Запуск X Window System Linux

Локальный запуск X-клиентов

Существует «ручной» запуск компонент оконной системы X, что достаточно неудобно, т. к. требует установить правильное значение переменной окружения display, запустить X-сервер «до запуска первого клиента, а завершить после завершения последнего и т. д.

Поэтому для автоматизации запуска X-сервера и всех клиентов X-сеанса пользователя предназначается специальная команда xinit, проиллюстрированная в листинге ниже.

Запуск сеанса iceWM с отображением на сервере Xnest

Запускатель xinit может быть сконфигурирован пользовательскими dot-файлами -/.xinitrc и ~/.xserverrc, представляющими собой сценарии командного интерпретатора, которые запускают, клиентскую и серверную части оконной системы соответственно.

В примере из листинга ниже показан сценарий .xserverrc, позволяющий xinit использовать виртуальный X-сервер Xnest по умолчанию на указанном дисплее, что сокращает командную строку запуска.

Запуск сеанса TWM с отображением на сервере «по умолчанию» (Xnest)

В примере из листинга ниже показан сценарий .xinitrc, позволяющий xinit использовать X-сеанс среды KDE по умолчанию, что еще более сокращает командную строку запуска.

Запуск локальной X Window System (окружение KDE с отображением на сервере Xnest)

Нужно заметить, что все три пользовательских сеанса, запущенных из листингов выше, могут существовать одновременно, т. к. используют разные экземпляры X-сервера.

Дистанционный запуск X-клиентов

Оконная система X изначально: проектировалась для распределенной работы ее компонент на различных узлах сети, что достаточно широко используется на практике, когда нужно запускать графические приложения на удаленном узле, их окна отображать на локальном дисплее.

В большинстве случаев для дистанционного запуска используется ssh. Попытка «прямого» запуска xeyes на узле centos от лица пользователя lich не увенчалась успехом потому, что в большинстве инсталляций аппаратный X-сервер на дисплее :0 не принимает сетевые соединения.

Попытка запуска локального виртуального сервера Xnest на дисплее :1 с перенаправлением ему вывода дистанционного xeyes тоже оказалась неудачной, но уже по другим причинам.

Запуск дистанционного X-клиента

При сетевом взаимодействии X-клиентов и X-сервера для аутентификации клиентских подключений используется механизм, основанный на предъявлении общего (известного обеим сторонам) «секрета», называемого «волшебной печенькой» (см. W:[magic cookie]), использование которых проиллюстрировано в примере ниже.

На стороне сервера «печеньки» всех клиентов, которым разрешено подключение, размещаются при помощи утилиты xauth в «банке с печеньками» (jar), откуда извлекаются сервером для проверки при подключении клиента. На стороне клиента «печеньки» при помощи той же утилиты xauth размещаются в «банке» -/.Xauthority, откуда извлекаются библиотекой Xlib для предъявления серверу при соединении с ним.

Аутентификация дистанционного X-клиента

Необходимость установки общего секрета и переменной окружения display и необходимость запуска дополнительного виртуального X-сервера (или необходимость активации приема сетевых соединений аппаратным сервером) делают «ручной» запуск дистанционных X-клиентов неудобным «чуть более, чем полностью».

Вместе с этим, передача «волшебных печенек» (как и любых других сообщений X-протокола) от X-клиента к X-серверу по сети происходит незащищенным образом, что может быть легко использовано злоумышленником. Именно поэтому на практике  используют туннелирующие возможности протокола SSH, позволяющие удобным автоматизированным способом решить все вышеперечисленные задачи и проблемы.

В примере из листинга ниже показано поведение SSH-сервера при туннелировании X-протокола. По запросу (-x) от SSH-клиента SSH-сервер начинает эмулировать поведение X-сервера, устанавливает О переменную окружения display, указывающую на «дисплей» :10 на «том же» узле localhost, и создает «волшебную печеньку» для этого дисплея.

При последующем запуске X-клиента xeyes им будет установлено соединение с «SSH-эмулятором» X-сервера на localhost: 10, а SSH-сервер перенаправит (туннелирует) это соединение X-протокола обратно SSH-клиенту внутри зашифрованного соединения SSH.

SSH-туннелирование X-протокола (SSH-сервер)

Листинг ниже иллюстрирует поведение SSH-клиента в режиме (-X) X-туннелирования, при котором он эмулирует «Х-клиента» и соединяется с аппаратным (!) Х-сервером через локальный сокет /tmp/.x11-unix/X0.

При получении от SSH-сервера перенаправленных соединений X-протокола они ретранслируются SSH-эмулятором «X-клиента» локальному X-серверу, тем самым вывод дистанционных X-клиентов изображается в окнах локального X-сервера.

SSH-туннелирование X-протокола (SSH-клиент)

Так как SSH-туннелирование X-протокола позволяет перенаправлять любое количество X-соединений внутри одного SSH-соединения, то дистанционно можно запускать целые сеансы пользовательских сред, таких как GNOME с использованием xinit и виртуального X-сервера Xnest.

Запуск дистанционного сеанса GNOME с отображением на локальном сервере Xnest

Управление X-дисплеями: XDMCP-менеджер и протокол

В большинстве современных инсталляций Linux работа пользователей в системе осуществляется сразу с использованием оконной системы X и какой-либо пользовательской среды, например GNOME.

Оконная система запускается сразу при старте операционной системы и не требует использования xinit или startx.

Если при работе в автоматически запущенной оконной системе проследить дерево процессов от командного интерпретатора до прародителя процессов init, то обнаружится менеджер дисплеев (например, lightdm), осуществляющий запуск пользовательского сеанса в (gnome-session).

Более того, аппаратный -сервер дисплея :0 тоже окажется запущенным этим менеджером.

Менеджер дисплеев является специальной компонентой оконной системы, управляющей автоматическим запуском ее X-серверов и X-сеансов. Именно он запускает аппаратные X-серверы для обслуживания дисплеев в указанном количестве (по умолчанию один дисплей :0), а затем «графическим» образом производит аутентификацию пользователя в системе и запускает менеджер сеансов пользовательской среды.

Кроме этого, менеджер дисплеев предназначен и для запуска дистанционных пользовательских X-сеансов, но делает это при помощи специального протокола W:[XDMCP], а не посредством протокола SSH, как при «ручном» дистанционном их запуске.

В листинге ниже показано дистанционное подключение виртуального X-сервера Xnest с узла terminal к узлу ubuntu.local по протоколу XDMCP (-query), в результате чего менеджер дисплеев lightdm (при помощи X-протокола) отобразил экран аутентификации пользователей в системе узла ubuntu. При успешной аутентификации пользователя будет запущен его X-сеанс на узле ubuntu.local так, что вывод всех X-клиентов будет направлен на дистанционный X-сервер узла terminal.

Дистанционный графический вход в ubuntu

Надо заметить, что при использовании дистанционного XDMCP-запуска данные XDMCP- и X-протоколов при передаче в публичной сети оказываются никак не защищены (включая согласование «волшебной печеньки» и ее последующее использование), поэтому на практике безальтернативно используют SSH-запуск дистанционных сеансов с туннелированием X-протокола внутри криптографически защищенного SSH-соединения.