[發明專利]一種基于網絡的USB設備異步共享方法

在審

• 申請號: 202010583813.3
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111752659A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王浩;李廣斌;蔣關平;羅光輝;毛興龍;蔡翔;何俊
• 申請（專利權）人: 杭州霧聯科技有限公司
• 主分類號: G06F9/451
• 分類號: G06F9/451
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

本發明公開了一種基于網絡的USB設備異步共享方法，通過異步傳輸機制，由客戶端模擬一個請求發給真實的USB設備，當USB設備完成請求以后將請求發給主機端，使得客戶端真實的USB設備操作在主機端虛擬設備都有體現，實現了一種透傳功能。本發明異步傳輸機制適合的場景是：當出現網絡延時或者網絡抖動時，由于請求在網絡上只有一次傳輸時間，能夠極大地降低網絡延時或者抖動帶來的影響。

技術領域

本發明屬于Windows設備驅動開發技術領域，具體涉及一種基于網絡的USB設備異步共享方法。

背景技術

隨著云技術的不斷發展，傳統的網吧模式由于硬件維護，硬件成本升級比較高，因此現在的網吧大多采用云主機模式；在云主機這樣的模式下，由于處在機房的主機端是沒有插入任何外設的，即沒有插入鍵盤和鼠標，而處在網吧客戶機是一個簡單的盒子，盒子端是插有鍵盤和鼠標的，為了將盒子端鍵盤鼠標的操作傳給主機端，需要考慮一種方法來實現這個功能，達到在盒子端操作鍵盤鼠標就像在主機端操作鍵盤鼠標一樣的目的。

為了實現這個目的，目前有很多種方式，比如將盒子端鍵盤鼠標的操作提取出來，通過網絡發給主機端，然后在主機端用消息模擬的方式發給系統，這種方法雖然可行，但是每個系統版本消息實現的方式有所差異，為了兼容每個系統，所做的工作還是比較多的。此外還有一種技術不是通過消息的方式實現，而是通過在主機端創建一個虛擬設備，用來映射客戶端的設備，即客戶端真實設備操作最終會通過主機端的虛擬設備體現出來，這種方式不用去進行每個系統的匹配，不需要做系統兼容的工作。

目前網上已有一種開源項目實現虛擬設備的透傳，這個項目技術的名字叫做USBIP即基于網絡的USB設備透傳技術，該項目技術采取的方案是同步機制，也就是先將主機端虛擬設備的請求發給客戶端，然后客戶端完成請求后將結果再傳回給主機端，這種方式在一種場景下會有嚴重卡頓現象，比如在云電腦場景下，游戲畫面的處理都在云端的主機上，當云端的主機完成處理后，將畫面回傳給網吧客戶機盒子顯示；這個場景下需要實時將盒子端的鍵鼠操作傳給云端的主機，如果網絡有延時、抖動的情況出現，由于USBIP這種基于同步的傳輸方式在網絡上有兩次傳時間，主機端的虛擬設備對游戲的響應會比較慢，嚴重影響用戶的體驗。

對于像USBIP的USB設備透傳技術一般采用同步方式，這種處理方式有一個明顯特點，云端主機的請求在網絡上傳輸有一個來回，當網絡發生抖動的時候，會導致對于像網吧客戶機的鼠標、鍵盤這種設備的操作不能實時傳到云端主機，降低網吧用戶的體驗感；所以就需要提出一種解決方案，讓請求在網絡上的傳輸時間變短。

本發明涉及的就是基于Windows系統的程序，程序包括用戶層和內核層的程序，既涉及Windows應用程序的開發也有Windows內核驅動的開發，技術的重點主要還是在內核驅動的開發上，內核驅動的開發是基于Windows的WDM驅動模型框架開發的。

發明內容

鑒于上述，本發明提出了一種基于網絡的USB設備異步共享方法，通過異步機制，使得客戶端真實的設備操作在主機端虛擬設備都有體現，實現一種透傳功能，能夠降低網絡時延和抖動對鍵鼠操作的延時影響。

一種基于網絡的USB設備異步共享方法，具體地：對于USB-HID設備(如鍵盤、鼠標與游戲桿等)采取異步機制，即由客戶端模擬一個請求發送給真實的USB-HID設備，USB-HID設備完成請求后由客戶端將該請求結果發送給主機端，進而主機端通過虛擬總線驅動完成之前系統發給虛擬設備且被pending(待處理)的請求；由于請求數據在網絡上只有一次傳輸時間，極大地降低網絡延時或者抖動帶來的影響；對于鼠標、鍵盤這種中斷傳輸的設備，一個接口的中斷管道通常只有一個，這樣客戶端就能夠模擬一個請求向中斷管道請求數據。

進一步地，對于非USB-HID設備，仍然采取同步機制，請求在網絡上有來回兩次的傳輸時間。