Терминальные клиенты для запуска графических приложений

Задача

Запуск приложений, активно использующих двумерные и трёхмерные графические функции, на удаленном компьютере (сервере) с просмотром на локальном (клиенте).

Преимущества

1. Унификация ПО
2. Упрощённое администрирование клиентских компьютеров

Недостатки

1. Сложность доступа к внешним устройствам клиентского компьютера
2. Падение производительности
3. Зависимость от качества сети
4. Более сложный принцип масштабирования

Варианты решения

1. «Публикация приложений»: базовая установка ОС на клиент + запуск специфических приложений на сервере

   • +: «прозрачный» запуск

   • +: меньшая нагрузка на сервер

   • +/-: разнообразие клиентских ОС и профилей

   • --: необходимость синхронизации локального и удалённого файловых пространств

2. «Удалённый рабочий стол»: специфическая минимальная установка ОС на клиент (т. н. прошивка) + запуск всех приложений на сервере с доступом по терминальному протоколу

   • +: возможность отключения и подключения сеанса, в т. ч. при смене рабочего места

   • -: необходимость доступа к локальным внешним устройствам

   • -: большая загрузка сервера

3. «Удалённая виртуальная машина»: прошивка на клиенте + запуск на сервере персонального виртуального окружения с полной клиентской ОС

   • +: установка индивидуальной ОС в каждое виртуальное окружение

   • -: необходимость доступа к локальным внешним устройствам

   • -: ещё большая загрузка сервера

   • -: потеря производительность за счёт виртуализации

Подзадачи

1. 2D-рендеринг
2. 3D-рендеринг
3. Рендеринг потокового видео
4. Доставка изображения

Сопутствующие подзадачи:

1. Подготовка, модификация и доставка прошивки.

Учёт аппаратных ресурсов

1. Загрузка сервера и клиента
2. Производительность рендеринга
3. Пропускная способность сети

Ссылки

• http://www.virtualgl.org/ — рендеринг 3D на сервере

  • Пересылка с помощью LD_PRELOAD вызовов OpenGL на местный X-сервер
  • Пересылка экзотических GL-запросов напрямую (например, в виде indirect-запросов)
  • Собственный транспорт при работе с X11 протоколом
  • Возможность 2D-рендеринга как на клиенте (X11+VGL), так и на сервере (VNC)
  • Встроенные средства измерения производительности
  • Возможность расширения с помощью plugin-ов

• http://www.cendio.com/products/thinlinc/ — какие-то люди, фарцующие жёлтыми штанамитерминальными клиентами под Linux, спасибо им за предыдущую ссылку

  • Несвободная лицензия на продукт в целом
  • На диске с демо-сервером есть некоторые исходники; в частности, VNC server, RDP server и SSH пересобраны с какими-то патчами, есть и свои свободные наработки
  • В целом создаётся впечатление, что значимо убыстрить графику по сравнению с аналогичным полностью свободным программным наполнением им не удаётся

• Поддержка 3D в VirtualBox под Linux пока не до конца работает, см., например, https://forums.virtualbox.org/viewtopic.php?f=4&p=100671

3D-рендеринг

Если исключить вопросы прямой производительности и пропускной способности, главная задача — обеспечить производительный 3D-рендеринг, т. к. 2D не потребляет слишком много ресурсов, и может быть просчитан на процессоре как клиента, так и сервера.

3D-рендеринг на клиенте

• Строго говоря, поддерживается при использовании «голого» X11 протоколом OpenGL с помощью indirect-запросов (LIBGL_ALWAYS_INDIRECT и т. п.)

  • Имеются проблемы с 2D (возможно, обработкой 2D с помощью GL из-за доставки толстого 2D-потока), померять

• VMWare заявляют, что задача ими как-то решена (скорее всего, закрытые драйверы и клиентские программы для некоторых ОС)

• Что-то подобное есть в Windows, только они этим совсем не хвастаются; похоже, не работает

3D-рендеринг на сервере

• !VirtualGL

• ???

Распознавание и обработка потокового видео

Если часть довольно большой картинки постоянно меняется, возникает проблема доставки потока.

TODO: исследовать возможности распознавания и/или декларации таких областей (NX? VNC?), отказа от декодирования видео на сервере (с передачей кодированного потока на клиент) и т. п.

Стенд

1. «Публикация приложений»: virtualgl → X11+VGL

   • + «Прозрачная» отсылка к 3D-рендерингу на сервере, не требуется адаптация приложений

   • - Большое потребление сетевых ресурсов (по утверждению авторов, >100Mb/s, померять)

   • -- Использование одного X-сервера всеми приложениями (разных пользователей!) — издевательство над безопасностью

   • SETUID и SETGID игнорируют LD_PRELOAD, приходится извращаться
2. «Удалённый рабочий стол»: virtualgl + VNCserver → VNCclient

   • + Регулировка объёма доставляемого потока качеством картинки VNC

   • - Использование одного X-сервера VNC-серверами различных пользователей

3. «Удалённая виртуальная машина»: virtualgl + VirtualBox + VNCserver → VNCclient

   • - Недостаточная поддержка 3D-рендеринга в VirtualBox (гостевая ОС видит видеокарту "VirtualBox", а не, скажем, NVIDIA)

   • - Отсутствие поддержки VirtualBox в libvirt и отсутствие 3D-рендеринга в подсистемах виртуализации, поддерживающихся libvirt

   • Не проверена работоспособность 3D-рендеринга в гостевых ОС Linux