[發明專利]基于SPICE協議的智能支持顯卡直通和虛擬顯卡的顯示方法

有效

• 申請號: 201811265334.6
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109358951B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 鄭理;車烈權;石春剛;李書攀;龔楠;王欣;張笑天
• 申請（專利權）人: 北京京航計算通訊研究所
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發明屬于虛擬化桌面技術領域，具體涉及一種基于SPICE協議的智能支持顯卡直通和虛擬顯卡的顯示方法。所述方法基于顯示系統來實施，所述顯示系統包括：虛擬機、虛擬桌面客戶端、SPICE服務端、物理服務器、虛擬顯卡；所述虛擬機中包括：虛擬機內代理模塊、顯卡驅動；所述物理服務器包括物理顯卡；所述SPICE服務端中包括：顯示信息獲取及控制模塊；與現有技術相比較，本發明沿用了原有SPICE協議，可自適應物理顯卡透傳和虛擬顯卡兩種方式，展示虛擬桌面，與原有系統兼容性高。虛擬機通過virtIO與服務端通信，不直接與客戶端通信，提高系統安全性。

技術領域

本發明屬于虛擬化桌面技術領域，具體涉及一種基于SPICE協議的智能支持顯卡直通和虛擬顯卡的顯示方法。

背景技術

現有的虛擬化桌面方案只能支持虛擬顯卡或顯卡直通方式中的一種，不能同時支持虛擬顯卡和顯卡直通方式。

SPICE是redhat開發的開源桌面虛擬化數據傳輸協議，它從QEMU提供給虛擬機的虛擬顯卡中捕獲顯示信息，通過顯示通道將其發送給SPICE客戶端，應用廣泛，能夠滿足對顯卡要求較低的場景。另一方面，由于玩游戲、視頻播放、視頻處理、3D設計等對顯卡要求較高的需求大量涌現，QEMU提供的性能較低的模擬顯卡已經無法滿足用戶的需求。通過QEMU提供的顯卡直通機制，將服務器上的物理顯卡提供給虛擬機使用，能滿足用戶的高性能顯示需求。為了滿足不同用戶的需求，方案需要同時支持虛擬顯卡和顯卡直通方式的顯示。但是，現有的方案只支持虛擬顯卡或顯卡直通兩種顯示方式中的一種，不能同時支持兩種顯示方式。

1：支持虛擬顯卡的方案：

SPICE協議能夠直接捕獲虛擬顯卡中的命令，進行優化后轉化成SPICE協議消息，最后通過顯示通道發送給客戶端顯示虛擬桌面。由于SPICE獲取顯卡顯示信息的機制限制，其無法捕獲直通給虛擬機的物理顯卡中的顯示信息，導致虛擬化桌面客戶端無法顯示虛擬桌面和使用人員無法操作虛擬桌面。

2：支持顯卡直通的方案：

1)使用虛擬機內部代理直接通過網絡發送顯示信息的方案：

禁用SPICE協議中的顯示通道，將虛擬機聯網并在虛擬機內安裝代理，捕獲物理顯卡中的顯示信息并通過虛擬機的網絡發送給客戶端；然后修改客戶端使其能夠解析通過代理發送過來的顯示信息。該種方法同時修改桌面虛擬化協議的客戶端和服務端，與原有SPICE協議兼容性差。同時，客戶端直接連接互聯網，破壞了宿主機隔離性，降低安全性。

2)基于虛擬機和服務器之間的共享內存傳遞顯示信息的方案：

該方案將虛擬機中的部分內存與物理服務器中的部分內存共享，在虛擬機內安裝代理，捕獲物理顯卡中的顯示信息并將其寫入到共享內存中，然后修改SPICE協議的服務端，讀取共享內存中的顯示信息并通過SPICE原有的顯示通道，將顯示信息發送給客戶端。該類方法需要在QEMU中增加共享內存分配和管理機制，管控復雜度高，實現難度大。

現有方案的缺點是不能同時支持虛擬顯卡和顯卡直通兩種方式。

對于僅支持虛擬顯卡的方案，其性能不能滿足用戶的高性能需求。

對于僅支持顯卡直通的方案，對原有SPICE協議的改動較大，與原有基于SPICE協議的虛擬化桌面系統兼容性差；因為不支持虛擬顯卡，在不需要高性能顯示需求時造成資源浪費。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何提供一種智能支持顯卡直通和虛擬顯卡的顯示方法，要求其與SPICE協議兼容性高，且能夠同時支持虛擬顯卡和顯卡直通兩種方式；且虛擬機不直接與服務端或客戶端通信，增強安全性。

(二)技術方案