一种低成本桌面虚拟化系统及运行方法技术方案

本发明专利技术公开一种低成本桌面虚拟化系统及运行方法，包括至少两个输入单元；计算节点，用于对信息指令进行计算处理；计算节点和输入单元为多对多映射关系；显示节点，显示节点用于对计算节点计算处理后的信息进行图像显示；每一个显示节点至少连接有一个显示器；显示节点和计算节点通过路由器和交换机进行网络信息交互或通过数据线进行本地信息传输；若虚拟机显示内容复杂且变化，且目前计算节点和显示节点通过网络信息交互，则将该虚拟机热迁移到显示节点适配的计算节点上，然后进行本地显示；当计算节点和显示节点进行网络信息交互时，使用GPU对图像进行纹理编码、解码以降低交互式场景下的图像延迟；还可设置一个计算节点对应多个本地显示节点。多个本地显示节点。多个本地显示节点。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本桌面虚拟化系统及运行方法


[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种低成本桌面虚拟化系统及运行方法。

技术介绍

[0002]现有的电脑使用模式普遍为单电脑主机单用户模式，当有多人需要同时使用电脑情况下：该模式存在硬件购置成本高、硬件资源利用率低、管理维护成本高、电量消耗高、单主机横向扩展能力差等缺陷；
[0003]现在市面上出现了由云主机加瘦客户机终端的虚拟云桌面方式，主要采用VDI构架，其采用“集中存储、集中运算”构架，所有的桌面以虚拟机的方式运行在服务器硬件的虚拟化层上，桌面以图像传输的方式发送到客户端，用户使用的CPU、内存、存储、网络等资源可以按需分配，并且方便集中化管理，由于该模式下客户机终端显示图像需要经过主机压缩、网络传输、客户端解压缩、客户端显示步骤，所以该方式存在主机资源耗费高、用户使用体验较差、图像存在显示延迟、高清视频播放卡顿的缺陷。由于该模式还需要购买瘦客户机终端，所以该方式还存在前期硬件购置成本较高的缺陷。
[0004]进一步，还有一种IDV架构，这种架构是采用集中存储、分布运算的构架，与云桌面技术存在区别，IDV的数据存储集中在后端，镜像存储在本地在客户端安装Hypervisor，然后根据实际需求把服务器上的虚拟机镜像加载到客户端本地使用(本地客户端通常是x86架构的普通计算机)。由于该方案中的计算和显示在本地，所以使用体验上接近于单机单用户模式。但由于一个用户独占一个计算终端，所以硬件资源利用率的单机单用户模式相当，单终端横向扩展能力差。另外，市场上还有使用电脑拖机软件来达到单机多用户的使用目的，由于该方式中多个用户共用一个操作系统，所以存在多用户间系统冲突、数据保密的缺陷。
[0005]总的来说，现有技术中存在的缺陷有a.资源利用率低，主要指单用户独占模式；b.管理维护困难；c.成本高；d.数据安全性差；e.外设兼容性差；f.使用体验差(vdi模式)；g.前期成本投入高；因此，急需一种能够解决上述问题的低成本桌面虚拟化系统及运行方法。

技术实现思路

[0006]针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种低成本桌面虚拟化系统及运行方法，通过将VDI和IDV架构进行整合，引入了本地显示节点和网络显示节点两种模式，克服了VDI架构中图像传输延迟、IDV架构资源利用率低的问题，当使用网络显示模式时：通过引入基于图像分块的纹理编码、解码降低了交互式场景下的图像显示延迟。当使用本地显示模式时：通过单个计算节点可以对应多个本地显示节点，相比于IDV模式提高了计算节点的资源利用率，由于图像直接显示到显示器，所以不存在像VDI模式那样的图像显示延迟。各个计算节点间的负载均衡调度策略为：若该虚拟机显示内容复杂且变化，则该虚拟机较其他虚拟机优先使用本地显示模式。以上方法带来的有利好处为：具有较低的图像显示延迟，相比较于VDI和IDV架构具有更低的硬件购置成本。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种低成本桌面虚拟化系统，包括至少两个输入单元，所述输入单元用于输入信息指令；计算节点，所述计算节点的数量至少为两个，所述计算节点用于对所述信息指令进行计算处理；所述计算节点和输入单元为多对多映射关系；显示节点，所述显示节点用于对计算节点计算处理后的信息进行图像显示；每一个显示节点至少连接有一个显示器；所述显示节点和计算节点通过路由器和交换机进行网络信息交互或通过数据线进行本地信息传输；若虚拟机显示内容复杂且变化，且目前计算节点和显示节点通过网络信息交互，则将该虚拟机热迁移到显示节点适配的计算节点上，然后进行本地显示；当计算节点和显示节点进行网络信息交互时，使用GPU对图像进行纹理编码、解码以降低交互式场景下的图像延迟。
[0008]优选的，所述输入单元包括鼠标和键盘。若为本地显示，单个计算节点外接多个显示器、键盘、鼠标等外设，各个外设间独立互不影响。分配为多个显示节点，供多个用户使用。节省了终端成本，并且图像直接显示，具有很高的用户体验(没有图像显示延迟)。
[0009]优选的，还包括存储单元，所述存储单元通过网络和计算节点连接，用于存储虚拟机和用户数据。
[0010]优选的，还包括虚拟化管理模块，所述虚拟化管理模块将对应的输入单元和显示器进行配套分组。虚拟化管理模块为虚拟化管理软件，主要负责管理用户的虚拟机、usb外设、用户参数、虚拟机热迁移、负载均衡等。
[0011]优选的，还包括瘦终端，所述瘦终端通过网络与计算节点连接，所述瘦终端还与至少一个显示器连接，所述瘦终端和多个显示器组成多个显示节点。
[0012]优选的，当显示节点和计算节点通过网络信息交互时，通过GPU对图像进行基于图像分块的纹理编码、网络传输、解码显示，进而降低交互式场景下的图像延迟。
[0013]还提供一种低成本桌面虚拟化运行方法，应用在上述的单机多用户桌面系统上，还包括以下步骤：
[0014]S1：输入单元接收到外界输入的信息指令，并传输给对应的计算节点；
[0015]S2：若虚拟机显示内容复杂且变化，且目前计算节点和显示节点通过网络信息交互，则将该虚拟机热迁移到显示节点适配的计算节点上，然后进行本地显示；当计算节点和显示节点进行网络信息交互时，使用GPU对图像进行纹理编码、解码以降低交互式场景下的图像延迟。
[0016]优选的，多个显示器和单个计算节点或者瘦终端通过显示器线直接连接时，将显示器和计算节点或者瘦终端共享为多个显示节点，采用以下步骤：显示器管理服务打开计算节点或瘦终端的显卡对应的drm(直接渲染管理器)设备获得文件描述符,并开启linux本地socket(套接字)服务端；然后各个显示器客户端进程向本地socket服务端请求drm master文件描述符，并利用该文件描述符配置对应的显示器及单独控制各个显示器的显示内容。计算节点中没有窗口管理系统(如wayland，x11)，虚拟机显示的内容通过linux系统的drm(直接渲染管理器)显示接口直接显示到显示器，从而每个显示器可以独立工作，各显示器间显示内容互不影响。并且直接显示到显示器不会存在显示延迟，如果经过显示窗口管理系统会增加额外的延迟。
[0017]本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过将VDI和IDV架构进行整合，引入了本地显示节点和网络显示节点两种模式，克服了VDI架构中图像传输延迟、IDV架构资
源利用率低的问题，当使用网络显示模式时：通过引入基于图像分块的纹理编码、解码降低了交互式场景下的图像显示延迟。当使用本地显示模式时：通过单个计算节点可以对应多个本地显示节点，相比于IDV模式提高了计算节点的资源利用率，由于图像直接显示到显示器，所以不存在像VDI模式那样的图像显示延迟。各个计算节点间的负载均衡调度策略为：若该虚拟机显示内容复杂且变化，则该虚拟机较其他虚拟机优先使用本地显示模式。以上方法带来的有利好处为：具有较低的图像显示延迟，相比较于VDI和IDV架构具有更低的硬件购置成本。
附图说明
[0018]图1为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本桌面虚拟化系统，其特征在于，包括至少两个输入单元，所述输入单元用于输入信息指令；计算节点，所述计算节点的数量至少为两个，所述计算节点用于对所述信息指令进行计算处理；所述计算节点和输入单元为多对多映射关系；显示节点，所述显示节点用于对计算节点计算处理后的信息进行图像显示；每一个显示节点至少连接有一个显示器；所述显示节点和计算节点通过路由器和交换机进行网络信息交互或通过数据线进行本地信息传输；若虚拟机显示内容复杂且变化，且目前计算节点和显示节点通过网络信息交互，则将该虚拟机热迁移到显示节点适配的计算节点上，然后进行本地显示；当计算节点和显示节点进行网络信息交互时，使用GPU对图像进行纹理编码、解码以降低交互式场景下的图像延迟。2.根据权利要求1所述的一种低成本桌面虚拟化系统，其特征在于，所述输入单元包括鼠标和键盘的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种低成本桌面虚拟化系统，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元通过网络和计算节点连接，用于存储虚拟机和用户数据。4.根据权利要求1所述的一种低成本桌面虚拟化系统，其特征在于，还包括虚拟化管理模块，所述虚拟化管理模块将对应的输入单元和显示器进行配套分组。5.根据权利要求1所述的一种低成本桌面虚拟化系统，其特征在于，还包括瘦终端，所述瘦终端通过网络与计算节点连接，所述瘦终端还与至少一个显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛春，
申请(专利权)人：成都香巴拉科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：