CN102819427B - 远程系统的即插即用设备重定向的方法和系统 - Google Patents

远程系统的即插即用设备重定向的方法和系统 Download PDF

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Abstract

提供了远程系统的即插即用设备重定向的方法和系统。远程访问系统将服务器计算机与一个或多个客户计算机连接，其中设备在本地连接在客户计算机上。这些设备由客户计算机识别并且为每一被连接且被识别的设备提供设备驱动程序。根据专用于该设备的信息在服务器计算机上创建虚拟驱动程序，使得该虚拟驱动程序如同真正的驱动程序一样对服务器计算机上的应用起作用。通过虚拟驱动程序，该应用能够识别并提供命令给所连接的设备。

Description

远程系统的即插即用设备重定向的方法和系统
本申请是国际申请日为2006年8月5日、国际申请号为PCT//US2006/031708、中国国家申请日为2006年8月5日、申请号为200680031439.4、发明名称为“远程系统的即插即用设备重定向”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及远程系统的即插即用设备重定向。
背景技术
远程客户端访问平台和系统，诸如由微软公司提供的TerminalServiceTM(终端服务）系统，允许计算机（用户）远程访问以应用服务器或服务器（服务器计算机）为主机或驻留在其上的应用程序。在远程客户访问系统中，客户计算机一般依赖于服务器计算机通过驻留的应用程序来提供计算功能性。应用程序的示例包括字处理、多媒体和数据管理程序。
服务器计算机可称为主机计算机或终端服务器。在某些情形中，存在多个服务器计算机。客户计算机可称为远程终端，远程客户端或者瘦客户端。客户计算机主要用于用户界面：与用户交互和设备输入/输出；然而，在许多情形中，一个或多个本地设备附连到客户计算机并且由服务器计算机来访问。
客户计算机上的软件一般是通用而非应用程序专用的，并且通常由操作系统和通用软件组成，后者包括支持远程客户访问环境的软件。在服务器计算机上的软件一般包括专用应用软件来提供特定的功能性，诸如多媒体、成像、数据库访问、字处理和其它类型的应用。在客户计算机与服务器计算机之间传递的数据大多数包括与用户界面有关的命令与数据，诸如图像数据、键击、鼠标移动等，并包括与位于客户计算机处的硬件设备有关的命令与数据。
服务器计算机和客户计算机一般使用预先定义的通信协议如由微软公司定义的远程桌面协议（RDP）来彼此通信或传递信息。该过程还涉及较低层网络协议，如经互联网协议的传输控制协议（TCP/IP）。
远程客户访问系统的好处在于，客户计算机的功耗相对较低，因为大多数功能性与计算在服务器计算机处发生。尽管服务器计算机通常比典型的桌面计算机更昂贵，但一个应用服务器计算机可以为许多较便宜的客户计算机服务。
一些远程客户访问系统的另一优点是，数据可以驻留在服务器计算机的物理单元中，并且可以由应用程序在该单元处对其进行处理而不必通过相对慢速的通信链路传送到客户计算机——仅在客户的物理单元处实现了用户界面。
客户计算机具有诸如串行通用总线（USB）或火线（IEEE1394）端口之类的端口，它们可附连一个或多个本地或外围硬件设备。这类设备可与用户界面有关，例如USB键盘。在许多情形中，在服务器计算机处执行的应用程序需要访问并与这类本地客户设备交互。本地或外围设备的示例包括音频记录器、数码相机、文档扫描仪、外置盘驱动器以及媒体阅读器等等。这类设备有时称为即插即用或PNP设备，因为这些设备一旦连接到端口就变得可用。
在典型的基于的桌面环境中，本地应用通过一系列驱动程序，即驱动程序栈来与本地设备通信。驱动程序栈尤其用于促进设备的PNP能力。考虑到组织与可重用性，可在驱动程序栈的组件之间划分不同的职责。例如，有些驱动程序对于本地设备的全部或某些通用类，并且可被用于或重新被用于与许多不同设备通信。其它驱动程序实现专用于某些设备的功能性，并且经常明确地设计为随附于这些设备。一般地，这样的问题是根据具体设备来解决的。例如，为了支持一本地设备，就在本地机器或客户计算机上安装相应的软件驱动程序。对于不同且多个设备而言，会产生要提供不同且正确的软件驱动程序来支持不同的硬件设备的问题。
在某些情形中，用户可能不是在使用连接了特定设备的同一客户计算机；然而，用户希望访问和利用该设备。这可能是这样一种情形，即用户正在从另一客户计算机“远程”地工作。而且，可能希望服务器计算机为不止一个客户计算机或用户提供对本地设备的访问。因此，在远程客户访问系统中，希望在特定的远程客户计算机处的设备看上去象是在本地连接到服务器计算机一样，使得其它远程客户计算机可访问该设备。
发明内容
设备在本地被连接在客户计算机上并被识别，同时将作为驱动程序栈一部分的设备驱动程序安装在该客户计算机上以支持连接在该客户计算机上的每一设备。设备的连接，连同在服务器计算机上创建虚拟驱动程序的信息一起，被通信到服务器计算机。虚拟驱动程序是由驻留在服务器计算机上的应用识别的。来自服务器计算机的命令随后可通过虚拟驱动程序传递至该设备并通信回设备驱动程序，从而允许由服务器计算机来控制该设备。
提供本发明内容，它以简化的形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的精选概念。本发明内容不是要标识要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不是要用于帮助确定要求保护的主题的范围。
附图说明
参考附图描述具体实施方式。在附图中，参考数字的最高位数字标识该参考数字首次出现的附图。在不同附图中使用相同的参考数字表示相似或相同项。
图1是远程客户访问系统的示图，该系统包括带有支持连接在远程客户计算机上的即插即用设备的虚拟驱动程序的服务器计算机。
图2是服务器计算机和客户计算机的示图，并且例示服务器计算机和客户计算机的驱动程序栈。
图3是例示在服务器计算机上创建虚拟驱动程序的过程的流程图。
图4是例示提供将客户计算机设备重定向到服务器计算机的过程的流程图。
具体实施方式
图1示出远程客户访问系统或远程系统100。远程系统100包括服务器计算机102和一个或多个客户计算机104。具体地，服务器计算机102包括即插即用（PNP）设备或者PNP重定向程序与虚拟设备驱动程序，以促进或支持在本地连接至客户计算机的设备。
在此例中，示出单个客户计算机104；然而，在其它实现中，可包括多个客户计算机。对连接在客户计算机104上的本地设备108的访问与控制可被定向或重定向至服务器计算机102，使得本地设备108可选择地由服务器计算机102来访问与控制。远程系统100可以是如由微软公司提供或定义的TerminalServiceTM，其中对于提供功能性的所有或某些应用程序，多个客户计算机（例如，客户计算机104）依赖服务器计算机102。
网络110连接服务器计算机102和客户计算机104。网络110可用多种方法来实现以支持这样的连网环境，包括基于线接的技术和无线技术两者。本发明的诸方面不限于一种特定的网络体系结构或者网络技术。远程系统100表示包括直接经由调制解调器拨号、企业LAN（局域网）、WAN（广域网）和因特网的不同体系结构。网络110将服务器计算机102连接到一个或多个客户计算机（例如客户计算机104）。而且，服务器计算机102与客户计算机104之间的网络110连接可实现传输协议，诸如经互联网协议的传输控制协议（TCP/IP）。
服务器计算机102实现为带有操作系统，诸如由微软公司提供的Server2003操作系统。服务器计算机102和客户计算机104可实现通信协议诸如由微软公司定义的远程数据协议（RDP），以便彼此传递数据或信息（即通信）。这样的通信协议的使用，尤其是RDP的使用，可在远程客户访问系统如TerminalServicesTM系统的上下文中实现。
此外，与服务器计算机102和客户计算机104的通信可利用经RDP通信的I/O请求分组（IRP），尤其是称为I/O控制（IOCTL）代码的一组特定的IRP。具体地，驻留在服务器计算机102上的应用程序可实现IRP以与本地设备108的通信。IRP可以是源自应用程序的、包括对一个或多个本地设备108的请求的通信数据。本地设备可由应用程序在IOCTL代码中标识为物理设备对象（PDO），其中每个特定设备108由一特定的PDO来标识。如下所述的真实设备驱动程序可创建本地设备108的PDO。
客户计算机104可以是通用PC（个人计算机）、膝上型PC、平板式PC等等，并且实现操作系统，诸如来自微软公司的品牌的操作系统。客户计算机104是独立的计算机，它主要与服务器计算机102接口以访问非本地存储在客户计算机104上的文件或其它信息（例如，驻留在应用服务器计算机102上的应用程序）。
客户计算机104配备了一个或多个连接PNP设备如本地设备108的设备端口。设备端口包括USB1.0、1.1和2.0以及火线（IEEE1394）端口，它们支持现有（例如，传统的）和未来的标准。具体地，设备端口允许将本地设备108连接到客户计算机104。本地设备108包括但不限于，数码相机，视频摄像机，硬盘存储设备，数字媒体记录器，打印机，扫描仪等等。服务器计算机102包括PNP重定向程序与虚拟设备驱动程序106。具体地，如下面更详细地讨论的，PNP重定向程序被配置为检测或由客户计算机104通知有关一个或多个本地设备108的连接。虚拟设备驱动程序是在服务器计算机102上创建的，以执行在客户计算机104上存在的实际设备驱动程序的功能。
图2示出服务器计算机102和客户计算机104的示例性驱动程序栈。这些驱动程序栈是示例配置，它们可用于将本地设备108的命令和控制指示给驻留在服务器计算机102上的应用202。具体地，专用于特定本地设备108的远程服务驱动程序或者虚拟驱动程序204是作为计算机102的驱动程序栈的一部分来创建或提供的。
服务器计算机102包括处理单元或处理器206以及存储系统或存储器208。处理器206被配置为控制或访问服务器计算机102的组件，诸如存储器208和服务器计算机102驱动程序栈的组件。尽管此例例示存储器208与服务器计算机102驱动程序栈的组件分开，但可以认识到，在其它实现中，如下面进一步讨论的服务器计算机102驱动程序栈的组件包括在存储器208内。
服务器计算机102的驱动程序栈可被认为包括下列组件或层，其中应用202被视为驱动程序栈的最高层次的组件或层。应用202包括各种多媒体，成像，数据库访问，字词处理和其它类型的应用。应用202可以是应用服务210的一部分或者与之相连接。应用服务210包括或者连接到兼容性层212。当支持实现诸如便携设备（WPD）格式之类的格式的特定本地设备时，可实现兼容性层212。
应用服务210或兼容性层212与上层过滤驱动程序或重定向程序214通信。重定向程序214可以是操作系统（OS）或者内核，基于将OS命令反射或重定向到应用服务210或兼容性层212的组件（即，驱动程序）。而且，在此实现中重定向程序214被用于通信到虚拟驱动程序204。
创建虚拟驱动程序204以特别支持本地设备108并与客户计算机104的驱动程序栈通信。虚拟驱动程序204可包括在主机过程216中；然而，在此例中，虚拟驱动程序204作为服务器计算机102的驱动程序栈的一部分，与主机过程216分开并与之通信。主机过程216与PNP重定向程序218通信。
PNP重定向程序218在最初创建虚拟驱动程序204时特别提供来自客户计算机104的通信。具体地，PNP重定向程序218列举或标识被连接到客户计算机104并且要从客户计算机104被重定向的设备（即，本地设备108）。PNP重定向程序218可包括或访问重定向库，它提供服务器计算机102与客户计算机104之间的基于IRP的通信。在基于IRP的通信中，可使用虚拟通道。PNP重定向程序218可创建该设备的一具体PDO表示。具体地，在通信涉及在服务器计算机102与客户计算机104之间传递IRP时创建该PDO。每当该设备与客户计算机104断开连接，PNP重定向程序可销毁该具体PDO。
在应用202与本地设备108之间的通信中，虚拟驱动程序204直接与远程服务客户应用220通信。远程服务客户应用220可以是远程过程，诸如由客户计算机如客户计算机104上的TerminalServicesTM实现的过程。远程服务客户应用220主要可用于提供客户计算机104与服务器计算机102之间的通信。
与服务器计算机102相似，客户计算机104包括处理单元或处理器222以及存储系统或存储器224。处理器222被配置为控制或访问客户计算机104的组件，诸如存储器224和客户计算机104的驱动程序栈的组件。此例例示存储器224与客户计算机104的组件或驱动程序栈分开；然而可以认识到，在其它实现中，如下面进一步讨论的客户计算机104的驱动程序栈的组件可包括在存储器224中。
远程服务客户应用220可视为客户计算机104的驱动程序栈的最上面的组件或层。在驱动程序栈中，远程服务客户应用222的下面是主机过程226。主机过程226可以是驻留在客户计算机104中的应用，它创建或提供驱动程序以帮助本地设备108。在此例中，特定于本地设备108的真实设备驱动程序228是由主机过程226创建或提供的。
在支持PNP设备的典型驱动程序栈中，本地设备108排他地依赖于一个设备驱动程序，诸如真实设备驱动程序228来沿驱动程序栈通信或传递数据。在此实现中，真实设备驱动程序228还为本地设备108提供通信；然而，用作真实设备驱动程序228的虚拟驱动程序204为服务器计算机102尤其是应用202提供控制或访问本地设备108的能力。
上层过滤驱动程序或重定向程序230包括在客户计算机104的驱动程序栈中。重定向程序230允许通信从虚拟驱动程序204（通过远程客户应用220）到本地设备108。客户计算机104的驱动程序栈包括与总线驱动程序234通信的OS级或内核驱动程序232。总线驱动程序234与主机控制器驱动程序236通信。本地设备108以及其它PNP设备，通过连接到主机控制器238的端口连接到客户计算机104。主机控制器238进而通过客户计算机104的驱动程序栈经由主机控制器驱动程序236进行通信。
只要有新设备诸如本地设备108被插入或连接至客户计算机104，就安装诸如真实设备驱动程序228的设备驱动程序。真实设备驱动程序228绑定于新发现的设备或本地设备108。在驱动程序栈中的应用现在可访问或使用该设备（即，本地设备108）。这样的应用可包括主机过程226。当创建真实设备驱动程序228时，也创建虚拟驱动程序204。虚拟驱动程序204的创建使应用202能够变得知晓本地设备108。
应用202与真实设备驱动程序202之间从服务器计算机102到客户机104的通信被重定向，使得虚拟驱动程序204代替真实设备驱动程序228动作。一旦建立虚拟驱动程序204与应用202之间的关系，则虚拟驱动程序204与应用202之间的通信被转发给真实设备驱动程序228。被转发给真实设备驱动程序228的通信使本地设备108能够以预期的方式动作。换言之，当创建客户计算机104的设备栈时，可预期某些命令或通信经历真实设备驱动程序228，诸如送往主机过程226的命令或通信。
当本地设备108被重定向到服务器计算机102特别是到应用202时，可发生以下事件序列。本地设备108被插在客户计算机104上；加载设备驱动程序（即内核驱动程序232，重定向程序230以及真实设备驱动程序228）；向应用202发送通知。客户计算机104识别本地设备108并将信息发送到PNP重定向程序218，其中该信息用于创建虚拟设备驱动程序204。创建虚拟驱动程序204并与远程服务客户应用220建立通信链路。通知应用202新发现的本地设备108以及被创建与安装的真实设备驱动程序228。该应用220随后发送I/O到虚拟驱动程序204，后者将它转发给远程服务客户应用，远程服务客户应用再将它转发给真实设备驱动程序228。如果客户硬件（例如，设备108）被拔出或者客户计算机104与服务器计算机102之间的连接被中断，则从服务器卸载虚拟驱动程序204并且所有通信停止。
图3示出提供在服务器计算机上创建虚拟驱动程序的过程300。过程300可由客户计算机与服务器计算机作为协议实现。过程300例示为逻辑流程图中的框集合，这些框表示可用硬件、软件、固件或它们的组合来实现的一系列操作。在软件的上下文中，这些框表示计算机指令，当由一个或多个处理器执行时，完成所述的操作。尽管描述为流程图，但可以预料，某些框可同时或以不同顺序发生。过程300例如可由图1的系统100和/或图2所述的计算机102和104来实现，尽管过程300可由其它体系结构来实现。
在框302，发现新的硬件设备302。硬件设备可以是连接到客户计算机的即插即用（PNP）设备，诸如连接到客户计算机104的本地设备108。可由驻留在客户计算机104上的诸如主机过程226之类的应用来发现或标识具体设备。而且，本地设备108的发现可以是PNP过程的一部分。
在框304，客户计算机104加载或安装必需的驱动程序或驱动程序栈以支持检测到的设备。安装可由主机过程226或驻留在客户计算机104上的另一应用来完成。安装还可以是在设备连接到客户计算机104时的典型PNP设备操作的一部分。驱动程序可包括设备驱动程序（例如，真实设备驱动程序228）；上层过滤驱动程序（例如，重定向程序230）；内核驱动程序232）；以及总线驱动程序（例如，总线驱动程序232）。
在框306，标识与驱动程序有关的信息。标识可由提供服务器计算机与客户计算机之间通信的应用来完成。远程服务客户应用220是这样的通信应用的一个示例。通信可使用诸如经RDP通信的I/O请求分组（IRP）之类的分组，尤其是称为I/O控制（IOCTL）代码的一组特定的IRP。设备也可标识为IOCTL代码中的物理设备对象（PDO）。
在框308，有关设备的信息被通信到服务器计算机102。信息可由提供服务器计算机102与客户计算机104之间通信的应用（例如，远程服务客户应用220）来传递。通信的信息尤其用于在服务器计算机102上创建虚拟驱动程序（例如，虚拟驱动程序204），其中虚拟驱动程序是专用于所发现设备（例如，本地设备108）的。虚拟驱动程序可由诸如应用202之类的应用或诸如应用服务210之类的服务来创建。
图4示出提供将客户计算机设备重定向到服务器计算机的过程400。过程400可由客户计算机与服务器计算机作为协议实现。过程400例示为逻辑流程图中的框集合，这些框代表可用硬件、软件、固件或它们的组合来实现的一系列操作。在软件的上下文中，这些框表示计算机指令，当由一个或多个处理器执行时，完成所述的操作。尽管描述为流程图，但可以预期，某些框可同时或以不同顺序发生。过程400例如可由图1的系统100和/或图2所述的计算机102和104来实现，尽管过程400可由其它体系结构来实现。
在框402，在服务器计算机102上创建虚拟驱动程序（例如，虚拟驱动程序204）。虚拟驱动程序204是基于从客户计算机（例如，客户计算机104）接收的、描述所连接设备（例如，本地设备108）的信息而由服务器计算机102所创建。虚拟驱动程序204由服务器计算机上的应用（例如，应用202）识别，并向该应用指示附连了新的硬件或新的设备并使之可用。
在框404，在服务器计算机102与客户计算机104之间建立通信。通信可通过通信链路诸如虚拟通道来进行。具体地，从服务器计算机102到客户计算机104的通信可利用驻留在客户计算机上的应用，其中应用与虚拟驱动程序通信I/O命令。这样一个应用的示例是远程服务客户应用220。
在框406，通过识别新创建的设备驱动程序（例如，真实设备驱动程序228和虚拟设备驱动程序204），向应用202和远程服务客户应用220通知所连接设备1008的可用性。
在框408，应用202通过虚拟设备驱动程序204通信I/O命令，后者将命令传递给诸如远程服务客户应用220之类的应用。命令被传递到真实设备驱动程序228上，后者使本地设备108能够如期望地通过客户计算机104的本地驱动程序栈来通信。
上述方法和系统描述了通过使用虚拟设备驱动程序在服务器计算机上对远程客户计算机设备的支持。尽管本发明已经用专用于结构特征和/或方法动作的语言来描述，但将会理解在所附权利要求书中定义的本发明不必受限于所述的这些特定特征或动作。相反，这些特定特征和动作是作为实现要求保护的本发明的示例性形式而被揭示的。

Claims (18)

1.一种支持客户设备的方法，所述客户设备连接到远程客户计算机，所述客户计算机通信上连接到服务器计算机，所述方法包括：
将所述客户设备识别为连接到所述远程客户计算机；
在所述客户计算机上安装真实设备驱动程序；
向所述服务器计算机发送与所述客户设备有关的设备专用信息，以允许在所述服务器计算机上创建物理设备对象；以及
在所述远程客户计算机接收来自所述服务器计算机的重定向的I/O请求分组命令以控制所述客户设备，所述客户设备在所述I/O请求分组命令中的I/O控制(IOCTL)代码中被标识为所述物理设备对象。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，安装真实设备驱动程序是当所述客户设备被连接到所述远程客户计算机时即插即用(PNP)设备操作的一部分。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述服务器计算机上创建虚拟设备驱动程序。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信所述信息使用所述服务器计算机与所述远程客户计算机之间的专用虚拟通道。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，来自所述服务器计算机的重定向的I/O请求分组命令被传递给所述客户计算机上的所述真实设备驱动程序以控制所述客户设备。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，来自所述服务器计算机的重定向的I/O请求分组命令绕过所述真实设备驱动程序而直接控制所述客户设备。
7.一种由服务器计算机控制连接到客户计算机的设备的方法，包括：
在所述服务器计算机接收标识设备被连接到所述客户计算机的设备通知；
在所述服务器计算机接收专门与所述设备有关的信息；
在所述服务器计算机创建物理设备对象，所述物理设备对象专用于所述设备；
通过虚拟通道在所述客户计算机与所述服务器计算机之间建立通信；以及
通过所述虚拟通道将I/O请求分组命令从所述服务器计算机通信给所述设备，所述设备在所述I/O请求分组命令中的I/O控制(IOCTL)代码中被标识为所述物理设备对象。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，创建物理设备对象是以由所述服务器计算机从所述客户计算机收到的描述所述设备的信息为基础的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述虚拟通道是在接收所述设备通知之前建立的。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述设备连接到所述客户计算机发起了即插即用(PNP)设备操作。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括在所述服务器计算机上创建专用于所述物理设备对象的虚拟设备驱动程序。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，从所述服务器计算机通信的I/O请求分组命令被传递给所述客户计算机上的真实设备驱动程序以控制所述设备。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，从所述服务器计算机通信的I/O请求分组命令绕过所述客户计算机上的真实设备驱动程序而直接控制所述设备。
14.一种远程访问系统，包括：
服务器计算机；
由所述服务器计算机支持的客户计算机；以及
连接到所述客户计算机的设备，
其中，专用于所述设备的真实设备驱动程序被安装在所述客户计算机中，
其中，物理设备对象基于所述设备被创建在所述服务器计算机中，所述物理设备对象用于所述真实设备驱动程序与所述服务器计算机中的应用进行通信，所述应用提供I/O请求分组命令给所述物理设备对象以控制所述设备，所述设备在所述I/O请求分组命令中的I/O控制(IOCTL)代码中被标识为所述物理设备对象。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述服务器计算机包括标识所述设备的重定向程序。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述服务器计算机通过真实设备驱动程序控制所述设备。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述服务器计算机绕过所述真实设备驱动程序来控制所述设备。
18.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述客户计算机包括提供所述服务器计算机与客户计算机之间的通信的远程服务客户应用。
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