管理者使用互联网访问云服务器【如智能手机，PC机、笔记本电脑、平板电脑等】通过WEB方式访问云服务器，用户能使用互联网设备获得用户验证信息，【可以进一步购买时长，预订某台客户端计算机。管理者可以使用互联网设备查询局域网所有客户端计算机运行状态，查询用户验证信息等所有信息统计等。】

局域网内还设有服务点；服务点为1个或多个，用于对I/O数据服务器所有数据信息、功能模块的展示和操作，相当于I/O数据服务器的操作端。主要功能：收取用户费用给用户建立验证信息并设置时长；对于不收费的场所，用于录入用户信息然后建立用户验证信息并设置时长。

I/O数据服务器中具有数据库，数据库中存储有不同用户的用户相关信息，用户相关信息包括用户名、密码和状态信息【用户时长，是否有效用户，是否高级用户等】。

实施例2：一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制系统，包括客户端操作系统服务器群、I/O数据服务器和至少一个客户端计算机；客户端操作系统服务器群、I/O数据服务器和至少一个客户端计算机连成局域网；采用前述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法对客户端计算机的启动实施控制。

I/O数据服务器与云服务器通过互联网相连；云服务器为建立在互联网的服务器群，【云服务器存储着与I/O数据服务器上的本地数据库完全相同的数据库】，云服务器与I/O数据服务器之间信息共享，且数据库实时同步；用户或管理者使用互联网访问云服务器【如智能手机，PC机、笔记本电脑、平板电脑等】通过WEB方式访问云服务器，用户能使用互联网设备获得用户验证信息，【可以进一步购买时长，预订某台客户端计算机。管理者可以使用互联网设备查询局域网所有客户端计算机运行状态，查询用户验证信息等所有信息统计等。】

本系统还包括服务点，服务点为1个或多个，用于对I/O数据服务器所有数据信息、功能模块的展示和操作，相当于I/O数据服务器的操作端。主要功能：收取用户费用给用户建立验证信息并设置时长；对于不收费的场所，用于录入用户信息然后建立用户验证信息并设置时长，

I/O数据服务器中具有数据库，数据库中存储有不同用户的用户相关信息，用户相关信息包括用户名、密码和状态信息【是否有效用户，是否高级用户等】。

Claims (9)

1.一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，所述的局域网内设有I/O数据服务器、客户端操作系统服务器群和至少一个客户端计算机；

I/O数据服务器:为本局域网数据控制中心，用于对所有客户端计算机操作系统启动之前的用户验证以及计时控制，对所有计时信息、用户信息、客户端计算机的状态信息进行存储；

客户端操作系统服务器群：是一个文件服务器群，由多台文件服务器组成，存储有本局域网中所有客户端计算机所需的操作系统和文件，并能接受I/O数据服务器的指令从而给本局域网中的客户端计算机提供操作系统和文件交换；

客户端计算机的启动过程包括以下步骤：

步骤1：客户端计算机开机硬件自检后，通过网卡bootrom程序广播一个包含本机网卡MAC地址的引导请求；

步骤2：I/O数据服务器收到该引导请求后，分配给该客户端计算机机器名、IP地址、子网掩码、I/O数据服务器端的IP地址以及一个初始启动验证包，并将以上数据打成数据封包发给该客户端计算机；

步骤3：客户端计算机收到I/O数据服务器的数据封包后，部署I/O数据服务器分配给本机的机器名、IP地址、子网掩码，然后从I/O数据服务器下载初始启动验证包并在内存里运行该初始启动验证包，初始启动验证包加载成功后弹出用户验证界面，在用户验证界面输入用户验证信息，然后将用户输入的验证信息封包发给I/O数据服务器，等待I/O数据服务器验证；

步骤4：I/O数据服务器收到用户验证信息后，验证该用户验证信息是否为有效时长的用户信息，完成验证后，I/O数据服务器启动对该用户的服务计时，然后为该客户端计算机与相应的客户端操作系统服务器建立通信通道，并发出数据包告知客户端计算机执行下一步操作系统选择操作，同时把与之相对应的客户端操作系统服务器的IP地址信息和它提供的客户端操作系统包路径地址信息、客户端文件数据包路径地址信息封包发给客户端计算机；

步骤5：客户端计算机收到I/O数据服务器发送过来的验证成功的信息和客户端操作系统服务器地址信息包后，运行操作系统选择操作界面，在操作系统选择界面展示出I/O数据服务器提供的相应可选的客户端操作系统服务器系统包的名称，自动或手动选择后，客户端计算机利用I/O数据服务器建立的通信通道，读取相应的客户端操作系统服务器提供的系统包文件，完成操作系统的启动。

2.根据权利要求1所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，步骤3中的用户验证信息为用户名和密码。

3.根据权利要求1所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，步骤3中的用户验证信息能通过使用手机扫描用户验证界面的二维码的方式获得。

4.根据权利要求1所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，当某一用户所预设的时长即将到达时，I/O数据服务器会马上给该用户所在的客户端计算机发送续时提醒信息，当该用户预设的时长完全用完且用户没有续时的情况下，I/O数据服务器会通知客户端操作系统服务器群停止对当前服务的用户所对应的客户端计算机任何数据的交换。

5.根据权利要求1所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，I/O数据服务器与云服务器通过互联网相连；云服务器为建立在互联网的服务器群，云服务器与I/O数据服务器之间信息共享，且数据库实时同步；用户或管理者使用互联网访问云服务器。

6.根据权利要求1所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，局域网内还设有服务点；服务点:为1个或多个，用于对I/O数据服务器所有数据信息、功能模块的展示和操作，即服务点是I/O数据服务器的操作端；主要功能：收取用户费用给用户建立验证信息并设置时长；对于不收费的场所，用于录入用户信息然后建立用户验证信息并设置时长。

7.根据权利要求1-6任一项所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法，其特征在于，I/O数据服务器中具有数据库，数据库中存储有不同用户的用户相关信息，用户相关信息包括用户名、密码和状态信息。

8.一种局域网内客户端计算机的启动、计时控制系统，其特征在于，包括客户端操作系统服务器群、I/O数据服务器和至少一个客户端计算机；客户端操作系统服务器群、I/O数据服务器和至少一个客户端计算机连成局域网；采用权利要求1-6任一项所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制方法对客户端计算机的启动实施控制。

9.根据权利要求8所述的局域网内客户端计算机的启动、计时控制系统，其特征在于，I/O数据服务器中具有数据库，数据库中存储有不同用户的用户相关信息，用户相关信息包括用户名、密码和状态信息。