【A13】基于USBIP实现计算机云外设软件【锐捷网络】
发布时间: 2021-11-17 18:18:03

1.命题方向

企业服务

2.题目类别

应用类

3.题目名称

基于USBIP实现计算机云外设软件

4.背景说明

【整体背景】

由于近几年的棱镜门与勒索病毒等安全事件、还有中兴、华为等企业遭遇技术封锁与断供事件为警示,国家相关部门提出“党政电子公文国产化、整机终端国产化”的建设目标。

随着信息技术应用创新在办公场景下的推进,原有的Windows+Intel计算机体系已经开始逐渐替换到国产化计算机体系,而新的计算机终端环境下的软件和硬件对办公业务的可用性和兼容性要求也就成为当前推进信息技术应用创新落地的关键问题所在!而当前电子政务与八大核心行业用户(金融、电信、能源、电力、医疗、教育、交通和公共事业等)办公和服务场景普遍存在部分业务软件系统和大量外设(打印机、扫描仪、高拍仪、UKey等)适配迁移难的问题,亟需国产化落地最后一公里的解决方案。

【公司背景】

锐捷网络是行业领先的ICT基础设施及行业解决方案提供商,主营业务为网络设备、网络安全产品及云桌面解决方案的研发、设计和销售。

2003年正式成立以来,锐捷一直致力于将技术与场景应用充分融合,贴近用户进行产品方案设计和创新,助力各行业用户实现数字化转型和业务价值创新。

多年来,锐捷始终扎根行业,深入场景进行解决方案创新,充分应用云计算、大数据、5G、物联网、AI等新技术为各行业用户提供交换机、无线与物联网、云桌面、路由器、网络安全、IT运维管理、智慧教室、身份管理等系列产品和解决方案。贴近用户的创新成果已广泛应用于政府、运营商、金融、教育、医疗、互联网、能源、交通、商业、制造业等行业和企业信息化建设领域。

今天的锐捷,在全球拥有7大研发中心、50多个办事处、6000多名员工,20000多家合作伙伴,业务遍及50多个国家和地区。凭借突出的自主创新实力、贴近用户的解决方案和看得见的好服务,公司在交换机、无线产品、云桌面、IT运维管理等多个领域位居市场前列,根据IDC数据统计,2019年及2020年,锐捷网络在中国以太网交换机市场份额排名第三;2019年及2020年,在中国企业级WLAN市场,Wi-Fi6产品出货量连续两年排名第一;2015年至2020年连续6年中国企业级终端VDI市场份额排名第一;2019年中国IT基础设施运维软件市场份额排名第一。

在数字时代的潮头,锐捷将携手合作伙伴,以场景创新,驱动数字未来。

(母公司星网锐捷为深交所上市公司,股票代码002396,亚洲品牌500强)。

【业务背景】

随着云计算技术发展日益成熟,云桌面逐渐替代商用计算机成为更理想的解决方案,云桌面使用桌面虚拟化技术,在云端提供桌面系统和完整的办公应用,可作为员工职场/移动/居家办公使用。相比使用传统的台式机/笔记本有三大优势:1、安全合规;2、灵活高效;3、绿色经济。锐捷云桌面产品经过多年研发和市场耕耘,在2015年至2020年连续6年中国企业级终端VDI市场份额排名第一。基于云桌面的应用虚拟化是面向当前政府、金融、企业等行业在使用国产芯片(飞腾、龙芯、兆芯、鲲鹏等)的计算机上运行国产桌面操作系统(UOS或麒麟)时无法使用原来的业务系统而研发的产品方案。

5.项目说明

【问题说明】

随着信息技术应用创新在办公场景下的推进,原有的Windows+Intel计算机体系已经开始逐渐替换到国产化计算机体系,而新的计算机环境下原有的大量外设硬件缺乏相关驱动,导致不可用或不稳定。

【用户期望】

开发一套基于USBIP技术实现云外设的软件程序,支持国产计算机环境正常使用无适配驱动的打印机、扫描仪等外设,实现外设在国产生态中正常使用。对开发的产品方案期望如下:

1)用户在国产芯片+国产操作系统的计算机上可以直接使用原来的打印机扫描仪等外设,使用体验与原来基本一致;

2)可以兼容2种及以的上国产CPU芯片(X86/ARM/MIPS/LoongArch等),至少1种国产操作系统(UOS/KylinOS);

3)可以兼容各种类型,各种型号的外设,不需要额外的适配开发工作;

4)可以对外设做适当的管理和维护,但不作为强制要求。

6.任务要求

【开发说明】

国产计算机环境:指基于X86/ARM/MIPS/LoongArch等国产CPU的计算机安装了UOS或Kylin OS操作系统的整机环境。

基于国产化计算机生态环境,利用USBIP等相关技术,将国产计算机连接的外设(打印机/Ukey/扫描仪/高拍仪等)共享至云端(可以是在内网)的Windows系统,然后本地计算机桌面可以正常使用云端外设,开发一套软件程序实现传统外设在缺乏驱动情况下在国产计算机上的利旧使用,节约办公设备经费。

主要需求开发场景与实现思路如下:

1)外设插到国产电脑上,让它利用云端或局域网内的Windows环境驱动起来;

实现思路:将USB设备重定向到(或共享到)Windows设备上,基于USBIP技术,Linux kernel已支持USBIP多年。

2)重定向到Windows上的USB外设,再给到国产操作系统使用;

实现思路:通过网络共享使用的方式,让国产操作系统能看到网络上的外设并可正常使用。

3)为节约成本,Windows计算机需要实现共享方式,支持多个国产计算机连接。

实现思路:让一台Windows为多个使用国产电脑的用户使用。最高支持数量不少于10个用户,即有10台国产电脑,只需要额外增加一台Windows计算机作为外设驱动云环境,可以支撑10台计算机上的外设同时运行,并正常使用,响应时延不超过3秒。

【技术要求与指标】

1)打印机或扫描仪等设备不限品牌,但至少测试过2款类型的外设;

2)支持外设使用接口直连到国产计算机;

3)云外设服务端最高支持客户端数量不少于10个;

4)运行流畅,云外设客户端占用系统资源不超过30%,并不能影响其他功能;

5)技术不限,开发工具不限。可采用开源技术。

【提交材料】

1)项目概要介绍; 

2)项目简介 PPT; 

3)项目详细方案; 

4)项目演示视频; 

5)企业要求提交的材料:

1概要设计及创新性说明文档;

2Windows端和Linux端软件安装包或Demo程序(不含源代码);

3软件测试报告:

 需要包含:项目测试实验环境(硬件、软件、外设、网络拓扑);项目测试用例;项目测试数据,如测试了哪些外设的哪些功能、功能清单与结果、系统的主要性能参数等。

6)团队自愿提交的其他补充材料。

【任务清单】

1)完成需求分析;

2)完成程序整体设计,并提炼总结创新点;

3)编码开发与功能实现软件Demo;

4)测试验证功能与性能等主要指标;

5)洞察应用场景与市场机会。

【开发工具与数据接口】

开发的客户端软件可运行的操作系统至少包括下列任一款国产桌面系统和任一款Windows系统。

国产操作系统包括:

- 统信UOS桌面操作系统V20

- 麒麟桌面操作系统V10

Windows操作系统包括:

- Windows 7 Professional(32位/64位)

- Windows 7 Enterprise(32位/64位)

- Windows 7 Ultimate(32位/64位)

- Windows 10专业版(Windows 10 Professional)

- Windows 10企业版(Windows 10 Enterprise)

- Windows 10教育版(Windows 10 Education)

7.其他

提供Windows端资源包usbip-win-rj-_v1.0.zip和国产操作系统端资源包usbip-linux-v1.0.zip,免费提供远程国产化整机系统环境供所开发的云外设系统做功能验证。

8.参考信息

https://wiki.archlinux.org/title/USB/IP

https://www.kernel.org/doc/html/latest/usb/usbip_protocol.html

https://www.linux-magazine.com/Issues/2018/208/Tutorial-USB-IP

https://www.kylinos.cn/

https://www.uniontech.com/

9.评分要点

赛题评分要点见附件:A类初决赛阶段评分表。

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