[发明专利]一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统及方法

权利要求书

1.一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统，其特征在于，包括：虚拟云服务器和多个终端计算机单元，所述虚拟云服务器由物理主机、Hypervisor层和云桌面层组成；

所述物理主机用于提供硬件资源，所述物理主机包含至少一个物理GPU；

所述云桌面层中至少包括一个云桌面虚拟单元；

所述Hypervisor层中至少包含一个虚拟机管理单元，所述虚拟机管理单元与所述云桌面虚拟单元一一对应连接；

所述终端计算机单元，与所述虚拟机管理单元一一对应连接；

其中，所述终端计算机单元通过基于SPICE协议的方式连接到Hypervisor层中的虚拟机管理单元；

所述云桌面虚拟单元，包含VM及部署在所述VM中的vGPU和vGPU代理；

所述vGPU为虚拟机操作系统使用的显卡，用于3D计算以及2D渲染；

所述vGPU代理用于vGPU图像数据获取、H264视频压缩编码、视频流数据发送以及检测vGPU是否正常驱动、操作系统版本、显示分辨率和颜色位；

所述vGPU代理，包括图像获取模块、视频压缩模块、视频发送模块和管理控制模块；

所述图像获取模块，用于调用vGPU驱动获取当前vGPU显示图像句柄；

所述视频压缩模块，用于调用vGPU驱动的硬件编码，传入当前获取的图像句柄，设置图像编码为H264视频流；

所述视频发送模块，用于发送H264视频流数据至VMM的视频流接收模块；

所述管理控制模块，用于检测vGPU是否正常驱动、操作系统版本、显示分辨率和颜色位。

2.如权利要求1所述的一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统，其特征在于，所述物理GPU通过SR-IOV导出多个提供GPU计算功能的vGPU。

3.如权利要求2所述的一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统，其特征在于，所述虚拟机管理单元，包括VMM及部署在所述VMM中的VMM数据发送模块、VMM数据接收模块、VMM视频发送模块和VMM视频接收模块；

所述VMM数据发送模块，用于向终端数据接收模块发送非图像或非视频类数据；将信令数据发送到云桌面虚拟机VM内的vGPU代理；

所述VMM数据接收模块，用于接收终端发送的非图像或非视频类数据；接收信令数据；

所述VMM视频发送模块，用于向终端视频接收模块发送图像或视频压缩数据；

所述VMM视频接收模块，用于接收vGPU代理的H264视频流数据句柄；将视频流数据按照VMM视频发送模块的格式进行打包，并将打包后数据发送至VMM视频发送模块。

4.如权利要求1或3所述的一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统，其特征在于，所述终端计算机单元，包括终端计算机及部署在终端计算机上的终端GPU视频流显示模块、终端视频接收模块、终端数据发送模块和终端数据接收模块；

所述GPU视频流显示模块，用于将解码后的H264视频流数据进行显示；

所述终端视频接收模块，用于接收VMM视频发送模块发送的视频流数据，并进行解码；

所述终端数据发送模块，用于向VMM数据接收模块发送非图像或非视频类数据；

所述终端数据接收模块，用于接收VMM数据发送模块的非图像或非视频类数据。

5.一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理方法，采用如权利要求1所述系统，其特征在

于，包括如下步骤：

步骤1：终端计算机单元连接到虚拟机管理单元后，发现云桌面虚拟单元具有vGPU，发送vGPU连接信令到虚拟机管理单元；

步骤2：VMM数据接收模块收到信令数据后将信令数据发送到云桌面虚拟单元内的vGPU代理；

步骤3：vGPU代理中的管理控制模块接收到信令数据后，调用图像获取模块获取云桌面虚拟单元中的vGPU的图形图像信息，并启动视频压缩模块进行视频流的压缩；

步骤4：vGPU代理的管理控制模块发送切换显示模式信令到虚拟机管理单元；

步骤5：虚拟机管理单元内的VMM数据接收模块收到切换显示模式信令后，通过VMM数据发送模块将切换显示模式信令发送到终端计算机单元；

步骤6：终端数据接收模块收到切换显示模式信令后，将终端应用从普通图像显示模式

切换至vGPU视频流显示模式；

所述连接信令包含终端显示分辨率、终端应用窗口信息和终端鼠标设备信息。