[发明专利]远程图形传输系统、方法及云服务器

说明书

本发明公开了一种远程图形传输显示系统、方法及云服务器，云服务器上的虚拟机利用Hook程序对加载到该虚拟机上的GPU显存中、供与虚拟机相关联的客户端显示用的图形进行捕获，所捕获的图形传输客户端进行显示。这样，在云服务器中的具有GPU资源的虚拟机的桌面画面就可以在网络可达的客户端进行显示，并且可以充分利用GPU资源进行高帧率图形输出，以满足使用要求更高的使用场景需求。

技术领域

本发明属于计算机系统领域，具体涉及一种远程图形传输显示系统、方法及云服务器。

背景技术

远程图形/桌面协议将远程计算机上的图形/桌面传送到本地设备进行显示，同时将本地设备的操作返回到远程计算机进行响应。远程图形/桌面协议为用户在本地访问远程计算机提供了便利，例如，用户可以使用Windows远程桌面的Microsoft桌面协议（RDP，Remote Desktop Protocol）访问远程的windows计算机等。随着云计算的兴起，此种类型协议的应用场景扩大到虚拟桌面（VDI，Virtual Desktop Infrastructure），可以将云服务器上的虚拟机中的图形/桌面交付给本地客户端进行处理和使用。

免费的远程图形协议有Microsoft RDP、独立计算环境简单协议（SPICE，SimpleProtocol for Independent Computing Environment)、虚拟网络控制台（VNC，VirtualNetwork Console)、TeamViewer、腾讯QQ远程桌面等。商业版的远程图形协议有 CitrixICA、VMware Blast、Huawei HDP等。这些协议分别应用于各自的虚拟桌面产品中，其中Citrix XenDesktop、VMware Horizon、华为FusionCloud占据主流地位。故实际商业用途中，除了以上提到的几家厂商外，都需要研发自己的远程传输协议，并且该协议还必须支持3D显示，才能将GPU显存中的图形传送到客户端进行显示。

云服务器中的虚拟机通过虚拟化方式使用图形处理器（GPU，GraphicsProcessing Unit），关于GPU的虚拟化方式，目前通常采用的是：

基于NVIDIA GRID的vGPU虚拟化方案。目前，主要虚拟化产品厂商Citrix、VMware和华为均采用这一虚拟化方式，基于NVIDIA生产的Grid K1/K2，Tesla M6/M10/M60，TeslaP4/P6/P40/P100等型号的GPU，通过虚拟化管理层组件（Hypervisor）完成GPU资源的切分，将GPU切分成一定数量的vGPU，通过时分复用的方式将GPU交付给多台虚拟机使用。Hypervisor也叫虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor），是一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间软件层，它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机，从而允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件。当云服务器启动并执行Hypervisor时，它会给每台虚拟机分配适量的内存、CPU、网络和磁盘，并加载所有虚拟机的客户操作系统。

从NVIDIA 在2013年首次推出vGPU方案到现在，NVIDIA只为XenServer和ESXi这两种虚拟化平台提供了配套的“管理软件”，这两种虚拟化平台分别对应的就是Citrix、VMware和华为的虚拟化产品，而目前市场上的其他虚拟化产品厂商无法使用NVIDIA GRID的vGPU方案，并且，由于是通过时分复用的方式将GPU交付给多台虚拟机使用，每个用户分得的GPU能力会损耗和被限制，存在图形延迟和图形帧率限制。并且，以前的虚拟机使用的由软件虚拟出的实际不存在的逻辑显卡，所有的图像信息被打包给这个虚拟显卡，但是虚拟显卡的命令是由CPU执行的，所以说实际上你运行虚拟机的时候图像信息和其他命令都是交给CPU的，效率很差。

上述现有技术存在以下不足之处：