一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113254129A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110524590.8(22)申请日2021.05.13(71)申请人贵州海誉科技股份有限公司地址550000贵州省贵阳市南明区花果园国际中心3号A座21层1-7号(72)发明人李凡马勇陈刚王流一李农(74)专利代理机构北京惠智天成知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11681代理人周建(51)Int.Cl.G06F9/451(2018.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统及方法(57)摘要本发明公开了一种云桌面GPU直通虚拟化重定向管理系统及方法，在GPU直通云桌面虚拟机内增加vGPU代理，获取虚拟机内的云桌面的vGPU的图形图像信息，调用物理GPU的硬件编码功能压缩为H264视频流，将该视频流通过VMM传输至终端，终端获取到视频流信息后进行渲染输出，终端通过基于SPICE协议的方式连接到VMM后，启动GPU直通云桌面虚拟机时首先通过QEMU‑KVM原有图形显示方式获取图形图像信息并显示到终端。通过上述方式，本发明能够实现常规QEMU‑KVM显示模式与GPU直通显示模式无缝切换，实现了终端访问方式的统一，便于云桌面交互访问控制；在三维计算、高性能计算等GPU应用基础上，满足了2D/3D软件对硬件渲染加速功能的述求，适配了常规图形图像设计软件的功能需求。CN113254129ACN113254129A权利要求书1/2页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。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。5.如权利要求3或4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。6.如权利要求4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