[发明专利]利用虚拟桌面和GPU透传实现多用户共享图形工作站的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现多用户共享图形工作站的方法，特别是涉及一种使用虚拟桌面技术实现多个用户共享图形工作站的物理资源，每个用户拥有自己独立的桌面；同时，借助于GPU透传技术可以将图形工作站上的多个显卡透传（PASS-THROUGH）分配透传到各个桌面，使得每个用户都拥有确保设计所需要的显卡性能的利用虚拟桌面和GPU透传实现多用户共享图形工作站的方法。

背景技术

GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代的计算机中（特别是家用系统，游戏的发烧友）图形的处理变得越来越重要，需要一个专门的图形的核心处理器。

GPU是显卡的“心脏”，也就相当于CPU在电脑中的作用，它决定了该显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。

NVIDIA公司在1999年发布GeForce256图形处理芯片时首先提出GPU的概念。

GPU能够从硬件上支持T&L（TransformandLighting，多边形转换与光源处理）的显示芯片，因为T&L是3D渲染中的一个重要部分，其作用是计算多边形的3D位置和处理动态光线效果，也可以称为“几何处理”。一个好的T&L单元，可以提供细致的3D物体和高级的光线特效；只不过大多数PC中，T&L的大部分运算是交由CPU处理的(这就也就是所谓的软件T&L)，由于CPU的任务繁多，除了T&L之外，还要做内存管理、输入响应等非3D图形处理工作，因此在实际运算的时候性能会大打折扣，常常出现显卡等待CPU数据的情况，其运算速度远跟不上今天复杂三维游戏的要求。即使CPU的工作频率超过1GHz或更高，对它的帮助也不大，由于这是PC本身设计造成的问题，与CPU的速度无太大关系。

GPU是显示卡的“大脑”，它决定了该显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力，称为“软加速”。3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也即所谓的“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片（也是引脚最多的）。

透传，是Pass Through的英文翻译，有时也称为直传。在这里是指将物理上连接到宿主机，由宿主机操作系统管理的显示卡从宿主机“解绑”，“挂接”到虚拟机上，由虚拟机操作系统管理，就好像是“物理上”连接到虚拟机的显示卡。

传统的图形工作站在需要单人单站，除了费用昂贵，更重要的是不方便远程使用。

为了达到降低成本，同时在实现任何时间、任何地点、通过任何设备都可以访问的目的，需要一台宿主机上可以运行多个不同的虚拟机，从集中的地方即可实现管理。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种使用虚拟桌面技术实现多个用户共享图形工作站的物理资源，每个用户拥有自己独立的桌面；同时，借助于GPU透传技术可以将图形工作站上的多个显卡透传（PASS-THROUGH）分配透传到各个桌面，使得每个用户都拥有确保设计所需要的显卡性能的利用虚拟桌面和GPU透传实现多用户共享图形工作站的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种利用虚拟桌面和GPU透传实现多用户共享图形工作站的方法，所述方法包括如下步骤：

（1）.将图形工作站和复数个客户端部署在同一个局域网内，在图形工作站上配置和客户端数量一样的物理显卡，图形工作站和客户端之间通过网络协议实现相互通信；

（2）.在图形工作站中安装宿主机操作系统、宿主机显卡驱动、虚拟桌面管理模块、显卡透传管理模块、虚拟桌面透传插件、连接协议模块和用户管理模块；

（3）.在图形工作站中创建多个虚拟机；

（4）.在虚拟机上安装虚拟机操作系统，在虚拟机操作系统中，安装有透传的显卡所对应物理显卡的虚拟机显卡驱动，虚拟机操作系统中还安装有桌面连接协议服务，以方便用户通过特定协议，从客户端直接连接虚拟桌面，以使用在虚拟机操作系统上安装的图形应用程序；

安装有虚拟机操作系统、虚拟机显卡驱动、图形应用程序和桌面连接协议服务的虚拟桌面，称为已实现显卡透传的虚拟机；

（5）.在客户端上安装客户端操作系统，在客户端操作系统中安装桌面连接协议客户端管理模块；

安装有客户端操作系统和桌面连接协议客户端管理模块的客户端，被称为能连接虚拟桌面的客户端；