基于云的零客戶端顯示方案及其優(yōu)化

1、基于云的零客戶端顯示方案及其佐絲 目錄目錄目錄????????????????????????????????????一2摘要????????????????????????????????????????????????．．1A B S T A C T ??????．?．．．．．．．．．．??．?．．．?．．．．．．．．．．??．．．?．．．．．．．．．??．．?．．．．．．．．?．．．??．．．．．．．．?．．?．?．??．．．2第

2、一章 引言???????????????????????????????一31 ．1 本文研究的背景?????????????????????????????一31 ．2 本文研究的內(nèi)容?????????????????????????????一41 ．3 本文研究的必要性?????????????????????????????41 ．4 本文研究的可行性????????????????????????????一41 ．5 本文研究的

3、創(chuàng)新點????????????????????????????．．51 ．6 本文的篇章結(jié)構(gòu)?????????????????????????????．．6第二章U S B 零終端方案的顯示技術(shù)基礎(chǔ)?????????????????????．72 ．1 U S B 零終端硬件介紹????????????????????????????72 ．2 U S B 零終端方案的軟件基本原理介紹?????????????????????72 ．2

4、 ．1 整體軟件方案?????????????????????????????一72 ．2 ．2 零終端方案的圖形架構(gòu)?????????????????????????一82 ．2 ．3 U S B 零終端方案的顯示部分架構(gòu)原理圖???????????????????92 ．3 零終端設(shè)備軟件基礎(chǔ)架構(gòu)及其開發(fā)的概要??????????????????．．92 ．3 ．1 U S B 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及其驅(qū)動軟件?????????????????

5、??????．1 12 ．3 ．2 F r a m e B u f f e r 驅(qū)動介紹?????????????????????????1 12 ．3 ．3 X s e r v e r 及其顯示驅(qū)動的簡單介紹???????????????????．．1 22 ．3 ．4 U S B 零終端設(shè)備的顯示部分的軟件介紹??????????????????．1 32 ．3 ．5 J P E G 壓縮流程簡介??????????????????

6、?????????1 4第三章U S B 零終端方案顯示部分的需求分析???????????????????1 63 ．1 零終端方案顯示部分的功能與性能定位????．．．?????．?????????1 63 ．1 。1 零終端方案顯示部分的整體功能定位???????????????????1 63 ．1 ．2 零終端方案顯示部分的整體性能定位???????????????????1 73 ．2 零終端方案顯示部分的環(huán)境約束?????

7、?????????????????1 73 ．2 ．1 實際方案運行的環(huán)境??????????????????????????．1 73 ．2 ．2 顯示方案優(yōu)化時的開發(fā)和測試環(huán)境????????????????????．1 7第四章U S B 零終端方案顯示部分的具體實現(xiàn)和優(yōu)化????????????????1 84 ．1 零終端方案顯示部分的驅(qū)動實現(xiàn)??????????????????????1 84 ．2 零終端方案顯示部分的G

8、U I 同步優(yōu)化技術(shù)??????????????????2 24 ．2 ．1 G U I 同步優(yōu)化技術(shù)之矩形合并法?????????????????????．2 34 ．2 ，2G U I 同步優(yōu)化技術(shù)之矩形合并法的改進—B L I T 方法????????????2 64 ．3 G U I 同步優(yōu)化技術(shù)之喚醒機制???????????????????????．2 84 ．3 ．1 喚醒機制???????????????????????

9、????????2 84 ．3 ．2 喚醒機制的限制????????????????????????????．2 94 ．3 ，3 定時喚醒機制?????????????????????????????．3 04 ．4 使用’圖像無損壓縮降低U S B 帶寬占用????????????????????．3 14 ．4 ，1 無損壓縮的測試平臺和方法???????????????????????3 14 ．4 ．2 測試使用P N G 無

10、損壓縮方案???????????????????????3 74 ．4 ．3 使用S F A L I C 無損壓縮方案???????????????????????一3 8基于云的零客戶端顯示方案及其優(yōu)化 摘要摘要近年來，云計算等服務(wù)發(fā)展迅速，未來計算機終端的使用方式會發(fā)生改革。使用云，能夠方便企業(yè)數(shù)據(jù)存貯，數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)處理。目前的云服務(wù)必須讓用戶借助一臺完整的p c 來連接。能不能不用p c ，照樣使用云呢? 比如：學(xué)校的機房不需要

11、那么多p c 終端，可以讓6 “ - - - ' 8 個學(xué)生共用一臺高性能s e r v e r ，甚至一個機房所有學(xué)生共享同云服務(wù)器；整個公司的一棟辦公樓的員工通過一個低價簡易的終端機共享公司的私有云。讓用戶不需要P C 也能使用云服務(wù)，就是本文研究方向的方案背景——“零客戶端解決方案”。零客戶端方案是近期開始的一種解決方案，它讓用戶通過一個低價，節(jié)能的S O C 設(shè)備鏈接到云s e r v e r 端( 網(wǎng)絡(luò)或者u s b

12、總線) ，每一個用戶的零客戶端設(shè)備只需要連接顯示器和鍵盤鼠標(biāo)，就能操作云端。大量用戶用相同的方法同時共享云端服務(wù)器。本文內(nèi)容關(guān)注在零客戶端方案的圖像輸出部分：云端如何更有效地把用戶的G U ! 圖像內(nèi)容發(fā)送到用戶的零客戶端設(shè)備上，設(shè)備又是如何與云端合作的。本文的研究目的是使得它能做到低帶寬占用，高流暢度體驗，如同直接使用普通P C 。本文研究環(huán)境是一套通過U S B 總線與主機連接的S O C 設(shè)備，對主機而言，零客戶端是一個“U S

13、B 自定義設(shè)備”，系統(tǒng)沒有軟件可以支持它，本文將該設(shè)備構(gòu)造成了一個U S B 2 V G A 設(shè)備。本文的技術(shù)方法是利用內(nèi)核驅(qū)動模塊為云端主機建立一系列虛擬的圖形接口( 在L i n u x 中就是f r a m eb u f f e r 節(jié)點) ，然后將這些接口接受到的圖形繪制請求直接在各自節(jié)點的系統(tǒng)內(nèi)存空間中完成，最后利用U S B 總線將每一個用戶各自的G U I 數(shù)據(jù)處理后傳送到零終端設(shè)備上。零終端設(shè)備可以使用協(xié)議規(guī)定的算法將真

14、實G U I 圖像還原給用戶。由于需要多用戶共享U S B 總線，因此帶寬的利用率非常重要，從而衍生出一些降低帶寬占用率的方法和算法，例如合并短時間內(nèi)的圖形操作區(qū)域的內(nèi)容，使用P N G 或S F A L I C 無損壓縮算法壓縮G U I 數(shù)據(jù)節(jié)省帶寬，利用零終端設(shè)備上的h a r d w a r eJ P E G d e c o d e r 來降低視頻播放時的幀數(shù)據(jù)傳輸量等。關(guān)鍵詞零客戶端，無損圖像壓縮，U S B 2 V G A