Távoli Linux desktop elérése Windowsról

A lap 2012. november 2., 14:10-kori változata

Írta: Pálinkás Endre
Utolsó jelentős módosítás: 2012. november

Néha felmerülhet, hogy Linux operációs rendszeren futó grafikus kezelőfelülettel rendelkező programjainkat egy távoli, Windows alapú rendszerről irányítsuk. Ez a szócikk erre a feladatra gyűjt össze pár megoldást, tapasztalatokkal, és segítséggel a beállításhoz. Nagyon sokféle beállítási, és használati lehetőség elképzelhető.
Ennek a egy fontosabb vonulata a minimalista megoldások feltérképezése. Kell nekünk egy Desktop Environment (pl. Gnome), ha grafikus programokat akarunk futtatni? És hol is kell futnia az X Servernek?
Ehhez hasonló kérdésekre keresi a cikk választ, és feltérképezi, hogy mely megoldásoknál mely komponensek és lépések elengedhetetlenek. Hasznos lehet tehát a cikk azoknak, aki erősen limitált VPS-en szeretnénk grafikus programokat futtatni, illetve azoknak, akik kicsit meg szeretnék érteni az egyes megoldások működését, és azt, hogy azok miben különböznek egymástól.

1 X Window System

forrás:http://en.wikipedia.org/wiki/X_display_manager_(program_type)
Az X kliensek távol is lehetnek. (X Display Manager nem kötelező)

Az X Window Sytemnek hívjuk a protokollok egy halmazát, melyek a Unix/Linux rendszerek GUI működésének alapjait fektetik le. Emelett hívhatunk X Window Systemnek egy ezekre az alapokra épített konkrét rendszert is. Az X Window Systemet röviden X-nek, illetve X11-nek is szokták nevezni, mely a jelenlegi 11-es verziószámra utal. Az X Window System kliens-szerver alapú, lehetővé teszi azt, hogy a grafikus user interfész máshol jelenjen meg, mint ahol a programok futnak. Érdemes kitérni a terminológiára, mert elsőre kicsit szokatlan.

• X Server: Az alkalmazások és a felhasználó között van, a kimenetért és bemenetért felelős. Megjeleníti a felhasználónak a grafikát, és továbbítja az alkalmazások felé a felhasználó bemenetét (billentyűleütések, egérmozgatás).
• X Client: Az alkalmazások.

• X Session Manager: Azért felelős, hogy a grafikus asztal állapotát el tudjuk menteni, később ugyanonnan folytatni. (nem biztos, hogy kell nekünk ilyen)
• X Display Manager: Bejelentkeztetés, session indítás. (Bejelentkező ablakot ad felhasználónév/jelszót kérve, és elindít egy sessiont.) (ilyen sem)
• X Window Manager: Egy speciális kliens, ami az ablakok kinézetét, mozgatását, méretezését teszi lehetővé. (és ilyen sem)

• Desktop Environment (DE): Egy adott teljes grafikus felület megvalósítás egy csomagban prezentálva. Rendszerint saját X Session Manager + X Display Manager + X Window Manager megvalósítás van benne, emelett egyéb dolgok a grafikus felülethez, pl. ikonok, desktop widgetek, háttérképek, stb. Desktop environment pl. a Gnome, KDE, Fluxbox, Xfce, stb.

Elmondhatjuk, hogy ha csak távoli gépről akarjuk a grafikus linux programokat használni, nem feltétlenül van szükségünk desktop environment installálására, se a 3 fent felsorolt managerre. X Servert is futtathatunk a windowsos gépünkön, tehát akár úgy is elkezdhetünk dolgozni, hogy a linuxos gépre csak a futtatandó program van, bárminemű körítés nélkül.

2 Tesztkörnyezet

A teszthez használt Linuxos rendszer Debian disztribúciót futtatott, de más disztribúciót futtató felhasználóknak is segítség lehet a szócikk, hiszen nagy eltérések nincsenek. A lentiek közül egyes megoldások a Linuxon kívül más UNIX alapú rendszereken is léteznek, erre a szócikk nem tér ki.

3 X-Server a windows-os gépen

Tehát ha egy linuxos gép előtt ülünk, és a grafikus felületen dolgozunk billentyűzettel, egérrel, akkor az X Server a Linuxon fut. Ha csak távolról, a windowsos gépünkről akarjuk a grafikus felülettel rendelkező linuxos programokat irányítani, az X Server akár a Windows gépen is futhat, és a linuxos gépre nem feltétlenül kell semmit telepíteni a futtatandó programon kívül. Ez nagy előny lehet, ha minimalista megoldást keresünk, a linuxos gépen kevés a memória, gyenge a processzor, és sok tárhelyet sem akarunk használni.
Hátránya viszont, hogy az elindított linuxos programok (X kliensek) rendszerint meghalnak, ha elveszítik a kapcsolatot a távoli X Serverrel. Tehát ha megszakad a helyi hálózati/internetes kapcsolat a két gép között, a használt program lehal, és a munkánk is elveszhet. Ettől még a megoldás nem rossz. Ha nem okoz gondot a futtatandó alkalmazásnál, ha alkalmanként meghal, és a kapcsolat elég stabil, akkor használható megoldás.

3.1 Xming X Server

• Szükséges hozzá:
  • Windows: Xming X Server (Putty Link-et is felteszi a könyvtárba)
  • Linux: sshd

Az Xming egy pár perc alatt összehozható megoldás. Az Xming X Server most már donationware, tehát adakozni kell a szoftver készítőjének, ha a legújabb változatokat szeretnénk letölteni. A régi változatok is tökéletesen működnek, elérhetők az Xming SourceForge-ról.

Xming egy ablakos mód window manager nélkül. A távoli linuxos szerveren futó két alkalmazás "ablaka" nem méretezhető, mozgatható.

Xming egy ablakos mód fapados twm window managerrel - ablakok már méretezhetőek, mozgathatóak

Miután elindítottuk az Xming X Server programot a Windows-on, SSH-n keresztül (pl. Puttyval) kell a Linuxhoz csatlakozni, X11 Forwarding (putty beállítás) segítségével a localhost:0 displayt a Windows-ra irányítva. Ezek után elindítunk egy GUI-s programot a linuxos gépen - pl. "iceweasel" böngészőt. Mivel az adott SSH sessionben a display forwardolva a Windowsra, az ablak a Windowsos gépen fog megnyílni, az Xming gyermekeként.

A fentiek segítik megérteni a működést - valójában egyszerűbb a dolgunk, nem kell a puttyval bűvészkednünk. Az Xming X Server-hez tartozik egy XLaunch alkalmazás, melyben begépelhetjük a linuxos gép elérhetőségét (IP, felhasználónév, jelszó), és a futtatandó programot, és már meg is jelenik az alkalmazás ablaka a gépünkön. Nem gond, ha speciális SSH paramétereket szeretnénk (pl. privát kulcs fájl), egy mentett putty session-re is hivatkozhatunk a nevével. Az XLaunch ugyancsak lehetőséget nyújt arra, hogyan jelenjenek meg a Windows-on a linuxos alkalmazások. A lehetőségek:

• Multiple Windows: minden alkalmazás külön Windows ablakban nyíljon meg
• One Window: egy főablak, és azon belül jelenik meg minden alkalmazás
• One Window Without Titlebar: mint az előző, csak nem lesz ablakkerete az Xming főablaknak
• Fullscreen: teljes képernyős megjelenítés

3.1.1 Egy ablakos mód

Az első lehetőséget leszámítva (ahol minden alkalmazásnak külön Windows ablaka lesz), minden elindított linuxos alkalmazás ugyanabba az Xming ablakba kerül, alapból egymást eltakarva, a méretezés és mozgatás lehetősége nélkül. Ha több alkalmazást futtatunk e 3 megjelenítési mód egyikében, és szeretnénk ablakokat méretezni, mozgatni, kell egy külső window managert is futtatnunk a linuxos gépen. A Desktop Environmenteknek (Gnome, KDE, Xfce stb.) mind saját Window Managere van, ha fent van az egyik, használhatjuk azt. De egyáltalán nincs szükségünk egy teljes desktop environment telepítésére a linuxunkra, elegendő egy fapados window manager telepítése, mint például a twm. Természetesen vannak szebbek is, nézzünk körül itt.

Ha megvan a window managerünk, két lehetőségünk van.
1. Indítsuk el a window managert, ugyanúgy, mint bármely más alkalmazást, melynek a kimenetét a Windows-on szeretnénk látni. Máris tudjuk az ablakokat mozgatni az Xming főablakon belül. (érdemes a háttérben indítani, "twm &")
2. XDMCP mód, ekkor egy speciális, UDP alapú protokollal kommunikál az X Server és a távoli X Display Manager. Ezt a módot Xming fejlesztője is problémás esetnek titulálja, a protokoll alapból nem is titkosított, ráadásul X Display Manager telepítésére is szükségünk lenne. Ezzel a móddal itt nem foglalkozunk részletesebben.

3.1.2 Megjegyzések

• A tesztnél először az Xming Server csak adminisztrátorként futtatva volt hajlandó működni, és a putty-t sem irányította jól az XLauncher. Egy reboot után rejtélyes módon minden tökéletesen működött.
  
• Az XLaunch putty mellett a Cygwin-es ssh.exe-t is tudja használni.

3.2 Cygwin/X

• Szükséges hozzá:
  • Windows: Cygwin (ejtsd: 'szigvin') környezet a szükséges Cygwin csomagokkal
  • Linux: sshd

Míg az Xming X Server egy kompakt, Windows felhasználóknak nem annyira idegen élményt nyújtó program, a Cygwin egy sokkal robosztusabb megoldás. Fel kell telepítenünk Windows-ra a Cygwint, ami egy teljes, Unix szerű környezetet épít fel egy könyvtárba. Több a lehetőségünk, de összetettebb a beállítás is, és ha a felhasználó csak a távoli asztal elérésére akarja használni a Cygwin-t, nem túl vonzó ötlet egy 260 megabyteos Cygwin környezet feltelepítése. A mérleg másik oldalon viszont az áll, hogy a lehetőségünk is több, és ha valaki már amúgy is használja a Cygwint, akkor külön program feltelepítése nélkül hozzáadhatja a pár szükséges X Server csomagot.

A Cygwin telepítése pár perc, ha szélessávú internettel rendelkezünk. Ki kell választanunk, hogy mely programcsomagokat akarjuk telepíteni.
A Cygwin/X-es megoldáshoz ezekre van szükség az alapcsomagokon kívül:

• xorg-server
• xinit
• openssh
• opcionálisan még: xorg-docs, X-start-menu-icons

Elindíthatjuk az X servert. Először a Cygwin shell-t kell elindítani Windowsban (cygwin.bat). A Cygwin shellből a Cygwin-es X Server a 'startxwin' paranccsal indítható. Ez a fenti Multiple-Windows módnak felel meg.
Ha 1 windowsos Cygwin X Server ablakon belül szeretnénk minden linux alkalmazást látni, akkor a 'startx' parancsot használjuk. Bővebb információ itt.

Csatlakozáshoz, X11 Forwardinghoz és programindításhoz használhatjuk a korábban bemutatott putty-s módszert, vagy a Cygwin SSH kliensét is:

ssh -X user@ip:port

Állítsuk be a display-t is a linuxos sessionben, ha nem lenne:

export DISPLAY=localhost:10.0

Ezek után indítható a program, és a Windows-ban jelenik meg.

Ha egy ablakba szeretnénk a linux desktopunkat belezsúfolni, itt is szükségünk lesz egy külső window manangerre. Az Xminggel ellentétben itt már három választásunk is van.

• ssh-ban futtatni egy linuxos window managert
• XDMCP mód, ekkor kell X Display Manager is, és ez futtatja a Window Managert a linuxos gépen
• plusz lehetőség: egy Cygwin-es window managert futtatni a windowsos gépen - pl. twm, mwm (lesstif package része), fvwm2, openbox, aewm++, WindowMaker

Személyes véleményem, hogy a Cygwin-es megoldás kényelmetlenebb az Xmingesnél. Esetleg jól jöhet, ha még több terhet le akarunk venni a linuxos gép válláról, és egy esztétikus Windows Managert használni a Windowst futtató gépen.

4 X-Server a linuxos gépen

4.1 VNC

A VNC technológiát az angol Olivetti & Oracle Research Lab, röviden ORL-ben fejlesztették ki, eredetileg ingyenes, open source megoldásként. Célja a platformfüggetlen, egyszerű távoli asztal elérés. Az ORL 2002-ben bezárt, és az eredeti fejlesztők egy része megalapította a RealVNC Ltd. céget, mely ingyenes, és extra funkciókkal ellátott fizetős változatokat ad ki.
Az utóbbi években megjelent új verziókhoz forráskód már nem került kiadásra, és most már az 5-ös verziószámnál tart a RealVNC. Az ingyenes változat binárisként továbbra is elérhető Debian, Redhat, Solaris, HP-UX, AIX rendszerekre. Emellett van egy generikus Linux csomag, binárisokkal, és persze egy Windows és MAC változat is. Ha a hivatalos binárisokat akarjuk használni, szükségünk lesz egy ingyenes licenszre is. Mi néhány licenszt nem igénylő változatot fogunk bemutatni.

A VNC programok mind az RFB protokollt használják, mely távoli hozzáférést biztosít a GUI-khoz. Mivel framebuffer szinten működik, platformfüggetlen. Az RFB protokollt az ORL-ben fejlesztették ki, de a bezárása után is fejlődött. Az aktuális protokoll specifikáció elérhető a RealVNC honlapján.

4.1.1 vnc4server

A utolsó nyílt forráskódú változat a 4.1.3, mely VNC Open néven elérhető a RealVNC honlapján. Például a Debianos vnc4server csomag is innen származik, a 4.1.1 verzióból.

Itt a vnc4server csomagról lesz szó. Ha feltelepítjük, az magába foglal egy speciális X Server-t, az Xvnc-t. Ha elindítjuk a VNCServert, elindul ez az X Server - első indításkor be kell állítanunk egy jelszót. Ezután egy windowsos kliensről már csatlakozhatunk is - a VNC kliensek tapasztalataim szerint kompatibilisek a különböző szerver megvalósításokkal. A display 1-hez a 6901-es port tartozik, és így tovább. Ezek után ha beállítottuk a default display-t (export DISPLAY=localhost:1.0 ), a futtatott programok már a VNC-s X szerverre küldik a képüket, és irányíthatjuk őket Windowsról. Persze direktbe is küldhetünk egy programot adott display-re ( "DISPLAY=localhost:1 iceweasel &").

Alapból egy sivár grafikus felületet kapunk, a fapados 'twm' window managerrel. Ezen a home könyvtárban lévő .vnc/xstartup konfig fájlban változtathatunk - az "x-window-manager &" sort átírhatjuk egy másik Window managerre, pl. Openbox (openbox &), de elindíthatunk egy teljes Desktop Environment-et is, Gnome-os desktopunkat (gnome-session &), KDE-set (startkde &), Xfce-t (startxfce4 &), stb. VNC esetében az X-Server a linuxos gépen fut, így bármikor le-föl csatlakozhatunk, és folytathatjuk a munkát, ahol abbahagytuk. Ha le szeretnénk lőni az VNC-s X-Server-t, így tehetjük meg az 1-es display esetén: "vncserver -kill :1".

Ha más felbontással szeretnénk elindítani az VNC-s X-Server, a következőképpen indítsuk: "vnc4server -geometry 1280x960".

Sajnos az ingyenes RealVNC változatok nem adnak titkosítást az adatforgalomra. Ezt orvosolni tudjuk egy VPN létrehozásával, vagy egy SSH tunnellel pl. puttyban (1-es display esetén a windowsos 5901-es portot SSH-n keresztül a távoli gépen lévő localhost:5901-re forwardoljuk, így e putty kapcsolat létrehozása után már a VNC klienssel localhost:5901-re kapcsolódva SSH tunnelen át, titkosított adatforgalommal érhetjük el a linuxos gépet). Érdemes SSH compression-el, és nélküle is próbálkozni, a kapcsolatunk sebessége szerint lehet az egyik, vagy másik gyorsabb.

Még megemlítjük, hogy a VNC beállítható, hogy XDMCP segítségével egy Display Manager login képernyőt is adjon, és HTTP szerverként is tud üzemelni, ekkor a megfelelő portra csatlakozva a távoli kliens browserből be tud lépni az asztalra, egy Java Applet segítségével.

4.1.2 TightVNC

A tightvncserver ugyanúgy működik mint az előbb tárgyalt vnc4server - ugyanúgy a RealVNC nyílt forrású változatára alapul. Vannak benne TightVNC specifikus részek, melyek elvileg meggyorsíthatnák a kapcsolatot. Az én környezetemben nem tapasztaltam észrevehető különbséget - lassú kapcsolattal rendelkező szerver esetén lehet van. Ekkor érdemes a TightVNC klienst használni.

4.1.3 x11vnc

Az előbb bemutatott két VNC variáns virtuális X Server-t futtat, amit távolról elérhetünk. Ha már van egy X Serverünk, melyet szoktunk lokálisan is használni (értsd: monitor, keyboard, mouse), és ezt a már meglévő desktopot szeretnénk távolról elérni, az x11vnc egyszerű megoldást nyújt. A legegyszerűbb futtatási módja, ha egyenesen a grafikus desktopból indítjuk el egy shellből - ekkor nem jöhetnek szóba x11 permission problémák. Egyébként a fenti kettőhöz hasonlók a beállítási lehetőségeink, és a kapcsolat titkosítását magunknak kell megoldanunk.

4.2 XRDP

A Microsoft Remote Desktop protokollját használó szerver - ennek a segítségével a windowsos felhasználók a megszokott remote desktop kliensükkel tudnak egy linuxos asztalhoz csatlakozni. A helyzet azonban nem ennyire egyszerű - az XRDP valóban megvalósít egy RDP szervert, de kell alá egy futó VNC szerver is, ezzel kommunikál a Linux oldalon. Így tulajdonképpen felfogható egy proxyként is egy RDP kliens és VNC szerver között.

Debianban meglepően gyorsan működésre lehet bírni, az 'xrdp' package-t installálva azonnal csatlakozhatunk a microsoftos klienssel. Az XRDP szerverhez való csatlakozáskor először egy session manager ugrik be, itt kell kiválasztanunk a VNC szervert, beírni az ip-t (localhost), portot, és a jelszót. Tehát az XRDP szerver egy meglévő VNC szerver mellé is gyorsan odarakható.

A debianos csomag az előbb taglalt vnc4servert használja, így a fentiek segíthetnek a testre szabásban.

Ugyancsak előny, hogy az RDP-ben a titkosítás adott, így nincs szükség tunnelre vagy VPN-re. Egyes netes források szerint a sima VNC-s kapcsolatnál gyorsabb, azzal az indoklással, hogy a VNC protokoll, ami lassabb az RDP-nél, csak lokálisan játszik szerepet, míg a valódi hálózati forgalomhoz az RDP protokoll szerint történik. Én is gyorsnak tapasztaltam az XRDP-s asztal elérést, de hogy tényleg gyorsabb-e, nem tudom.

Egyébként csináltak egy VNC nélküli, valódi XRDP szerver is X11rdp néven, de erről nincs sok információ, és nincs könnyen elérhető/installálható formában.

5 Hibrid megoldások

5.1 NoMachine NX

forrás:http://www.nomachine.com/documents/getting-started.php
X11 session NoMachine NX-el

Az NX technológiát Gian Filippo Pinzari fejlesztette ki, az olasz NoMachine cégnél. Az X Kliens - Szerver architektúrára épül, de azon továbblép. Az X Kliens - Szerver felépítés - mint korábban láttuk - lehetővé teszi, hogy különböző gépeken fusson az X Server és X Kliens. A hátrány azonban, hogy sok a roundtrip üzenet - pl. a kliens üzen valamit a szervernek, de választ is szeretne tőle. Az NX három új részvevőt iktat be az X Kliens és X Szerver közé:

• NXAgent: egy fake szerver arra a gépre, ahol az X Kliens van
• egy proxy párt, a két különböző gép között ezek felelősek a hálózati forgalomért

A következőket tudták így megvalósítani:

• X forgalom hatékony tömörítése
• Cache mechanizmus, mely csökkenti a hálózati forgalmat
• X roundtrip üzenetek nagy részének kiküszöbölése, csak lokálisan történnek meg, az X Kliens és az NXAgent között
• lazy encoding algoritmus, mely azért felelős, hogy lassú hálózat esetén adott pillanatban mindig csak a fontos képernyő frissítéseket küldjük át a hálózaton, ezzel a responsiveness javul

Kipróbálva a NoMachine NX-et, a többi megoldáshoz képest először tapasztaltam jelentős gyorsulást. Talán kimondható, hogy ez a leggyorsabb technológia, ha távolról szeretnénk elérni a Linux asztalunkat. Emelett előny, hogy funckiókban is nagyon gazdag a program, mondhatni mindent megvalósít, amiről a korábbiakban szó volt: teljes Desktop Environment futtatása, belépés már futó X sessionbe, egy applikáció futtatása egy windowsos ablakban. Még RDP és VNC sessionökhöz is csatlakozhatunk.

Ami ugyancsak tetszetős, hogy belépve egy NoMachine NX-es gépre, megkapjuk a futó NX session-ök listáját, és válogathatunk, hogy melyikre akarunk belépni. Kilépéskor pedig dönthetünk, hogy le szeretnénk-e lőni a session-t, vagy később vissza akarunk-e csatlakozni.

A titkosítás beépített SSH klienssel történik, a sima linuxos user/jelszó párosunkat használhatjuk, ami igen kényelmes.

Még pár szó a licenszelésről. A NoMachine NX-nek van egy ingyenes, closed source változata, amivel maximum 2 user tud távolról csatlakozni. A fő Linux disztribúciókra, és Solaris letölthető a nomachine.com honlapon. Három csomagot kell telepíteni - a csomagok egymásra épülnek, így a szerver gépünkre is szükséges egy nxclient nevű csomag:

• nxclient
• nxnode
• nxserver

A telepítés után már fut is a szerverünk, a másik gépre a windowsos klienst letöltve már csatlakozhatunk is.

6 Konklúzió

Megbízhatóság szempontjából egyik megoldással sincs probléma, mind azt nyújtja, amit ígér. Ezután a sebesség mondható a legfontosabb szempontnak, és ebben a NoMachine NX viszi a pálmát. Kezelhetőség, funkciók szempontjából is remek megoldás, csak ajánlani tudom. Hátránya talán, hogy ha kezdő felhasználó elé tesszük a Windows klienst, megijedhet a sok beállítástól. Szerencsére elmenthetők a kapcsolat beállítások, így egy kis segítséggel ez sem okoz gondot.

Ha nincs sok jogosultságunk a linuxos gépen, nagyon jól jöhet a sima távoli X Serveres megoldás, hiszen ekkor nem kell semmit telepítenünk. Ehhez a Windows oldalon az XMing Servert ajánlom.

A VNC is egy teljesen jó megoldás egyébként, ha a sebesség megfelelő számunkra. Ha a disztribúciónkra van előre elkészített csomag, 2-3 perc alatt üzembe hozhatjuk, és Windows oldalon triviális a kliens kezelése.