Running applications remote with X11

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UNIX Basics

AuthorImage:[Here we need a little image from you]

TranslationInfo:[Author + translation history. mailto: or http://homepage]

original in en Guido Socher

en to zh Xu Gang

AboutTheAuthor:[A small biography about the author]

Guido 喜欢Linux不但因为了解操作系统如何工作是一件有趣的事，而且也应为沉迷于它的设计的人们

Abstract:[Here you write a little summary]

许多第一次使用Linux的用户认为Linux的图形桌面只是另一个可以在不同的窗口运行程序的 "Windows"。一些人注意到了自己可以拥有好几个桌面。但是， Linux X Window System (X11)绝不仅仅只是这么简单！它是一个网络窗口系统(network windows system)。下面我们将看到它能提供哪些新的、强大的功能。

ArticleIllustration:[This is the title picture for your article]

ArticleBody:[The article body]

Display的概念

每个X Window应用程序在启动的时候都会去读取DISPLAY这个环境变量来确定要把图像送到哪台计算机的显示器。这个再配合X的网络性能使远程运行图形化程序成为可能。当你远程操作一个应用程序的时候，你用的是远程那台计算机的CPU资源。完整的图形化用户界面(GUI:Graphical User Interface)将显示在你本地的计算机上。
在这里，网络速度当然也是一个需要考虑的因素，不过普通的10Mbit/s连接的局域网就足够了。

为什么你要这么做？
有很多“network graphics”的应用程序。一些公司使用这类程序来远程控制设备，而这些设备可能远在几千公里之外，你可以用同样的软件来控制它们，就好像你就在那里一样。
你可能有两台机器，一台高速的1GHz的电脑，另一台133MHz的老奔腾。你可以尽情的享受新机器，但是不必坐在它前面。也许你的妹妹正坐在那台新电脑前并登录在上面。但这并不影响你使用你的新电脑的功能
[display] 怎样实现？
所有的X Window应用程序，如：gimp,xterm,konquerer,netscape等等都是一个网络客户端，它们都连到一个服务器上，这就是：X-server。 X-server的任务就是告诉图形硬件，在你的显示器上绘制图像，读取鼠标和键盘的输入。客户端（也就是你的应用程序比如：gimp,netscape等等）发送诸如怎么样绘制框架、按钮等指令给X-server，反过来，客户端从X-server接收鼠标和键盘的事件。很显然，你需要某种验证，否则任何人都可以弄乱别人的屏幕了。这里有两个程序来进行控制：
- xhost: 使用这个程序你可以允许给定机器上的任何用户写你的屏幕。比如：你正坐在一台叫philosophus的机器前，为了允许主机movietux上的任何程序可以写你的philosophus的屏幕，你可以键入如下命令：

xhost +movietux
必须在philosophus的shell下键入

- xauth: 这是一个基于cookie的可靠的验证方法。这里你可以给单独的人设定权限。这种方法比xhost安全很多，它使用存储在用户主目录里的文件.Xauthority里的cookie，如果远程的机器在这个文件里有一个有效的cookie，则同意访问。为了拷贝你面前的机器（philosophus）的cookie到你想要在运行程序的机器（movietux）里，你可以使用下列方法中的一种：

xauth extract - philosophus:0.0 | ssh movietux /usr/X11R6/bin/xauth merge
or
scp ~/.Xauthority movietux:

在程序开始运行之前经过了如下的过程：

客户端检查DISPLAY环境变量来查找另外的服务器，连接到这台主机的X-server上。
服务器端检查客户端是否被允许发送给自己，如果客户端是经过验证的，则服务端将开始在屏幕上显示图像。

环境变量DISPLAY的语法：

bash:export DISPLAY=hostname:displaynumber.screennumber
tcsh:setenv DISPLAY hostname:displaynumber.screennumber

在这里不讨论displaynumber和screennumber，它们通常是0:0 这是一个bash下的例子：

export DISPLAY=philosophus:0.0

远程启动一个应用程序

在理论过后，我们来看一个实际的例子。我们重新回到philosophus这台机器前，并且准备在movietux机器上远程运行一些程序。

告诉你的X-server允许movietux上的客户端再你的屏幕上显示图像：
xhost +movietux
登录到远程主机movietux：
slogin -l username movietux
现在你已经登录到movietux上，并且你执行的每条命令都在movietux上执行
export DISPLAY=philosophus:0.0
运行程序比如：
netscape &

如果movietux是一台比较强劲的机器，你会注意到在netscape里显示html的时候会比在本地的时候快一点。同时，你不会从使用方面注意到这个netscape不是运行在本地的，因为你同样是用鼠标、键盘进行着和本地一样的操作。
很酷，不是嘛？

Taking the display with you

虽然远程运行一个应用程序是比较简单的，可是这里还需要为设置DISPLAY再动动手，也可以自动完成：

如果你使用ssh来登录到远程主机的话，那样DISPLAY会自动的被正确的设置。这里最好有其他的远程登录程序支持DISPLAY，不过，ssh是非常普及的。
如果你用slogin或者其他的命令，那你可以安装下面的脚本到远程主机上。
For tcsh:
# take your display with you at remote login:
# Put it into your ~/.login file
set whoami=`who -ml`
set remhost=`expr "$whoami" : '.*($.*$)'`
if ( "$remhost" != "" ) then
setenv DISPLAY "$remhost":0.0
endif
这个脚本通过运行"who -ml"来得到远程主机的机器名。这个命令将返回类似下面的结果：
>who -ml
movietux!guido pts/3 Oct 26 21:55 (philosophus.tux.org)
If you are using bash then you need to the following script: 如果你使用bash那么你需要下面的脚本：
# take your display with you at remote login:
# Put it into your ~/.bash_profile
whoami=`who -ml`
remhost=`expr "$whoami" : '.*($.*$)'`
if [ -n "$remhost" ]; then
DISPLAY="$remhost":0.0
export DISPLAY
fi

OpenGL
当X Windows System的网络性能很好的时候，图形显示有一点慢是应为你是通过网络协议来传送你的数据。通常你不会注意到什么差别。

图形加速和快输的应用程序如图形加速的游戏，通常都是基于OpenGL(Open Graphics Library) 和GLX(OpenGL Extension to the X Window System)的。这些库提供了一个直接访问显卡上的3D加速器的和硬件无关的程序接口。那就是：也应用程序用点、线、多边形来描述一个物体的外形，并把这些传送给显卡，所有的渲染工作都是在图形硬件内部进行的。这提供了很快的图形速度。

目前大多数的Linux显卡驱动(X servers)不支持远程的GLX/OpenGL硬件加速，但支持本地的加速。结果就是，远程的OpenGL程序几乎根本不动，非常慢。不过，封闭代码的NVidia显卡的驱动是一个例外。它们有一个支持远程应用程序非直接渲染的直接渲染接口。
结论
X11可以很方便的发挥你的网络的力量。你可以像在本地一样在远程工作。唯一一点不同的是你看到的文件和目录是在远程主机上的。可是，通过安装NFS和NIS，你可以把连这点小的不同也隐藏起来，放心的使用和你同在一个网络的强劲的计算机上的CPU资源。
链接
X11 system, x.org
xfree86.org the X11 system used with Linux