虚拟桌面操作系统中的USB外设支持及权限控制

对外设的支持，是桌面云和传统PC机的一个重要的区别。传统PC 机，在接入各种外设时，均在PC机本地处理。基本上，所有的外设都是基于PC机模式来设计的，但是采用桌面云方案之后，之前PC机本地处理的外设，需要重定向到服务器端处理，这与传统PC机模式区别很大。

桌面云环境下外设重定向（以USB为例）处理时序工作原理如图3-6所示。

由于不同的外设，在桌面云环境下，解析协议各不相同，在传统PC 机下能正常工作的各种外设，在桌面云环境下，可能会面临不可识别或不可用等问题。另外，不同的外设，所需要的驱动程序也各不相同，所以，外设重定向成为桌面云系统一个技术考量重点。

目前，市场上的外设种类繁多，从接口来看，主要包括：串口、并口、USB接口、VGA 接口、HDMI接口等。其中VGA 接口或者是HDMI接口，是显示接口，基本是PC机或者云终端必须具备的。串口和并口等接口，相对而言不是特别多了，通常在一些科研环境下，还留存有串口和并口，多作为实验用途，目前使用最广泛的是USB接口，尤其是USB 2.0和USB 3.0接口，使用十分广泛。

图3-6　桌面云环境下外设重定向处理时序工作原理

1.USB接口的发展和优势

USB 1.0是在1996年出现的，速度只有1.5Mb/s，1998年升级为USB 1.1，速度大大提升到12Mb/s。在部分旧机器上还能看到这类标准接口。

USB 2.0规范是由USB 1.1演变而来的。它的传输速率达到了480Mb/s，折算为MB为60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。

USB 3.0 由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP 等业界巨头组成的，USB 3.0 Promoter group宣布，该组织负责制定的新一代USB 3.0 标准已经正式完成并公开发布。USB 3.0的理论速度为5.0 Gb/s，其实只能达到理论值的50%，接近于USB 2.0的10倍。USB 3.0的物理层采用8b/10b编码方式，这样算下来的理论速度也就4Gb/s，实际速度还要扣除协议开销，在4Gb/s基础上要再减少一点。可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。

USB设备主要具有以下优点。

（1）可以热插拔。就是用户在使用外设时，不需要关机再开机等动作，而是在电脑工作时，直接将USB插上使用。(www.xing528.com)

（2）携带方便。USB设备大多以“小、轻、薄”见长，对用户来说，随身携带大量数据时，很方便。当然USB硬盘是首要之选了。

（3）标准统一。大家常见的是IDE 接口的硬盘、串口的鼠标键盘、并口的打印机扫描仪，可是有了USB之后，这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等。

（4）可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接几个设备，如果接上一个有4个端口的USB HUB时，就可以再连上4个USB设备。以此类推，尽可以连下去，将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题（注：最高可连接至127个设备）。

2.外设权限控制的精度和广度

对外设的支持，是虚拟化领域的一项技术难点和技术重点。确切地说，目前还没有任何一家厂商可以百分之百支持所有的外设。当然，对于大多数用户而言，也没有必要去要求虚拟化系统支持所有的外设，只要支持业务系统中常见的一些基本外设就可以满足通常的需求。

以教育行业为例，外设是比较多的。例如，中小学普教的外设，如电子白板、电子教鞭、USB加密狗、移动存储设备、高拍仪、电子触摸屏等，通常是外设支持的难点和重点；在图书馆中，一卡通设备、电子扫描枪也是必须要考虑支持的设备。

按照总类划分，USB外设可粗略划分为15个大类以上。对USB 外设的支持，除了要求支持的设备覆盖面比较广之外，还需要进行精确权限控制，这也是考量USB外设优劣的一个重要指标，尤其在某些特殊行业，对USB设备的重定向以及精确权限控制存在一定需求。

除USB外设之外，传统PC机上常见的串口、并口等设备的重定向目前还是虚拟化领域一个还未成熟解决的问题。从市场上来看，目前大多数厂家的外设支持仅限于USB 设备，对于串口和并口的支持，通常可以使用转接线转接为USB，间接来支持这些复杂接口。