中文题目
基树莓派跨台桌面交付协议设计
英文题目
Remote Desplay Protical design based on Raspberry Pi
摘
云接入指单台实现桌面应虚拟化提供固定移动终端融合接入统工作空间帮助客户固定办公移动办公环境桌面应数进行统理发布聚合种基云计算终端户计算模式种模式中应程序云数中心运行应程序需终端安装户通终端云接入协议连接云设计中心运行云数中心程序获取程序运行结果
伴公司技术发展水持续提高公司开始出现种类型电子产品原IT产业限制公司部团队旧留存众传统PC需充足资源外外网接入异登录时全面确保公司信息安全世界连接互联网设备具体出货状况PC占值断降低2015年智手机出货量概13亿部根分析美国天手机时间1时天电脑时间半时移动带便利高效全新生活发展形式公司IT架构需持续适应种新变化
云接入妥善处理类问题高效创建公司IT基础结构外高效职员账户开展全面监进行跨台操作
设计目标基树莓派跨台桌面交付协议设计旨运行云机中虚拟化Windows操作系统桌面通局域网交付TC（瘦终端题中树莓派作瘦终端）时实现USB重定功鼠标键盘U盘等USB外设正常
关键词：桌面云虚拟化云计算树莓派
Abstract
Cloud access refers to the realization of desktop and application virtualization from a single platform providing a unified working space for fixed and mobile terminal converged access helping customers to manage publish and distribute desktops applications and data in fixed office and mobile office environments polymerization It is a cloudbased enduser computing model In this mode all applications are running in the cloud data center and applications do not need to be installed on the terminal The user connects to the cloud design center through the terminal cloud access protocol and runs the program in the cloud data center to obtain the results of the program operation
With the continuous deepening of the enterprise information process various electronic devices have been added to the enterprise Due to the shackles of traditional IT enterprise IT teams still need to maintain a large number of traditional PCs This requires not only a lot of manpower and material resources but also can not guarantee the security of enterprise data when external network access and remote login are performed Shipments of globally connected Internet devices show that PCs have become smaller and smaller In 2015 smartphone shipments reached nearly 1293 billion units According to the survey Americans spend an hour a day on a smartphone and spend half an hour a day on a tablet Mobile brings new ways of entertainment communication media and business Enterprise IT infrastructure must constantly adapt to this new change
Cloud access solves these problems very well It not only can quickly build enterprise IT infrastructure but also can quickly manage employee accounts and achieve crossplatform operations
The design goal is to design a crossplatform desktop delivery protocol based on the Raspberry Pi The goal is to deliver the virtualized Windows operating system desktop running on the cloud host to the TC through a LAN Terminal) and at the same time realize the USB redirection function so that USB peripheral devices such as mouse keyboard and U disk can be used normally
Keywords VDI（Virtual Desktop Infrastructure） Virtualization Cloud Computing Raspberry Pi
目录
第1章 引言 2
11 研究背景意义 2
12 国外研究现状 2
121 国外研究现状 2
122国研究现状 3
13 容工作安排 3
第2章 桌面云交付协议原理 5
21远程显示 5
22外设重定 6
23音频处理 8
24章结 8
第3章 桌面云交付协议设计 9
31 协议连接序列 9
32图显示 11
321绘图数生成 11
322 绘图命令数处理 13
323位图数处理流程设计 14
323 显示模块 15
33RDP协议设计 18
331 RDP程序模块 19
332客户端底层模块设计 21
34频处理模块设计 22
35标信息处理模块 23
36章结 25
第4章 测试环境搭建 26
41 云机环境搭建 26
411 Ubuntu系统安装 26
412 QEMUKVM安装 26
42 云机网桥配置 27
43章结 28
第5章 台功测试 30
51 测试环境 30
52 系统功测试 30
521 系统连接测试 30
522 功测试 31
53 系统性测试 32
531 云机性测试 32
532网络占情况 33
54 章结 36
第6章 总结展 37
71 工作创新点 37
72 续研究工作展 38
参考文献 39
致谢 41
附录B 英文翻译 42
第1章 引言
11 研究背景意义
原桌面环境户信息存放PC部泄密漏洞较外会受种网络攻击进造成数缺失云接入桌面环境终端信息彼分割终端仅仅显示设施具备储存功全部桌面数汇聚公司数库需害怕公司智力资产泄密外TC认证连接加密传送等安全制度确保云接入桌面系统稳定性
原桌面系统问题频发根研究般400台PC机需专业IT员负责维修外PC维护环节（问题申报>安排员维护>问题定位>开展维护）般需24时云接入桌面环境中确保资源理维护简单便利节约IT资源
外节约资源没噪音TC部署定程度处理密集办公环境温度噪音难题TC办公室噪音五十分贝降十分贝环境更加适合工作TC液晶显示器综合功耗概60W终端低损耗高效减少降温成外云接入桌面处理方案具备安装便利部署效率高优势顾客现场需服务器电开展云接入桌面软件导式装置联系网络开展关业务配置利开展业务发放定程度提升效率
12 国外研究现状
121 国外研究现状
目前国外云接入领域关键技术桌面云接入协议技术目前业界知名微软RDP协议思杰ICA红帽Spice协议（接入协议关键技术非仅指通信协议身包括协议服务器端实现客户端实现）桌面协议包括具体远程显示远程控制远程音频远程外设等关键技术目前桌面云应操作系统基微软Windows操作系统桌面交付协议针Windows系统显示外设音频等功设计
122国研究现状
国生产桌面云解决方案厂家华Fusion Cloud深信服aDesk等中系统架构异交付协议着定设计目标均量低网络占提供客户体验中流厂家均1Mbps网络占提供稳定服务解决方案均包含瘦终端（TC）设计树莓派作瘦终端进行开发设计客户端服务器端软件实现功
13 容工作安排
文划分成五方面
第部分叙述文章背景国家关远程桌面客户端发展情况开展分析研究部分具备典型性远程桌面客户端作功问题文容结构开展科学筹划
第二部分理研究基设计目标中提出点求进行分析找行解决办法种办法进行分析
第三部分设计目标具体实现设计目标分析中找行效解决方案开展代码编写实现时期技术难点处理方式开展叙述
第四部分测试环境搭建结束代码编写需装机测试检测功否预期运行情况相符进行测试环境搭建
第五部分具体测试部分交付协议功模块进行单独整体测试保证代码运行预期情况相符合针测试中出现瑕疵进行调整重写
部分总结展
第2章 桌面云交付协议原理
21远程显示
桌面云交付协议中远程显示技术表面较简单技术通操作系统接口抓取屏幕容定压缩处理客户端显示服务器端屏幕容
需远程显示容PC显示器拉远端样通常Windows操作系统中计算机屏幕显示需图形接口Windows图形子系统Windows图形驱动交互接口Windows显示驱动显卡显示器方面构成参考图21容
图21 计算机屏幕显示原理
交付协议远程显示中显然缺失Windows显示驱动部分果Windows显示驱动发显卡数传输瘦终端显卡达远程显示效果目前业界实现通常会运行虚拟化台中虚拟机安装远程虚拟显示驱动通虚拟显示驱动高性获取显示图形指令数数传送远程客户机进行显示通常应程序会通 Windows台提供接口绘图图形接口调会通 Windows图形子系统转换调虚拟显示驱动中（图形接口调暂称图形指令）图形指令部参数描述图形程序具体显示数传输远程客户端进行重新绘制显示图22
图22 桌面云容远端客户端显示原理
然果传输未压缩RGB图服务器端获取图非常巨树莓派置100MBps网卡远远够需加入许优化处理通常采图进行损压缩通缓存监视服务客户端间冗余数交换方式设计中采取通Win32API抓取Windows操作系统实时显示画面抓取图位图颜色缓存方式发送客户端中降低带宽需求
22外设重定
通系统常外设种类USB外设口外设串口外设等目前USB外设占流解决USB外设支持满足目前流行外设硬件支持实现该部分功需认识目前传统USB外设工作原理
图23 USB实现原理示意图
参考图23容全部USB外设般务软件部分USB总线驱动应需采USB外设需USB设施驱动开展交互中者工作全部USB总线驱动交互设施数硬件交互全部总线驱动负责USB总线驱动着手软件层面科学模式USB总线驱动硬件交互远程化转化USB总线驱动远程客户机USB硬件总线交互图24
图24 桌面云USB外设支持示意原理图
利虚拟机部完成虚拟USB总线驱动客户端硬件设施开展通信交互交互非直接通信时客户端增设虚拟USB设施驱动利虚拟化USB设备驱动客户机USB总线驱动完成交互出现设施插入时者会出现新设备进入刻启动虚拟化USB设备驱动实例假出现众设施需时定时需众虚拟USB设备驱动实例开始运作设施真实USB设备驱动安装运作虚拟机USB总线驱动完成交互虚拟机USB设备驱动说存较感知应程序没太感知原远程种数交互会带延时设备驱动设计时候考虑超时处理种方法够支持种外设
23音频处理
通常桌面协议服务器端虚拟机里面实现音频驱动音频驱动会 Windows音频子系统（音频引擎）进行交互放音阶段音频驱动收 Windows音频子系统发送音频数压缩处理传输桌面云客户端客户端进行解码进行放音录音阶段客户端获取客户端录音数数进行压缩传输服务器端服务器端进行解码音频驱动返回 Windows音频子系统图25
图25 桌面云音频输入输出实现原理
24章结
协议旨通图形显示信息远程计算机传输户 输入命令户传输远程计算机方便户远程计算机系统交互 中输入命令远程计算机重播述协议供应扩展传输制度户远程计算机运作组件间开展单独通信
第3章 桌面云交付协议设计
31 协议连接序列
服务器端客户端需交换交换图形信息外设信息音频信息确保述种数服务器端客户端进行效交换设计中服务器端客户端信息交换需图31示方法进行通信
图31 协议连接初始化程
整连接序列分8阶段
1） 连接初始化：客户端通发放Class 0 x224连接请求数包开启操作响应Class 0 x224连接确认数包点说 客户端服务器间发送续数封装x224 数协议数包中
2） 基设置信息交换：通MCS连接初始化数包MCS连接响应数包 客户端服务器间交换基设置连接初始数包中含GCC（Generic Conference Control ）创建请求 连接响应数包中含GCC创建响应两GCC 数包包含设置数 (核心数安全数网络数)客户端服务器端读取
3） 通道连接程：基设置信息交换完成客户端会服务器端发送MCS建立域请求链接发送MCS附加户请求包数包时带MCS域户ID服务器端收二者恢复MCS附加户响应数包述数包涵盖户通道ID号通信程结束通客户端序发送虚拟通道请求数包服务端序回复虚拟通道应答包客户端利进入户输入输出全部静态虚拟通道
RDP安全初始化：假设RDP安全加密机制开启(GCC会议
创建请求包参数相关)时客户端发送相关数包部分中包含加密32字节机数述数加密公钥原GCC会议创建应答包嵌入数包述环节结束两者述32位加密机数形成会话密钥进加密解密双方RDP通信信息假加密制度实施时RDP通信包涵盖加密安全头X224MCS包头标示通信数否加密(便客户端服务端通信数需加密然反通信信息需全部加密)
4） 安全设置数交换 安全信息包含户名密码动连接Cookie等利客户端数包发放部分述数包通常RDP安全设置交换发假低安全等级RDP连接缺少安全设置交换程部分信息数包通常全部虚拟通道创建发出
5） 证书发放阶段 证书交换目标服务端客户端发送单证书客户端存放述证书然时候(安全等级设置高)客户端许需缺少证书接收存放实际证书传播时期服务端否加载采认证组织确定述时期否需安全等级需求相关
6） 功需求信息置换 服务端利功需求数包发放支持功汇聚客户端应答包含全部求功集合具体确认数包回接全面研究述需求确认数包具体构造
7） RDP连接完成时期 时期客户端服务器端数次交换数包完成RDP连接细节时期客户端发送服务端数包会受数包波者影响接数包需序发
32图显示
321绘图数生成
服务端 PDU 先进行相应整合操作出RDP 容信息进通图流程开展解压分类等操作具体绘图信息
处理取 RDP 容先头部字段判定具体数种类根压缩情况判定具体状态假需话提前解压进入续流程假存压缩问题马进入续流程参考 Type 字段值判定数块具体类型假窗口类型数块需进入应处理流程出相关信息开展参数更新假图更新类数需进行相应处理利update Type 数值判定具体情况假位图更新数进入位图更新数处理环节出位图数假 Palette 更新数需步入 Palette 更新数环节绘图命令数述程出绘图命令信息位图信息关键部分绘图命令数需应处理模块负责位图信息需应模块处负责
图32 绘图数生成流程图
322 绘图命令数处理
时期出绘图命令数利命令数 order_type 类型判定命令种类划分种类寻找合适处理方式具体处理环节参考33容
图33 绘图命令数处理流程
假 order 命令数续环节相简洁需 order 命令类型调种接口开展图绘制假 secondary 命令数代表述数块数处理存放缓存区马播放处理secondary 命令环节：
（1）第判定 secondary 命令具体种类假位图存储命令数进入第二步假字体图存储命令数进入第三步
（2）述命令数开展整合位图参数信息应存储位图数缓存索引参考位图信息压缩情况没压缩处理存放相应缓存假压缩提前进行解压存放特定缓存
（3）字体图存储命令数需字具体参数参考长度字段出实际数情况字体图数出应缓存参数数进行缓存
323位图数处理流程设计
位图数桌面图片呈现关键方面题呈现需帮助类数处理详情参考图34容先数块num_updates 标志位值统计出需换数目处图数代表单长方形显示块包含起始位置具体坐标（左角） 宽高压缩参数等进入处理循环实际时期全部结束条件设定处理次数超 num_updates循环序读取位图参数数判定压缩状态假没初数假压缩需提前解压出原位图容
图34 位图数处理流程设计
323 显示模块
显示模块rdp 重呈现模块包含显示初始化更新作 rdp 远程桌面需远程机完成彼交互桌面更新需实时呈现 rdp 桌面述功完成逻辑处理模块需CC++代码负责中桌面显示信息接收缓存需 C 语言完成底层数处理模块负责方式般代码：
{
HDC hdc
int negHeight
HBITMAP bitmap
BITMAPINFO bmi
BYTE* cdata NULL
UINT32 dstFormat srcFormat
negHeight (height < 0) height height * (1)
hdc GetDC(NULL)
bmibmiHeaderbiSize sizeof(BITMAPINFO)
bmibmiHeaderbiWidth width
bmibmiHeaderbiHeight negHeight
bmibmiHeaderbiPlanes 1
bmibmiHeaderbiBitCount GetBitsPerPixel(dstFormat)
bmibmiHeaderbiCompression BI_RGB
bitmap CreateDIBSection(hdc &bmi DIB_RGB_COLORS (void**) &cdata NULL 0)
if (data)
freerdp_image_copy(cdata dstFormat 0 0 0 width height data srcFormat 0
0 0 &wfc>contextgdi>palette FREERDP_FLIP_NONE)
if (pdata)
*pdata cdata
ReleaseDC(NULL hdc)
GdiFlush()
return bitmap
}
调调 C功函数更新图片函数 Bitmap 类址修改具体信息部分更新桌面显示图片更新部分容参数（x y x + width y + height）更新部分（xy）坐标左角起点长width 宽 height 区假时更新桌面容需调GDI绘图完成代码：
void wf_gdi_register_update_callbacks(rdpUpdate* update)
{
rdpPrimaryUpdate* primary update>primary
update>Palette wf_gdi_palette_update
update>SetBounds wf_gdi_set_bounds
primary>DstBlt wf_gdi_dstblt
primary>PatBlt wf_gdi_patblt
primary>ScrBlt wf_gdi_scrblt
primary>OpaqueRect wf_gdi_opaque_rect
primary>MultiOpaqueRect wf_gdi_multi_opaque_rect
primary>LineTo wf_gdi_line_to
primary>Polyline wf_gdi_polyline
primary>MemBlt wf_gdi_memblt
primary>Mem3Blt wf_gdi_mem3blt
update>SurfaceFrameMarker wf_gdi_surface_frame_marker
}
void wf_update_canvas_diff(wfContext* wfc)
{
RECT rc_client rc_wnd
int dx dy
GetClientRect(wfc>hwnd &rc_client)
GetWindowRect(wfc>hwnd &rc_wnd)
dx (rc_wndright rc_wndleft) rc_clientright
dy (rc_wndbottom rc_wndtop) rc_clientbottom
if (wfc>disablewindowtracking)
{
wfc>diffx dx
wfc>diffy dy
}
}
现图显示模块全面完成利部分更新形式高效提升整体反应效率促户感知延迟变尤 4G 网络 Internet 网络条件述优点充分体现
33RDP协议设计
RDP 协议遵 T120 协议求完成 T128 应程序点享制度部分需涵盖户态核态两部分模块述层次具备部分 MCS功RDP 户态完成RDP 扩展协议RDPWSX 负责接收处置源客户端报文信息登陆处理(Winlogon)会话理器（SMSS）运行时服务(Csrssexe)模块全部户态调RDP 核态执行包含 TERMDD（终端服务器设施驱动）RDPWD（ 控制台驱动设施） TDTCP等众部分具设施驱动虚拟通道通信图形显示等部分作 Windows 7中某做终端服务(termsrvexe)进程理服务部分般功涵盖会话监初始化暂停事件告知
户会话空间涵盖核态户态两方面前者位MultiWin子系统众户会话映射WIN32KSYS设施驱动子系统RDP显示设施驱动模块者映射Win32子系统
会话连接具体程：RDP 系统监听源 TCP 3389 端口应客户求报文TCPIP 交连接请求予 TERMDD 模块负责请求转移 RDPWSX模块应请求终端服务进程建设单线程服务相关请求户会话空间映射终端服务进程负责 RDP 协议收发信息操作环节遵 OSI 七层协议模型应程序传播信息目前通环节进行处理 MCS 控制重操作包网络层协议寻址传送终部分返回数根实际序处理包头解密直交数转移应程序操作RDP 协议般处理 OSI 协议族第四七层数基序进行种操作终完成传输务RDP 报文数键盘输入等部分
331 RDP程序模块
RDP 客户端设计般划分成两方面 RDP 程序模块客户端底层设计模块
前者般实现RDP 协议者利设计调节Linux 系统程序网算机硬件台整合起促彼间障碍融合 RDP程序般包含两部分彼间留存接口RDP协议模块般解析部协议具体台间没关系GUI模块般理图形显示鼠标容传播具体台没关系图 35详细结构图
图35 RDP程序结构
RDP程序实施配置文件选取服务器IP址机IP址等参数联系服务器全面连接创建窗口载登陆界面步入窗口消息循环程序负责鼠标键盘指令处理传播RDP数参考RDP协议层次结构模块分类成TCP层ISO层MCS层SEC层RDP层文件tcpcisocmcscseccrdpc完成功分类分类成RDP会话连接数传送解析RDP 数整合传
1） RDP会话连接
RDP协议层均涵盖connectdisconnect函数创建连接TCP层着手RDP层断开连接方式样TCP连接先采LinuxAPI函数Socket建设套接字connect函数服务器确定联系必须部分利结束开展ISO连接
ISO连接：利连接服务器发放connect请求connectcomfirmISO利连接假利调tcp_disconnect()断开连接
MCS连接：ISO利连接开始发放mcs请求必须次种想响应mcs连接利完结假法利完结调iso_disconnect()断开连接连接利会创建需虚拟通道SEC连接：MCS利连接出想部分信息继处理述容
RDP连接：SEC利连接服务器发放登陆信息包（login_info_packet）服务器会返回单demandactivePDU客户端次数单元开展众性设定（包含位图定制数种缓存等）
2） RDP数接受解析
服务器创建连接会创建窗口Microwwindows提供select制度套接字描述符增加窗口消息循环序列套接字描述符等数接收事件形成开始窗口消循环假服务器传播信息Microwindows会发送单窗口指令相关消息处理函数进行相应操作述程般负责接受tcp数流开始解析部分传送终RDP层出应数流
3） RDP数处理
通接收解析服务器载信息出RDP数单元述容进行分类开展科学处理确保清晰桌面显示RDP数类型般涵盖鼠标光标更新铃声等种类处更新数位图定制调色板等信息定制数定制辅定制两类
鼠标光标数般POINTER_MOVEPINTER_COLOR等应处理移动新建等相关数存储缓区RDP协议51颜色支持256色述颜色16位色桌面显示颜色做前提正式开启时直接载调色板通全局形式存放桌面颜色变动明显时候会传播全新调色板全新调色板覆盖前调色板
位图数划分成非压缩压缩两部分数者提前进行解缩位图数没调色板应前需载
定制数涵盖DestinatonBltFrameLineDesktopSAveMemoryBlt等种类处理方式调GUI函数辅定制数涵盖ColorCachefontCacheBitmapCache等种类具体结构定制数类型更处理放ordersc图形显示容放mwinc缓存放cachec
4）数传
传数般包含鼠标键盘数更新区域等传送接收存定差异利加密包利RDP协议进行传送
客户端假出现鼠标点击键盘操作等行时系统Linux利驱动完成响应Microwindows会述前提妥善处理变成发送消息需消息处理程序述消息数传送服务器处理
332客户端底层模块设计
RDP客户端模块包含两单独程序Rdplog理界面处理户配置mwRdP客户端程序脚rdp循环述单独程序促户解具体情况页面容界面点击图标开启需程序启动脚etcrcdrcsysinit中开启rdp脚启动流程图36示
图36 RDP启动流程
34频处理模块设计
音频压缩部分通常音频划分成两种语音音乐前者具备频谱窄量汇聚中频特征中音乐频谱更宽外高频低频容音乐影响具备关键功便舍弃述音频具种频谱特征外户压缩编码质量标准相通常种编码方式般音乐编码方式MP3(MPEG1audiolayer3)AAC(MPEG2audio)WMA等普遍语音编码方式G711G723G729G726等评估某编码器功般压缩时延时间复杂度采样率等标准充分思考语音质量CPU占率支持G711G729两类方式
媒体传输部分采RTP(RealtimeTransportProtocol)开展音视频传输方式然特定场合TCP具备较传送效果刻采RTP繁琐程序设计文完成远程桌面系统般网络环境外思考音频占带宽值高具体设计简洁性TCP做佳传送方式
服务器客户端协调音频传输端口号具体编码方式前者会连接者开放TCP端口完成音频传送两者创建TCP连接进入音频传输服务环节参考图37容
图37 音频处理流程
DirectSound结构音频回放事件通知制度回放缓区中音频信息缺乏时会出现事件通知客户端解码线程回放线程法服务器样筹集编码放相线程确保音频回放时需设计确保音频解码循环缓区定义：
typedefstruct{
CriticalSectioncs*界区步缓区访问*
char*buf*缓区存*
intbufsize*缓区总长度*
intframelen*音频帧长度块缓区长度*
}DecodeBuffer
35标信息处理模块
Linux输入子系统做户鼠标键盘等输入接口开始变成QtXwindow等GUI系统读取户输入方式般状况devinputevent0devinputevent1鼠标键盘设施户操作述部分时候述两设施节点选取操作数次假商定格式述设施节点填写数模拟述两部分操作应程序进行分析类似出现鼠标键盘操作
鼠标消息处理中值关注部分GUI程序误确出现鼠标操作：改正GUI库基础促GUI程序鼠标操作容处需寻求Linux输入子系统帮助实际相应格式鼠标event设施节点填写信息GUI程序形成错觉觉出现鼠标操作处指出相应格式定义Linux头文件属重结构体：
struct input_event {
struct timeval time
__u16 type
__u16 code
__s32 value
}
处time字段鼠标键盘消息通常需关注type字段求具体操作种类code字段代表操作码value操作值鼠标左键做案例字段值：typeEV_KEYcodeBTN_LEFTvalue1鼠标出现横移动字段值：typeEV_RELcodeREL_Xvalue移动量
鼠标消息具体处理流程参考图38容鼠标存位置移动时直接鼠标消息变成input_event结构体填写event设施节点出现位置移动时候消息具绝坐标位置中Linuxinput子系统需写入鼠标绝坐标时鼠标目前绝坐标统计错误设定input_event结构体填写event设施节点中
鼠标目前绝坐标时miniGUI应程序中调RegisterMouseMsgHook函数设置鼠标消息钩子函数MouseMsgHook述钩子函数功鼠标坐标(xy)表达式(x<<16)|y组合成整数发放LinuxFIFO中远程桌面服务器会次读取FIFOGUI应程序开展微量修订全面支持远程服务
鼠标消息进行键盘消息处置相轻松：键盘消息转变成input_event结构体填写键盘设备填写event结点
图38 鼠标消息处理流程
36章结
章确定系统功条件系统整体流程功模块工作流程进行详细说明系统分连接序列模块图显示模块RDP协议设计模块音频处理模块鼠标键盘信息处理模块模块针模块进行详细阐述列举实现核心功部分代码
第4章 测试环境搭建
41 云机环境搭建
目前笔记电脑做云机详情
CPU：i5 8250U（4C8T22GHz）
RAM：8G LPDDR4 2400MHz
NIC：USB外接101001000MBps线网卡
411 Ubuntu系统安装
云机操作系统环境选择Ubuntu 1804 LTS操作系统Linux Kernel 415核够实现设计中需KVM虚拟化技术网桥搭建等功完善硬件程序驱动支持NVME硬盘引导（Ubuntu 1404 LTS1604 LTS均法NVME硬盘引导启动）
Ubuntu官方镜站载iso文件缀镜文件Rufus软件烧录U盘中图41
图41 Rufus烧录ISO镜U盘
烧录启动盘插入宿机中开始安装Ubuntu操作系统
412 QEMUKVM安装
KVMLinux Kernel单独模块系统装置结束KVM装置结束时具体版号KVM伴Linux Kernel发布具体Linux Kernel版述命令手动装置（余种发行版系统装置命令存差异）：
1） 查CPU否支持KVM
egrep (svm|vmx) proccpuinfo
2） 安装QEMUKVM相关赖包
sudo aptget install qemukvm
sudo aptget install qemu
sudo aptget install virtmanager
sudo aptget install virtviewer
sudo aptget install libvirtbin
sudo aptget install bridgeutils
3） 启动QEMUKVM虚拟机理器
sudo virtmanager
42 云机网桥配置
虚拟机中默认联网方式NAT（址翻译）模式该方式会虚拟机网段客户端相符导致法连接需云机Linux系统中配置网桥虚拟机获局域网IP方法
1） 安装 bridgeutils
sudo aptget install bridgeutils
2） 创建网桥设备
sudo brctl addbr br1 #中br1网桥名行配置#
3） 查网卡名
sudo ls procsysnetipv4conf
条命令查询机网络接口选择连接局域网网络口文lan0例
4） 配置网桥开接口文件
sudo vim etcnetworkinterfaces
5） 输入配置代码巡回址面输入输入文件开始处
auto lan0
iface lan0 inet manual
auto br1
iface br1 inet dhcp
bridge_ports lan0
bridge_stp off
bridge_fd 0
6） 配置生效
sudo ifdown br1
sudo ifup br1
43章结
章叙述云机搭建具体环节知瘦终端法直接联系云机现象利配置网桥现实处理现实问题外利章叙述云机瘦终端编写代码开展续实验
仅参考格式进行排版
第5章 台功测试
部分系统实现前提重功实现状况具体性开展实验先GCC531编译器完成代码编译务装置种测试终端RDP系统远程机连接键盘鼠标操作操作桌面更新等众功开展种网络环境实验终挑选合适网络环境重功环节实际效果开展实验
51 测试环境
网络环境：
千兆线300M线网络中云机连接线网络树莓派连接线网络
硬件环境：
（1）：搭载RASPBIAN（Linux Kernel Version 414）树莓派3b+
（2）：搭载Ubuntu 1804 LTS（Linux Kernel Version 415）云机具体配置信息前文41章提
（3）：NETGEAR WNDR3800路器台
52 系统功测试
首先系统功进行测试采序测试功测试采硬件树莓派3b+板常规USB键盘鼠标时测试系统性表现状态网络占情况
521 系统连接测试
进入RASPBIAN界面开终端输入命令：
xfreerdp –u vm1 –p password –v 19216811913389
进入远程桌面连接云机中虚拟化Windows7操作系统中图51示
图51 连接云机测试
522 功测试
功测试分USB外设测试（鼠标移动点击键盘输入）常规软件运行测试
1）常规软件运行测试
测试通开Office办公软件网页浏览器验证应程序否系统正常运行图52图53示
图52 网页浏览器
图53 Office软件测试
2）USB外设测试
次测试中仅外设USB键盘鼠标图52图53中容包含系列鼠标点击键盘操作事件确定鼠标键盘工作正常
53 系统性测试
531 云机性测试
科研行(questionable research practiceQRP)表示便违背科学目标理念科学分析事业道德宗旨然没直接违背求分析活动道德底线活动
虚拟化技术1959年世界信息处理会克里斯托弗专家撰写Time Sharing in Large Fast Computer文指出具体定义较长时期未定关注直1998年VMware创建第次引入X86虚拟科技利运作Windows NTVMware开启Windows 95技术开始进入众日常生活中中原虚拟化技术会损失部分性十年前捉襟见肘硬件性注定法支撑虚拟化技术直天虚拟化然损失部分硬件性性损失幅度衡量整系统高效否
次测试采GeekBench4软件虚拟化Windows7操作系统中针CPU单线程性进行测试测试结果真机性相较测试结果图54示
图54 GeekBench4单线程测试结果
图i58250U处理器虚拟化Windows7操作系统中单线程成绩3776分Windows真机中分数概3750~3900分间见虚拟化Windows操作系统会损失性
532网络占情况
设计中测试环境均网络状况良局域网企业中数众带机量众情况网络占情况成体验瓶颈部分针静态桌面展示常规网页浏览视频播放三场景模拟轻度中等重度状态瘦终端网络占情况
部分bmon软件实时监测默认活动网卡（wlan0）收发速率
1）静态桌面
图55示静态桌面情况网络连接速率均值约100Kbps时客户端程序仅请求更新画面块服务器端没画面更新连接速率较低网络影响
图55 静态桌面连接速度
2）网页浏览
图56示网页浏览中网页容变动开关闭标签页导致图变化客户端选择性更新部分画面块然绝部分画面块然维持动刷新率较低均网络占率约2Mbps维持较低水相静态桌面然高出许
图56 网页浏览链接速度
3）视频播放
(1)通文研究重关联特殊服务获取署名
图57示视频播放测试中终端网络均占率保持55Mbps左右远远高静态桌面网页浏览时占究原视频播放时期客户端需积极更新画面块传输量数保证瘦终端输出画面云机中画面致快速持续请求更新项测试基代表整终端需连接速率55Mbps速率然较理想结果
图57 视频播放连接速率
54 章结
章整云桌面交付系统功性进行真机测试保证系统稳定运行功模块均实现3时测试中云机瘦终端均未发生崩溃死机等情况系统稳定性检测时性测试中场景性表现进步证实位图颜色缓存通更新图形块方式进行桌面画面更新实现预期性效降低全场景网络占率节省硬件资源虚拟机CPU性测试体现设计行性占合理硬件资源前提幅提升硬件利率
第6章 总结展
1 工作创新点
互联网高速发展天新型号硬件令家目暇接然硬件性逐渐增长没IT行业传统办公带变革反企业硬件更新成TCO（Total Cost of Ownership总体拥成）幅提高拥强硬件定代表拥更强生产力提升硬件利率势必行设计基树莓派开发套桌面云远程桌面交付协议实现云机+瘦终端交付模式功耗更硬件利率更高储存数数均云机中安全性保证
文重务创新点：
1 )重点分析国远程移动远程桌面客户端实际发展现情况研究容具典型意义远程桌面客户端运作状况水效果足未领域发展提供鉴解优势足系统研发中采非开源RDP协议开展分析数整理RDP工作流程开展研究研究流程相关数报文结构未发展奠定良准备
2）奠定良基础参考类型余软件优势缺点基户发展系统功效果开展研究具体功需求开展研究功需求研究前提性需求开展解析具体功分模块开展整合未系统综合设计奠定良准备
3）需求研究综合工作流程开展设计参考具体工作环节系统划分成底层数处理连接功模块等模块模块开展全面述研究处参考RDP数研究活动设计RDP连接时期关键数结构控制模块信息样封装提出相应求未利实现奠定良基础
4）前系统模块功进行设计前提确定发展方开始代码编写功模块进行设计实现时期关键技术难点处理方式进行叙述
5）终系统功模块功开展实验
62 续研究工作展
设计基树莓派远程桌面交付协议进行详细研究实现完整远程显示远程音频远程控制功时间较伧俗代码较粗糙方完善方
1）桌面显示效果真机显示媲美降低网络占客户端中画面整幅刷新逐块刷新样会偶尔造成画面撕裂步情况客户机16位256色颜色输出情况写颜色会存失真问题期准备通LZX压缩方式进行解决
2）代码基础系统实现代码需相应改善利改善许系统功更外降低代码耦合性目前需处理问题未增加新功变更便利
3）功部分设计实现远程办公网页浏览等轻度功游戏专业图形工作等需GPU支持场景力期需实现述功需添加GPU虚拟化技术者GPU直通功
参考文献
[1] 王建远程桌面控制协议研究实现[D]电子科技学2006
[2] 罗劢基RDP协议安全方案研究实现[D]电子科技学2012
[3] 顾炯炯 云计算架构技术实践[M] 清华学出版社 2016
[4] 姜凯 桌面虚拟化实战宝典[M] 电子工业出版社 2014
[5] 刘基嵌入式Linux远程桌面技术研究实现[D]华中科技学2011
[6] MicrosoftRemoteDesktopProtocolFeaturesandPerformanceWhitePaper20006
[7] NetworkWorkingGroupRFC905ITUISO19844
[8] MicrosoftCorporationRemoteDesktopProtocolBasicConnectivityandGraphicsRemotingSpecification[S]WashingtonMicrosoftCorporation2009
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中文题目
基树莓派跨台桌面交付协议设计
英文题目
Remote Desplay Protical design based on Raspberry Pi
摘
云接入指单台实现桌面应虚拟化提供固定移动终端融合接入统工作空间帮助客户固定办公移动办公环境桌面应数进行统理发布聚合种基云计算终端户计算模式种模式中应程序云数中心运行应程序需终端安装户通终端云接入协议连接云设计中心运行云数中心程序获取程序运行结果
伴公司技术发展水持续提高公司开始出现种类型电子产品原IT产业限制公司部团队旧留存众传统PC需充足资源外外网接入异登录时全面确保公司信息安全世界连接互联网设备具体出货状况PC占值断降低2015年智手机出货量概13亿部根分析美国天手机时间1时天电脑时间半时移动带便利高效全新生活发展形式公司IT架构需持续适应种新变化
云接入妥善处理类问题高效创建公司IT基础结构外高效职员账户开展全面监进行跨台操作
设计目标基树莓派跨台桌面交付协议设计旨运行云机中虚拟化Windows操作系统桌面通局域网交付TC（瘦终端题中树莓派作瘦终端）时实现USB重定功鼠标键盘U盘等USB外设正常
关键词：桌面云虚拟化云计算树莓派
Abstract
Cloud access refers to the realization of desktop and application virtualization from a single platform providing a unified working space for fixed and mobile terminal converged access helping customers to manage publish and distribute desktops applications and data in fixed office and mobile office environments polymerization It is a cloudbased enduser computing model In this mode all applications are running in the cloud data center and applications do not need to be installed on the terminal The user connects to the cloud design center through the terminal cloud access protocol and runs the program in the cloud data center to obtain the results of the program operation
With the continuous deepening of the enterprise information process various electronic devices have been added to the enterprise Due to the shackles of traditional IT enterprise IT teams still need to maintain a large number of traditional PCs This requires not only a lot of manpower and material resources but also can not guarantee the security of enterprise data when external network access and remote login are performed Shipments of globally connected Internet devices show that PCs have become smaller and smaller In 2015 smartphone shipments reached nearly 1293 billion units According to the survey Americans spend an hour a day on a smartphone and spend half an hour a day on a tablet Mobile brings new ways of entertainment communication media and business Enterprise IT infrastructure must constantly adapt to this new change
Cloud access solves these problems very well It not only can quickly build enterprise IT infrastructure but also can quickly manage employee accounts and achieve crossplatform operations
The design goal is to design a crossplatform desktop delivery protocol based on the Raspberry Pi The goal is to deliver the virtualized Windows operating system desktop running on the cloud host to the TC through a LAN Terminal) and at the same time realize the USB redirection function so that USB peripheral devices such as mouse keyboard and U disk can be used normally
Keywords VDI（Virtual Desktop Infrastructure） Virtualization Cloud Computing Raspberry Pi
目录
第1章 引言 2
11 研究背景意义 2
12 国外研究现状 2
121 国外研究现状 2
122国研究现状 3
13 容工作安排 3
第2章 桌面云交付协议原理 5
21远程显示 5
22外设重定 6
23音频处理 8
24章结 8
第3章 桌面云交付协议设计 9
31 协议连接序列 9
32图显示 11
321绘图数生成 11
322 绘图命令数处理 13
323位图数处理流程设计 14
323 显示模块 15
33RDP协议设计 18
331 RDP程序模块 19
332客户端底层模块设计 21
34频处理模块设计 22
35标信息处理模块 23
36章结 25
第4章 测试环境搭建 26
41 云机环境搭建 26
411 Ubuntu系统安装 26
412 QEMUKVM安装 26
42 云机网桥配置 27
43章结 28
第5章 台功测试 30
51 测试环境 30
52 系统功测试 30
521 系统连接测试 30
522 功测试 31
53 系统性测试 32
531 云机性测试 32
532网络占情况 33
54 章结 36
第6章 总结展 37
71 工作创新点 37
72 续研究工作展 38
参考文献 39
致谢 41
附录B 英文翻译 42
第1章 引言
11 研究背景意义
原桌面环境户信息存放PC部泄密漏洞较外会受种网络攻击进造成数缺失云接入桌面环境终端信息彼分割终端仅仅显示设施具备储存功全部桌面数汇聚公司数库需害怕公司智力资产泄密外TC认证连接加密传送等安全制度确保云接入桌面系统稳定性
原桌面系统问题频发根研究般400台PC机需专业IT员负责维修外PC维护环节（问题申报>安排员维护>问题定位>开展维护）般需24时云接入桌面环境中确保资源理维护简单便利节约IT资源
外节约资源没噪音TC部署定程度处理密集办公环境温度噪音难题TC办公室噪音五十分贝降十分贝环境更加适合工作TC液晶显示器综合功耗概60W终端低损耗高效减少降温成外云接入桌面处理方案具备安装便利部署效率高优势顾客现场需服务器电开展云接入桌面软件导式装置联系网络开展关业务配置利开展业务发放定程度提升效率
12 国外研究现状
121 国外研究现状
目前国外云接入领域关键技术桌面云接入协议技术目前业界知名微软RDP协议思杰ICA红帽Spice协议（接入协议关键技术非仅指通信协议身包括协议服务器端实现客户端实现）桌面协议包括具体远程显示远程控制远程音频远程外设等关键技术目前桌面云应操作系统基微软Windows操作系统桌面交付协议针Windows系统显示外设音频等功设计
122国研究现状
国生产桌面云解决方案厂家华Fusion Cloud深信服aDesk等中系统架构异交付协议着定设计目标均量低网络占提供客户体验中流厂家均1Mbps网络占提供稳定服务解决方案均包含瘦终端（TC）设计树莓派作瘦终端进行开发设计客户端服务器端软件实现功
13 容工作安排
文划分成五方面
第部分叙述文章背景国家关远程桌面客户端发展情况开展分析研究部分具备典型性远程桌面客户端作功问题文容结构开展科学筹划
第二部分理研究基设计目标中提出点求进行分析找行解决办法种办法进行分析
第三部分设计目标具体实现设计目标分析中找行效解决方案开展代码编写实现时期技术难点处理方式开展叙述
第四部分测试环境搭建结束代码编写需装机测试检测功否预期运行情况相符进行测试环境搭建
第五部分具体测试部分交付协议功模块进行单独整体测试保证代码运行预期情况相符合针测试中出现瑕疵进行调整重写
部分总结展
第2章 桌面云交付协议原理
21远程显示
桌面云交付协议中远程显示技术表面较简单技术通操作系统接口抓取屏幕容定压缩处理客户端显示服务器端屏幕容
需远程显示容PC显示器拉远端样通常Windows操作系统中计算机屏幕显示需图形接口Windows图形子系统Windows图形驱动交互接口Windows显示驱动显卡显示器方面构成参考图21容
图21 计算机屏幕显示原理
交付协议远程显示中显然缺失Windows显示驱动部分果Windows显示驱动发显卡数传输瘦终端显卡达远程显示效果目前业界实现通常会运行虚拟化台中虚拟机安装远程虚拟显示驱动通虚拟显示驱动高性获取显示图形指令数数传送远程客户机进行显示通常应程序会通 Windows台提供接口绘图图形接口调会通 Windows图形子系统转换调虚拟显示驱动中（图形接口调暂称图形指令）图形指令部参数描述图形程序具体显示数传输远程客户端进行重新绘制显示图22
图22 桌面云容远端客户端显示原理
然果传输未压缩RGB图服务器端获取图非常巨树莓派置100MBps网卡远远够需加入许优化处理通常采图进行损压缩通缓存监视服务客户端间冗余数交换方式设计中采取通Win32API抓取Windows操作系统实时显示画面抓取图位图颜色缓存方式发送客户端中降低带宽需求
22外设重定
通系统常外设种类USB外设口外设串口外设等目前USB外设占流解决USB外设支持满足目前流行外设硬件支持实现该部分功需认识目前传统USB外设工作原理
图23 USB实现原理示意图
参考图23容全部USB外设般务软件部分USB总线驱动应需采USB外设需USB设施驱动开展交互中者工作全部USB总线驱动交互设施数硬件交互全部总线驱动负责USB总线驱动着手软件层面科学模式USB总线驱动硬件交互远程化转化USB总线驱动远程客户机USB硬件总线交互图24
图24 桌面云USB外设支持示意原理图
利虚拟机部完成虚拟USB总线驱动客户端硬件设施开展通信交互交互非直接通信时客户端增设虚拟USB设施驱动利虚拟化USB设备驱动客户机USB总线驱动完成交互出现设施插入时者会出现新设备进入刻启动虚拟化USB设备驱动实例假出现众设施需时定时需众虚拟USB设备驱动实例开始运作设施真实USB设备驱动安装运作虚拟机USB总线驱动完成交互虚拟机USB设备驱动说存较感知应程序没太感知原远程种数交互会带延时设备驱动设计时候考虑超时处理种方法够支持种外设
23音频处理
通常桌面协议服务器端虚拟机里面实现音频驱动音频驱动会 Windows音频子系统（音频引擎）进行交互放音阶段音频驱动收 Windows音频子系统发送音频数压缩处理传输桌面云客户端客户端进行解码进行放音录音阶段客户端获取客户端录音数数进行压缩传输服务器端服务器端进行解码音频驱动返回 Windows音频子系统图25
图25 桌面云音频输入输出实现原理
24章结
协议旨通图形显示信息远程计算机传输户 输入命令户传输远程计算机方便户远程计算机系统交互 中输入命令远程计算机重播述协议供应扩展传输制度户远程计算机运作组件间开展单独通信
第3章 桌面云交付协议设计
31 协议连接序列
服务器端客户端需交换交换图形信息外设信息音频信息确保述种数服务器端客户端进行效交换设计中服务器端客户端信息交换需图31示方法进行通信
图31 协议连接初始化程
整连接序列分8阶段
1） 连接初始化：客户端通发放Class 0 x224连接请求数包开启操作响应Class 0 x224连接确认数包点说 客户端服务器间发送续数封装x224 数协议数包中
2） 基设置信息交换：通MCS连接初始化数包MCS连接响应数包 客户端服务器间交换基设置连接初始数包中含GCC（Generic Conference Control ）创建请求 连接响应数包中含GCC创建响应两GCC 数包包含设置数 (核心数安全数网络数)客户端服务器端读取
3） 通道连接程：基设置信息交换完成客户端会服务器端发送MCS建立域请求链接发送MCS附加户请求包数包时带MCS域户ID服务器端收二者恢复MCS附加户响应数包述数包涵盖户通道ID号通信程结束通客户端序发送虚拟通道请求数包服务端序回复虚拟通道应答包客户端利进入户输入输出全部静态虚拟通道
RDP安全初始化：假设RDP安全加密机制开启(GCC会议
创建请求包参数相关)时客户端发送相关数包部分中包含加密32字节机数述数加密公钥原GCC会议创建应答包嵌入数包述环节结束两者述32位加密机数形成会话密钥进加密解密双方RDP通信信息假加密制度实施时RDP通信包涵盖加密安全头X224MCS包头标示通信数否加密(便客户端服务端通信数需加密然反通信信息需全部加密)
4） 安全设置数交换 安全信息包含户名密码动连接Cookie等利客户端数包发放部分述数包通常RDP安全设置交换发假低安全等级RDP连接缺少安全设置交换程部分信息数包通常全部虚拟通道创建发出
5） 证书发放阶段 证书交换目标服务端客户端发送单证书客户端存放述证书然时候(安全等级设置高)客户端许需缺少证书接收存放实际证书传播时期服务端否加载采认证组织确定述时期否需安全等级需求相关
6） 功需求信息置换 服务端利功需求数包发放支持功汇聚客户端应答包含全部求功集合具体确认数包回接全面研究述需求确认数包具体构造
7） RDP连接完成时期 时期客户端服务器端数次交换数包完成RDP连接细节时期客户端发送服务端数包会受数包波者影响接数包需序发
32图显示
321绘图数生成
服务端 PDU 先进行相应整合操作出RDP 容信息进通图流程开展解压分类等操作具体绘图信息
处理取 RDP 容先头部字段判定具体数种类根压缩情况判定具体状态假需话提前解压进入续流程假存压缩问题马进入续流程参考 Type 字段值判定数块具体类型假窗口类型数块需进入应处理流程出相关信息开展参数更新假图更新类数需进行相应处理利update Type 数值判定具体情况假位图更新数进入位图更新数处理环节出位图数假 Palette 更新数需步入 Palette 更新数环节绘图命令数述程出绘图命令信息位图信息关键部分绘图命令数需应处理模块负责位图信息需应模块处负责
图32 绘图数生成流程图
322 绘图命令数处理
时期出绘图命令数利命令数 order_type 类型判定命令种类划分种类寻找合适处理方式具体处理环节参考33容
图33 绘图命令数处理流程
假 order 命令数续环节相简洁需 order 命令类型调种接口开展图绘制假 secondary 命令数代表述数块数处理存放缓存区马播放处理secondary 命令环节：
（1）第判定 secondary 命令具体种类假位图存储命令数进入第二步假字体图存储命令数进入第三步
（2）述命令数开展整合位图参数信息应存储位图数缓存索引参考位图信息压缩情况没压缩处理存放相应缓存假压缩提前进行解压存放特定缓存
（3）字体图存储命令数需字具体参数参考长度字段出实际数情况字体图数出应缓存参数数进行缓存
323位图数处理流程设计
位图数桌面图片呈现关键方面题呈现需帮助类数处理详情参考图34容先数块num_updates 标志位值统计出需换数目处图数代表单长方形显示块包含起始位置具体坐标（左角） 宽高压缩参数等进入处理循环实际时期全部结束条件设定处理次数超 num_updates循环序读取位图参数数判定压缩状态假没初数假压缩需提前解压出原位图容
图34 位图数处理流程设计
323 显示模块
显示模块rdp 重呈现模块包含显示初始化更新作 rdp 远程桌面需远程机完成彼交互桌面更新需实时呈现 rdp 桌面述功完成逻辑处理模块需CC++代码负责中桌面显示信息接收缓存需 C 语言完成底层数处理模块负责方式般代码：
{
HDC hdc
int negHeight
HBITMAP bitmap
BITMAPINFO bmi
BYTE* cdata NULL
UINT32 dstFormat srcFormat
negHeight (height < 0) height height * (1)
hdc GetDC(NULL)
bmibmiHeaderbiSize sizeof(BITMAPINFO)
bmibmiHeaderbiWidth width
bmibmiHeaderbiHeight negHeight
bmibmiHeaderbiPlanes 1
bmibmiHeaderbiBitCount GetBitsPerPixel(dstFormat)
bmibmiHeaderbiCompression BI_RGB
bitmap CreateDIBSection(hdc &bmi DIB_RGB_COLORS (void**) &cdata NULL 0)
if (data)
freerdp_image_copy(cdata dstFormat 0 0 0 width height data srcFormat 0
0 0 &wfc>contextgdi>palette FREERDP_FLIP_NONE)
if (pdata)
*pdata cdata
ReleaseDC(NULL hdc)
GdiFlush()
return bitmap
}
调调 C功函数更新图片函数 Bitmap 类址修改具体信息部分更新桌面显示图片更新部分容参数（x y x + width y + height）更新部分（xy）坐标左角起点长width 宽 height 区假时更新桌面容需调GDI绘图完成代码：
void wf_gdi_register_update_callbacks(rdpUpdate* update)
{
rdpPrimaryUpdate* primary update>primary
update>Palette wf_gdi_palette_update
update>SetBounds wf_gdi_set_bounds
primary>DstBlt wf_gdi_dstblt
primary>PatBlt wf_gdi_patblt
primary>ScrBlt wf_gdi_scrblt
primary>OpaqueRect wf_gdi_opaque_rect
primary>MultiOpaqueRect wf_gdi_multi_opaque_rect
primary>LineTo wf_gdi_line_to
primary>Polyline wf_gdi_polyline
primary>MemBlt wf_gdi_memblt
primary>Mem3Blt wf_gdi_mem3blt
update>SurfaceFrameMarker wf_gdi_surface_frame_marker
}
void wf_update_canvas_diff(wfContext* wfc)
{
RECT rc_client rc_wnd
int dx dy
GetClientRect(wfc>hwnd &rc_client)
GetWindowRect(wfc>hwnd &rc_wnd)
dx (rc_wndright rc_wndleft) rc_clientright
dy (rc_wndbottom rc_wndtop) rc_clientbottom
if (wfc>disablewindowtracking)
{
wfc>diffx dx
wfc>diffy dy
}
}
现图显示模块全面完成利部分更新形式高效提升整体反应效率促户感知延迟变尤 4G 网络 Internet 网络条件述优点充分体现
33RDP协议设计
RDP 协议遵 T120 协议求完成 T128 应程序点享制度部分需涵盖户态核态两部分模块述层次具备部分 MCS功RDP 户态完成RDP 扩展协议RDPWSX 负责接收处置源客户端报文信息登陆处理(Winlogon)会话理器（SMSS）运行时服务(Csrssexe)模块全部户态调RDP 核态执行包含 TERMDD（终端服务器设施驱动）RDPWD（ 控制台驱动设施） TDTCP等众部分具设施驱动虚拟通道通信图形显示等部分作 Windows 7中某做终端服务(termsrvexe)进程理服务部分般功涵盖会话监初始化暂停事件告知
户会话空间涵盖核态户态两方面前者位MultiWin子系统众户会话映射WIN32KSYS设施驱动子系统RDP显示设施驱动模块者映射Win32子系统
会话连接具体程：RDP 系统监听源 TCP 3389 端口应客户求报文TCPIP 交连接请求予 TERMDD 模块负责请求转移 RDPWSX模块应请求终端服务进程建设单线程服务相关请求户会话空间映射终端服务进程负责 RDP 协议收发信息操作环节遵 OSI 七层协议模型应程序传播信息目前通环节进行处理 MCS 控制重操作包网络层协议寻址传送终部分返回数根实际序处理包头解密直交数转移应程序操作RDP 协议般处理 OSI 协议族第四七层数基序进行种操作终完成传输务RDP 报文数键盘输入等部分
331 RDP程序模块
RDP 客户端设计般划分成两方面 RDP 程序模块客户端底层设计模块
前者般实现RDP 协议者利设计调节Linux 系统程序网算机硬件台整合起促彼间障碍融合 RDP程序般包含两部分彼间留存接口RDP协议模块般解析部协议具体台间没关系GUI模块般理图形显示鼠标容传播具体台没关系图 35详细结构图
图35 RDP程序结构
RDP程序实施配置文件选取服务器IP址机IP址等参数联系服务器全面连接创建窗口载登陆界面步入窗口消息循环程序负责鼠标键盘指令处理传播RDP数参考RDP协议层次结构模块分类成TCP层ISO层MCS层SEC层RDP层文件tcpcisocmcscseccrdpc完成功分类分类成RDP会话连接数传送解析RDP 数整合传
1） RDP会话连接
RDP协议层均涵盖connectdisconnect函数创建连接TCP层着手RDP层断开连接方式样TCP连接先采LinuxAPI函数Socket建设套接字connect函数服务器确定联系必须部分利结束开展ISO连接
ISO连接：利连接服务器发放connect请求connectcomfirmISO利连接假利调tcp_disconnect()断开连接
MCS连接：ISO利连接开始发放mcs请求必须次种想响应mcs连接利完结假法利完结调iso_disconnect()断开连接连接利会创建需虚拟通道SEC连接：MCS利连接出想部分信息继处理述容
RDP连接：SEC利连接服务器发放登陆信息包（login_info_packet）服务器会返回单demandactivePDU客户端次数单元开展众性设定（包含位图定制数种缓存等）
2） RDP数接受解析
服务器创建连接会创建窗口Microwwindows提供select制度套接字描述符增加窗口消息循环序列套接字描述符等数接收事件形成开始窗口消循环假服务器传播信息Microwindows会发送单窗口指令相关消息处理函数进行相应操作述程般负责接受tcp数流开始解析部分传送终RDP层出应数流
3） RDP数处理
通接收解析服务器载信息出RDP数单元述容进行分类开展科学处理确保清晰桌面显示RDP数类型般涵盖鼠标光标更新铃声等种类处更新数位图定制调色板等信息定制数定制辅定制两类
鼠标光标数般POINTER_MOVEPINTER_COLOR等应处理移动新建等相关数存储缓区RDP协议51颜色支持256色述颜色16位色桌面显示颜色做前提正式开启时直接载调色板通全局形式存放桌面颜色变动明显时候会传播全新调色板全新调色板覆盖前调色板
位图数划分成非压缩压缩两部分数者提前进行解缩位图数没调色板应前需载
定制数涵盖DestinatonBltFrameLineDesktopSAveMemoryBlt等种类处理方式调GUI函数辅定制数涵盖ColorCachefontCacheBitmapCache等种类具体结构定制数类型更处理放ordersc图形显示容放mwinc缓存放cachec
4）数传
传数般包含鼠标键盘数更新区域等传送接收存定差异利加密包利RDP协议进行传送
客户端假出现鼠标点击键盘操作等行时系统Linux利驱动完成响应Microwindows会述前提妥善处理变成发送消息需消息处理程序述消息数传送服务器处理
332客户端底层模块设计
RDP客户端模块包含两单独程序Rdplog理界面处理户配置mwRdP客户端程序脚rdp循环述单独程序促户解具体情况页面容界面点击图标开启需程序启动脚etcrcdrcsysinit中开启rdp脚启动流程图36示
图36 RDP启动流程
34频处理模块设计
音频压缩部分通常音频划分成两种语音音乐前者具备频谱窄量汇聚中频特征中音乐频谱更宽外高频低频容音乐影响具备关键功便舍弃述音频具种频谱特征外户压缩编码质量标准相通常种编码方式般音乐编码方式MP3(MPEG1audiolayer3)AAC(MPEG2audio)WMA等普遍语音编码方式G711G723G729G726等评估某编码器功般压缩时延时间复杂度采样率等标准充分思考语音质量CPU占率支持G711G729两类方式
媒体传输部分采RTP(RealtimeTransportProtocol)开展音视频传输方式然特定场合TCP具备较传送效果刻采RTP繁琐程序设计文完成远程桌面系统般网络环境外思考音频占带宽值高具体设计简洁性TCP做佳传送方式
服务器客户端协调音频传输端口号具体编码方式前者会连接者开放TCP端口完成音频传送两者创建TCP连接进入音频传输服务环节参考图37容
图37 音频处理流程
DirectSound结构音频回放事件通知制度回放缓区中音频信息缺乏时会出现事件通知客户端解码线程回放线程法服务器样筹集编码放相线程确保音频回放时需设计确保音频解码循环缓区定义：
typedefstruct{
CriticalSectioncs*界区步缓区访问*
char*buf*缓区存*
intbufsize*缓区总长度*
intframelen*音频帧长度块缓区长度*
}DecodeBuffer
35标信息处理模块
Linux输入子系统做户鼠标键盘等输入接口开始变成QtXwindow等GUI系统读取户输入方式般状况devinputevent0devinputevent1鼠标键盘设施户操作述部分时候述两设施节点选取操作数次假商定格式述设施节点填写数模拟述两部分操作应程序进行分析类似出现鼠标键盘操作
鼠标消息处理中值关注部分GUI程序误确出现鼠标操作：改正GUI库基础促GUI程序鼠标操作容处需寻求Linux输入子系统帮助实际相应格式鼠标event设施节点填写信息GUI程序形成错觉觉出现鼠标操作处指出相应格式定义Linux头文件属重结构体：
struct input_event {
struct timeval time
__u16 type
__u16 code
__s32 value
}
处time字段鼠标键盘消息通常需关注type字段求具体操作种类code字段代表操作码value操作值鼠标左键做案例字段值：typeEV_KEYcodeBTN_LEFTvalue1鼠标出现横移动字段值：typeEV_RELcodeREL_Xvalue移动量
鼠标消息具体处理流程参考图38容鼠标存位置移动时直接鼠标消息变成input_event结构体填写event设施节点出现位置移动时候消息具绝坐标位置中Linuxinput子系统需写入鼠标绝坐标时鼠标目前绝坐标统计错误设定input_event结构体填写event设施节点中
鼠标目前绝坐标时miniGUI应程序中调RegisterMouseMsgHook函数设置鼠标消息钩子函数MouseMsgHook述钩子函数功鼠标坐标(xy)表达式(x<<16)|y组合成整数发放LinuxFIFO中远程桌面服务器会次读取FIFOGUI应程序开展微量修订全面支持远程服务
鼠标消息进行键盘消息处置相轻松：键盘消息转变成input_event结构体填写键盘设备填写event结点
图38 鼠标消息处理流程
36章结
章确定系统功条件系统整体流程功模块工作流程进行详细说明系统分连接序列模块图显示模块RDP协议设计模块音频处理模块鼠标键盘信息处理模块模块针模块进行详细阐述列举实现核心功部分代码
第4章 测试环境搭建
41 云机环境搭建
目前笔记电脑做云机详情
CPU：i5 8250U（4C8T22GHz）
RAM：8G LPDDR4 2400MHz
NIC：USB外接101001000MBps线网卡
411 Ubuntu系统安装
云机操作系统环境选择Ubuntu 1804 LTS操作系统Linux Kernel 415核够实现设计中需KVM虚拟化技术网桥搭建等功完善硬件程序驱动支持NVME硬盘引导（Ubuntu 1404 LTS1604 LTS均法NVME硬盘引导启动）
Ubuntu官方镜站载iso文件缀镜文件Rufus软件烧录U盘中图41
图41 Rufus烧录ISO镜U盘
烧录启动盘插入宿机中开始安装Ubuntu操作系统
412 QEMUKVM安装
KVMLinux Kernel单独模块系统装置结束KVM装置结束时具体版号KVM伴Linux Kernel发布具体Linux Kernel版述命令手动装置（余种发行版系统装置命令存差异）：
1） 查CPU否支持KVM
egrep (svm|vmx) proccpuinfo
2） 安装QEMUKVM相关赖包
sudo aptget install qemukvm
sudo aptget install qemu
sudo aptget install virtmanager
sudo aptget install virtviewer
sudo aptget install libvirtbin
sudo aptget install bridgeutils
3） 启动QEMUKVM虚拟机理器
sudo virtmanager
42 云机网桥配置
虚拟机中默认联网方式NAT（址翻译）模式该方式会虚拟机网段客户端相符导致法连接需云机Linux系统中配置网桥虚拟机获局域网IP方法
1） 安装 bridgeutils
sudo aptget install bridgeutils
2） 创建网桥设备
sudo brctl addbr br1 #中br1网桥名行配置#
3） 查网卡名
sudo ls procsysnetipv4conf
条命令查询机网络接口选择连接局域网网络口文lan0例
4） 配置网桥开接口文件
sudo vim etcnetworkinterfaces
5） 输入配置代码巡回址面输入输入文件开始处
auto lan0
iface lan0 inet manual
auto br1
iface br1 inet dhcp
bridge_ports lan0
bridge_stp off
bridge_fd 0
6） 配置生效
sudo ifdown br1
sudo ifup br1
43章结
章叙述云机搭建具体环节知瘦终端法直接联系云机现象利配置网桥现实处理现实问题外利章叙述云机瘦终端编写代码开展续实验
仅参考格式进行排版
第5章 台功测试
部分系统实现前提重功实现状况具体性开展实验先GCC531编译器完成代码编译务装置种测试终端RDP系统远程机连接键盘鼠标操作操作桌面更新等众功开展种网络环境实验终挑选合适网络环境重功环节实际效果开展实验
51 测试环境
网络环境：
千兆线300M线网络中云机连接线网络树莓派连接线网络
硬件环境：
（1）：搭载RASPBIAN（Linux Kernel Version 414）树莓派3b+
（2）：搭载Ubuntu 1804 LTS（Linux Kernel Version 415）云机具体配置信息前文41章提
（3）：NETGEAR WNDR3800路器台
52 系统功测试
首先系统功进行测试采序测试功测试采硬件树莓派3b+板常规USB键盘鼠标时测试系统性表现状态网络占情况
521 系统连接测试
进入RASPBIAN界面开终端输入命令：
xfreerdp –u vm1 –p password –v 19216811913389
进入远程桌面连接云机中虚拟化Windows7操作系统中图51示
图51 连接云机测试
522 功测试
功测试分USB外设测试（鼠标移动点击键盘输入）常规软件运行测试
1）常规软件运行测试
测试通开Office办公软件网页浏览器验证应程序否系统正常运行图52图53示
图52 网页浏览器
图53 Office软件测试
2）USB外设测试
次测试中仅外设USB键盘鼠标图52图53中容包含系列鼠标点击键盘操作事件确定鼠标键盘工作正常
53 系统性测试
531 云机性测试
科研行(questionable research practiceQRP)表示便违背科学目标理念科学分析事业道德宗旨然没直接违背求分析活动道德底线活动
虚拟化技术1959年世界信息处理会克里斯托弗专家撰写Time Sharing in Large Fast Computer文指出具体定义较长时期未定关注直1998年VMware创建第次引入X86虚拟科技利运作Windows NTVMware开启Windows 95技术开始进入众日常生活中中原虚拟化技术会损失部分性十年前捉襟见肘硬件性注定法支撑虚拟化技术直天虚拟化然损失部分硬件性性损失幅度衡量整系统高效否
次测试采GeekBench4软件虚拟化Windows7操作系统中针CPU单线程性进行测试测试结果真机性相较测试结果图54示
图54 GeekBench4单线程测试结果
图i58250U处理器虚拟化Windows7操作系统中单线程成绩3776分Windows真机中分数概3750~3900分间见虚拟化Windows操作系统会损失性
532网络占情况
设计中测试环境均网络状况良局域网企业中数众带机量众情况网络占情况成体验瓶颈部分针静态桌面展示常规网页浏览视频播放三场景模拟轻度中等重度状态瘦终端网络占情况
部分bmon软件实时监测默认活动网卡（wlan0）收发速率
1）静态桌面
图55示静态桌面情况网络连接速率均值约100Kbps时客户端程序仅请求更新画面块服务器端没画面更新连接速率较低网络影响
图55 静态桌面连接速度
2）网页浏览
图56示网页浏览中网页容变动开关闭标签页导致图变化客户端选择性更新部分画面块然绝部分画面块然维持动刷新率较低均网络占率约2Mbps维持较低水相静态桌面然高出许
图56 网页浏览链接速度
3）视频播放
(1)通文研究重关联特殊服务获取署名
图57示视频播放测试中终端网络均占率保持55Mbps左右远远高静态桌面网页浏览时占究原视频播放时期客户端需积极更新画面块传输量数保证瘦终端输出画面云机中画面致快速持续请求更新项测试基代表整终端需连接速率55Mbps速率然较理想结果
图57 视频播放连接速率
54 章结
章整云桌面交付系统功性进行真机测试保证系统稳定运行功模块均实现3时测试中云机瘦终端均未发生崩溃死机等情况系统稳定性检测时性测试中场景性表现进步证实位图颜色缓存通更新图形块方式进行桌面画面更新实现预期性效降低全场景网络占率节省硬件资源虚拟机CPU性测试体现设计行性占合理硬件资源前提幅提升硬件利率
第6章 总结展
1 工作创新点
互联网高速发展天新型号硬件令家目暇接然硬件性逐渐增长没IT行业传统办公带变革反企业硬件更新成TCO（Total Cost of Ownership总体拥成）幅提高拥强硬件定代表拥更强生产力提升硬件利率势必行设计基树莓派开发套桌面云远程桌面交付协议实现云机+瘦终端交付模式功耗更硬件利率更高储存数数均云机中安全性保证
文重务创新点：
1 )重点分析国远程移动远程桌面客户端实际发展现情况研究容具典型意义远程桌面客户端运作状况水效果足未领域发展提供鉴解优势足系统研发中采非开源RDP协议开展分析数整理RDP工作流程开展研究研究流程相关数报文结构未发展奠定良准备
2）奠定良基础参考类型余软件优势缺点基户发展系统功效果开展研究具体功需求开展研究功需求研究前提性需求开展解析具体功分模块开展整合未系统综合设计奠定良准备
3）需求研究综合工作流程开展设计参考具体工作环节系统划分成底层数处理连接功模块等模块模块开展全面述研究处参考RDP数研究活动设计RDP连接时期关键数结构控制模块信息样封装提出相应求未利实现奠定良基础
4）前系统模块功进行设计前提确定发展方开始代码编写功模块进行设计实现时期关键技术难点处理方式进行叙述
5）终系统功模块功开展实验
62 续研究工作展
设计基树莓派远程桌面交付协议进行详细研究实现完整远程显示远程音频远程控制功时间较伧俗代码较粗糙方完善方
1）桌面显示效果真机显示媲美降低网络占客户端中画面整幅刷新逐块刷新样会偶尔造成画面撕裂步情况客户机16位256色颜色输出情况写颜色会存失真问题期准备通LZX压缩方式进行解决
2）代码基础系统实现代码需相应改善利改善许系统功更外降低代码耦合性目前需处理问题未增加新功变更便利
3）功部分设计实现远程办公网页浏览等轻度功游戏专业图形工作等需GPU支持场景力期需实现述功需添加GPU虚拟化技术者GPU直通功
参考文献
[1] 王建远程桌面控制协议研究实现[D]电子科技学2006
[2] 罗劢基RDP协议安全方案研究实现[D]电子科技学2012
[3] 顾炯炯 云计算架构技术实践[M] 清华学出版社 2016
[4] 姜凯 桌面虚拟化实战宝典[M] 电子工业出版社 2014
[5] 刘基嵌入式Linux远程桌面技术研究实现[D]华中科技学2011
[6] MicrosoftRemoteDesktopProtocolFeaturesandPerformanceWhitePaper20006
[7] NetworkWorkingGroupRFC905ITUISO19844
[8] MicrosoftCorporationRemoteDesktopProtocolBasicConnectivityandGraphicsRemotingSpecification[S]WashingtonMicrosoftCorporation2009
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