Взаимодействие клиента и сервера в системе X Window

Взаимодействие клиента и сервера в системе X Window

Пользователи, не искушенные в вопросах применения вычислительной техники и сетевых протоколов, представляют себе сервер как большой мощный компьютер, находящийся в отдельной комнате. Пользователи работают за клиентскими машинами и время от времени обращаются к серверу. Такое представление, хотя и не идеально с технической точки зрения, не слишком далеко от истины. Действительно, в качестве сервера обычно используется мощный компьютер, а мощность клиентских компьютеров, взаимодействующих с сервером, часто бывает ограничена. Однако по отношению к системе X Window данная схема неприменима; в X Window все обстоит совершенно по-другому. Пользователи работают за компьютерами, представляющими собой серверы X Window, причем эти компьютеры могут быть низкоуровневыми. Клиент-программы X Window, как правило, выполняются на компьютерах, которые значительно превышают по мощности машины, выполняющие роль X-серверов.

Для того чтобы понять, почему так происходит, надо рассмотреть процесс обмена данными с точки зрения клиентской программы. Когда клиентская программа работает в сети, она устанавливает соединения с серверами, предназначенные для передачи данных. Программа-сервер предоставляет некоторые услуги клиенту. Рассмотрим в качестве примера текстовый процессор WordPerfect и его взаимодействие с сервером NFS. С помощью интерфейсных средств WordPerfect пользователь задает команду на получение файла из каталога, экспортируемого средствами NFS. В результате WordPerfect инициирует передачу данных по сети, т. е. передает серверу NFS запрос, означающий, что тот должен доставить файл. (На самом деле роль клиента NFS выполняет модуль ядра Linux, WordPerfect лишь задает модулю команду передачи данных.) В ответ на запрос сервер NFS предоставляет клиенту необходимый ресурс, в данном случае файл. Теперь представьте себе, что WordPerfect выполняется на удаленном узле и взаимодействует с пользователем посредством сервера X Window. Чтобы отобразить окно выбора файла, текстовый редактор должен запросить у сервера X Window услуги по выводу диалогового окна, текста и других данных. С точки зрения WordPerfect сервер X Window принципиально не отличается от других серверов, поддерживающих ввод-вывод данных. Тот факт, что выводимые данные будут представлены пользователю, не имеет значения для программы. Взаимодействие клиента X Window с серверами условно показано на рис. 14.1.

Рис. 14.1. Сервер X Window обеспечивает интерфейс между пользователем и программой, выполняющейся на удаленном компьютере

Сервер X Window представляет устройство отображения и одно или несколько устройств ввода (обычно клавиатуру и мышь). Сам X-сервер может выступать в роли клиента по отношению к другим серверам, например серверу шрифтов (он будет рассмотрен в главе 15). В ответ на запрос X-сервера сервер шрифтов доставляет ему шрифты, необходимые для отображения данных.

На заметку

Принцип взаимодействия клиента и сервера VNC противоположен принципу, реализованному в системе X Window. Детально работа VNC будет рассмотрена далее в этой главе. Отличие между данными протоколами приводит к тому, что одна система может успешно использоваться там, где вторая работает неэффективно либо не работает вовсе. В качестве примера можно привести конфигурацию сети, в которой между клиентом и сервером расположен брандмауэр. Если на пользовательских компьютерах выполняются X-серверы, необходимо специально сконфигурировать брандмауэр. При использовании VNC специальная настройка таблиц брандмауэра не требуется. Средства SSH создают иллюзию того, что клиент и сервер X Window "поменялись местами" и взаимодействие между ними осуществляется так же, как и в большинстве сетевых служб.

X-серверы в различных операционных системах

Программы, реализующие сервер X Window, доступны не только в Linux и UNIX, но и в других операционных системах. Если вы хотите использовать в качестве терминала компьютер под управлением Windows, OS/2 или MacOS, вы должны лишь инсталлировать в системе X-сервер. Для этого хорошо подходят продукты XFree86 (http://xfree86.cygwin.com — для Windows, http://ais.gmd.de/~veit/os2/xf86os2.html — для OS/2 и http://mrcla.com/XonX/ — для MacOS X), MI/X — для Windows и MacOS Classic (http://www.microimages.com/freestuf/mix/), Exceed — для Windows (http://www.hcl.com/products/nc/exceed/), Xmanager — для Windows (http://www.netsarang.com/products/xmanager.html) и Xtools — для MacOS X (http://www.tenon.com/products/xtools/). Данный список не охватывает все доступные продукты. Так, например, только для Windows существует множество серверов. специально предназначенных для получения доступа к системе Linux. Материалы дискуссии, позволяющей оценить возможности различных серверов X Window, находятся по адресу http://www.microimages.com/mix/prices.htm.

Как было сказано ранее, существуют специальные устройства, называемые X-терминалами. Они поддерживают функции сервера X Window, обеспечивают обмен по сети TCP/IP, и этим их возможности практически исчерпываются. X-терминал по сути представляет собой выделенный X-сервер. X-терминалы поставляют некоторые компании, например Network Computing Devices (NCD; http://www.ncd.com) и Hewlett Packard (http://www.hp.com). Для работы этих устройств, как правило, необходимо, чтобы в сети выполнялся сервер TFTP (Trivial File Transfer Protocol — простой протокол передачи файлов); он нужен для передачи загрузочных файлов. (Сервер TFTP не обязательно должен находиться на компьютере, использующем X-терминал.) Кроме того, X-терминалы также требуют, чтобы на компьютере, для работы с которым они предназначены; присутствовал сервер регистрации, поддерживающий графический интерфейс. В качестве X-терминала может быть использован компьютер старой модели. На этом компьютере надо установить минимальные средства Linux и изменить конфигурационные файлы так, чтобы система обеспечивала регистрацию на удаленном компьютере.

Большинство дистрибутивных пакетов Linux позволяет после установки операционной системы на компьютер установить требуемую конфигурацию X-сервера. Этот сервер может использоваться для поддержки доступа локального компьютера к средствам отображения. Такая конфигурация позволяет одному и тому же компьютеру выступать в роли как клиента, так и сервера X Window, т.е. на компьютере, выступающем в роли X-сервера (рис. 14.1), могут выполняться свои X-программы. X-сервер в системе Linux может также применяться для взаимодействия с X-клиентами, выполняющимися на других компьютерах. Для того чтобы подобное взаимодействие стало возможным, надо выполнить несколько команд, которые будут описаны далее.

Для того чтобы компьютер выполнял роль X-клиента, дополнительное программное обеспечение не требуется; клиентами X Window являются сами программы, которые запускаются в системе. В большинстве случаев этим клиентам в процессе работы требуются различные графические библиотеки, например Qt или GTK+. При инсталляции программ в системах, базирующихся на RPM или Debian, вы получите информацию о том, какие библиотеки нужны им для работы. Теоретически вам нет необходимости устанавливать X-сервер на компьютере, выполняющем роль клиента, однако на практике проще сделать это, так как из-за взаимной зависимости пакетов вам все равно приходится инсталлировать большинство компонентов X Window. X-сервер представляет собой отдельную программу, обеспечивающую интерфейс с монитором, мышью, клавиатурой и другими устройствами. Наличие локального X-сервера упрощает проверку X-программ. Для того чтобы программные средства X-сервера вступили в действие, надо запустить X-программу либо локально, либо на удаленном компьютере.