[发明专利]基于网络的通用USB设备跨平台透传方法

说明书

本发明公开了一种基于网络的通用USB设备跨平台透传方法，即主机端与瘦终端之间采用USB透传协议实现USB网络共享，可以实现一台云主机为多个平台的瘦终端提供云服务，解决了一个云主机仅能为一个平台的瘦终端提供云服务的问题，施工人员不必再为不同平台的瘦终端单独配置云主机群，可以仅配置一个云主机群。本发明可以实现多人使用不同平台的瘦终端共享使用一台云主机，也可以共享使用USB设备；本发明USB透传协议可以跨平台，共用一个主机端程序，跨平台开发时可以减少工作量，提升开发效率。

技术领域

本发明属于云电脑技术领域，具体涉及一种基于网络的通用USB设备跨平台透传方法。

背景技术

随着5G的到来和网络性能的大幅提升，云电脑作为一个主流技术正在逐步改变人们的电脑使用习惯，云端电脑与本地电脑的区别越来越小，即使是对操作实时性要求较高的游戏。

云电脑通常将多台高性能主机放置于互联网机房，这些高性能主机一般安装windows系统，称为主机端；用户可以通过多种类型的设备终端使用云端主机，例如低配电脑、android/ios手机、机顶盒、浏览器等，这些设备终端称为瘦终端。

云电脑大多需要将瘦终端的键盘、鼠标共享到主机端上使用，在所有的USB共享方案中，USB透传技术是其中最理想的一种，它能使共享出的USB设备跟本地瘦终端的设备的功能是几乎一样。

USB(Universal Serial Bus)是一种支持热插拔的高速串行传输总线，它使用差分信号来传输数据，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是目前PC领域主流的外部接口技术，例如常见的U盘、键盘、鼠标等设备大多数均是通过USB接口协议通信。

USB网络共享技术是通过网络将A机器的USB设备共享到B机器上使用，为了统一USB的接口、协议、电气特性等所制定的规范文档，USB规范大致可以分为几个标准，主要有USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.0等，最新的是USB4；USB设备针对具体的设备规范，主要有存储设备、音频设备、视频设备、HID设备等；USB主机控制器规范，主要有OHCI、EHCI、XHCI。

USB传输模式是USB根据不同的传输需求制定的传输规范，是USB规范的一部分，分为四种传输模式：控制传输，中断传输，批量传输，同步传输，USB采用轮询的广播机制传输数据，所有的传输都是由主机发起。其中控制传输(Control Transfers)是一种可靠的双向传输，所有USB设备都必须支持的传输模式，主要负责设备的初始化，读取设备信息和设置设备。中断传输(Interrupt Transfers)其实是一种伪中断，其本质是主机通过固定间隔对中断断点轮询，所有的传输都只能是主机发起，是一种延迟有限的可靠传输，也是一种单向的传输，所谓单向传输并不是仅支持一个方向的传输，而是数据仅能由设备到主机，主机发出的只是轮询包，一般用于键盘、鼠标等HID设备。批量传输(Bulk Transfers)适合数据量比较大，但对时间没有要求的传输，是一种可靠的单向传输，但延迟没有保证；批量传输一般处于最低优先级，一般用于U盘、移动硬盘等存储设备。同步传输(IsochronousTransfers)适合对时间要求比可靠性要求高的传输，同步传输不支持重传，但是传输是实时的，要求数据必须以固定速度抵达，可以容忍错误，具有最高优先级，一般用于耳机、麦克风、摄像头等设备。libusb是一个开源的跨平台的访问USB设备的C库，将不同平台的访问USB的方法封装成一个统一的接口，从而可以做到跨平台移植，目前支持Linux、macOS、Windows。

目前的云电脑大多仅支持共享基本的USB设备的基本功能，例如键盘、鼠标、手柄等HID设备，大多是瘦终端通过按键消息的模式共享给主机端，主机端再通过本地虚拟出一个HID设备进行转发，导致有些控制按键不支持、HID设备厂商的宏功能不支持、主机端的设备参数与瘦终端的不一致等问题；再例如USB耳机，也是通过主机端录音，然后再到瘦终端播放的方式实现的，其他的USB设备，例如U盘、移动硬盘、打印机几乎都不支持。