随着互联网技术的发展,个人计算机应用和USB设备在人们日常生活中越来越普及。但目前计算机应用和USB设备之间普遍未支持网络传输,也未能为计算机的外部设备提供一种有效的共享机制。为了满足用户工作共享性需求和提升设备时间和空间利用率,USB设备必须突破个人计算机空间限制,从而能够在不同计算机之间实现共享,同时在2015年,多个国家将“共享经济”评选为年度热词,可见共享模式已经在全球蔚然成风。此时研究开发USB共享系统就具有了较好的实际应用意义。本文研究并开发了一个基于Linux环境下的USB共享系统,用户在任何房间或任何城市都可以通过这种共享系统使用服务端上的 USB设备,就像使用接入在自己电脑上的USB。论文首先介绍了系统实现中涉及的相关理论与技术,如USB通信、Linux设备模型、Linux文件系统、用户空间设备管理等技术。然后从USB共享系统的功能、性能两个方面对整个系统进行了技术需求分析。根据该项目的实际情况,完成了 USB共享系统的总体结构的分层设计,包括数据传输层、网络服务层和系统应用层。其中,数据传输层通过USB子系统收集USB设备数据;网络服务层负责接收、处理和转发封装进IP包的USB数据;系统应用层包括服务端应用与客户端应用,为用户提供设备绑定、设备查询、设备映射等服务。同时,对每一层进行了功能模块的划分,重点阐述了系统主程序、USB子系统模块、数据解析与处理模块、系统应用模块的设计与实现方法。为了提高服务端对共享系统数据传输的并发处理能力,本文设计开发了基于Poll机制、具有高并发能力的数据通信服务端,并在服务端外围设计了 USBIPD监听守护进程,利用派生子进程进行并发请求处理,提高了服务端的通信效率。此外,针对实际情况中大量用户对共享设备的请求问题,设计实现了服务端集群结构通信模式和无线通信模式,并使用心跳、地址重定向等技术提高集群的业务服务和扩展能力。最后,根据系统用层设计出的相应功能指令,对系统进行功能性应用、吞吐量和传输速率的测试,通过实验得出本系统的功能应用测试结果和系统通信测试结果。本文基于实际项目,对USB共享系统进行了总体设计,并且对USB设备的共享机备可以自动映射到用户所在的客户端;二是设计网络传输协议仿真USB总线通信;三是解决了手机设备共享端口无法识别的难题;四是采用无线通信组网模式,优化了服务端与客户端组网的网络环境。