[发明专利]基于USB重定向实现USB设备网络共享的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于USB重定向实现USB设备网络共享的系统及方法，涉及虚拟化与云计算领域。该系统包括用户管理主机和虚拟化平台，虚拟化平台包括至少2个节点，一个节点作为控制节点，其余节点作为计算节点，每个计算节点设有至少一台虚拟机；虚拟化平台中所有节点均用于模拟虚拟的USB设备，用作提供USB设备的服务端或接受USB设备的客户端，某一节点下的USB设备能通过Passthough模型分配给该节点下的虚拟机使用，还能通过网络共享到其他节点下的虚拟机。本发明能与现有的Passthrough模型结合使用，实现整个资源池中USB设备的共享，解决了虚拟机迁移时USB设备不能迁移的问题，操作简单方便。

技术领域

本发明涉及虚拟化与云计算领域，具体是涉及一种基于USB重定向实现USB设备网络共享的系统及方法。

背景技术

在云计算虚拟化场景中，虚拟机通常运行在物理服务器上，物理服务器放置在中心机房，用户通过浏览器或客户端登录管理界面对虚拟机进行管理。为了简化系统维护管理，提高系统负载均衡，增强系统错误容忍度和优化系统电源管理，或者当服务器的硬件资源不足时，需要将当前服务器上的虚拟机，迁移到环境相同的另一台服务器上，保证虚拟机能正常使用，更希望不需要重新分配USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)设备，虚拟机就能使用原来的USB设备。

目前的虚拟机只能使用其所在服务器上的USB设备，通过Passthrough模型将设备独占式地分配给指定的客户域，使该域具有最高的I/O(Input/Output，输入输出)访问性能。

Pass-through模型具有以下优点：

(1)不需要模拟设备进行请求转换，故访问速度高；

(2)客户机能根据最新硬件，加载对应驱动，可充分发挥新硬件功能；

(3)客户机可以直接操纵硬件设备，提高I/O性能。

当把虚拟机从源服务器迁移到目的服务器后，如果虚拟机要使用源服务器上的USB设备，必须到机房把USB设备从源服务器上拔下来，插到当前虚拟机所在的服务器，再重新分配。现有的USB设备无法随虚拟机的迁移一起迁移，使得用户操作变得繁琐。

目前，业界一般是采用USB/IP方式来实现USB设备网络共享。参见图1所示，在client端，VHCI Driver相当于USB主机控制器，主要用于USB虚拟的attachment(分配)和detachment(移除)，并能初始化远端的USB设备。在server端，Stub Driver相当于USB per-device driver。Stub driver可以将USB/IP请求解析为USB请求，并提交到真正的USB设备。

通常将插有USB设备的服务器当作server端，将目的虚拟机当成client端使用。这样，服务器就需要添加服务端的功能模块，虚拟机需要添加客户端的功能模块。而且服务端开启一个守护进程，等待客户端的连接，虚拟机的内核也要满足一定要求，这样就限制了USB设备网络共享的作用范围，而且增加了资源的损耗。

给每个节点添加支持USB/IP的所有功能模块，这样每个节点既能被当成服务端使用，也能被当成客户端使用。采用USB/IP方式实现USB设备网络共享，可以将USB设备从一个节点映射到另一个节点，然后通过USB本地共享(Passthrough)分配给节点下的虚拟机。

但是，发明人发现：通过USB/IP方式实现USB设备网络共享后，共享的USB设备不能再经过Passthrough分配给虚拟机使用，导致基于USB/IP实现USB设备网络共享的方法无法与Passthrough模型结合使用。

发明内容