Терминальный сервер со стороны пользователя

Со временем, после появления версии 2.6 ядра Linux и виртуальной файловой системы sysfs, политика по оформлению и регистрации драйверов и аппаратного обеспечения компьютера изменилась и необходимость в сборке отдельного специфического ядра для терминальных клиентов отпала. LiveCD в ALT Linux, к примеру, изготавливается из самого обычного ядра с обычными модулями. Проект же LTSP был, к сожалению, сильно привязан к уже разработанной инфраструктуре и системе патчей, а потому непосредственная интеграция его в обычный дистрибутив не представлялась возможной. Сборка LTSP в рамках ALT Linux, к примеру, была большим bundle-файлом. Он выкладывался в определенное место, после чего целая коллекция скриптов настраивала нужные сервисы, --- только так это работало. Поэтому был создан ALTSP --- ALT Linux Terminal Server Project. Его разработчики скопировали часть инфраструктуры LTSP, избежав при этом необходимости собирать специальное ядро. Результатом работы ALTSP стал специализированный дистрибутив "Линукс Терминал", установка которого практически ничем не отличается от установки дистрибутива "Линукс Мастер", за двумя исключениями:

• отсутствует раздел установщика "Разметка диска": дистрибутив требует для работы выделенный сервер, а потому на соответствующей стадии установки требуется лишь подтвердить передачу всего жесткого диска в распоряжение установщика;
• дистрибутив требует наличия в компьютере двух сетевых карт, причем Интернет должен быть доступен через устройство eth0, а локальная сеть (класс, машины в котором будут загружаться по сети) --- через eth1; устройство eth0 при этом должно получать IP-адрес статически (в случае DHCP создается специальная "обертка", позволяющая загрузиться со статическими настройками и затем перенастроиться на использование DHCP), а IP-адрес для eth1 должен быть 192.168.0.1.

Других видимых различий в процедуре установки "Мастера" и "Терминала" нет. Заметим, что пакетный состав дистрибутивов, естественно, различается. Приглашение XDM (в роли которого выступает kdm) на установленном "Линукс Терминале" выглядит так:

Организуем теперь запуск клиентских машин (рабочих станций, или машин-терминалов). В первую очередь необходимо убедиться, что клиенты и сервер находятся в общей СПД. Во вторую --- настроить на клиентах сетевую загрузку (желательно --- по умолчанию). Заметим, что способов загрузить машину по сети есть несколько. Нужный нам вариант называется PXE. Поддерживающие PXE сетевые карты могут получать настройки по DHCP (используется протокол BOOTP) и использовать протокол TFTP для скачивания первичного загрузчика. Во время загрузки по сети экран рабочей станции может выглядеть, например, так:

Если загрузка прошла успешно, то на экране мы увидим приглашение XDM, ничем с первого взгляда не отличающееся от приглашения XDM на сервере. Однако, как мы понимаем, это результат взаимодействия программы xdm на сервере и программы X (X-сервера) на клиентской машине. Удаленный XDM знает о том, что к нему подключились по сети, и потому предложит другой состав меню.

На машине-сервере:

На машине-клиенте:

Итак, терминальный класс успешно функционирует. При этом, однако, мы должны решить следующие проблемы:

• разделение ресурсов;
• доступ к ресурсам.

Рассмотрим их подробнее.

Проблема разделения ресурсов

Эта проблема касается разделения ресурсов между пользователями. Если в нашем компьютерном классе используются 4 клиентских и одна серверная машина, то 4 одновременно работающих на одном сервере пользователя запускают, соответственно, 4 комплекта программного обеспечения. Если сервер по-прежнему один, а клиентов 24, то комплектов запущенного ПО будет тоже 24. Когда пользователи запускают N комплектов ПО, то они потребляют почти в N раз больше оперативной памяти, используют почти в N раз больше промежутков процессорного времени и генерируют N потоков обмена данными с дисковой подсистемой (по сравнению с одним комплектом ПО).

Практика эксплуатирования терминальных классов показывает, что для нормальной работы пользователей (открыт большой документ в OpenOffice.org, запущен Mozilla Firefox с несколькими вкладками) необходимы следующие объемы оперативной памяти: примерно 256 MB для нужд сервера, по 256 MB для каждого из примерно 8 клиентов и по 128 MB для каждого из клиентов, начиная с девятого (если всего их больше восьми). Экономия при большом количестве клиентов может достигаться, к примеру, за счет эффективного использования механизма разделения памяти. Заметим, что если использовать не KDE (или аналогичную по "тяжести" среду), а, скажем, XFCE, то на 8 клиентов вполне может хватить и 1 GB памяти.

Замеров загрузки CPU и обращений к диску при исследованиях не проводилось. Опыт, тем не менее, говорит, что вместо одного диска разумно использовать RAID-массив. Так или иначе, если в наличии имеется целый класс достаточно старых компьютеров и есть возможность купить хорошую современную машину "под сервер", то использование сетевой загрузки с "тонкими" клиентами является, безусловно, хорошим выбором.

Проблема доступа к ресурсам

На самом деле мы решили только часть поставленной ранее задачи. У нас корректно разделены запуск и выполнение задач, а также ввод-вывод, связанный с подсистемой X11 (сюда относится в том числе работа с клавиатурой и мышью). Задачи запускаются на машине-сервере, а ввод-вывод X11 осуществляется на рабочей станции. Но таким способом не решаются следующие проблемы:

1. Работа с данными осуществляется на сервере, в то время как для работы со сменными носителями разумно использовать клиентские машины.
2. Если запущенная программа, к примеру, проигрывает звук, то его вывод использует оборудование сервера.

Первую из указанных проблем можно решать по-разному. Первый вариант довольно прозаичен: по окончании работы все пользователи выстраиваются в очередь к администратору класса с флэшками. Это, если вдуматься, весьма разумное решение, особенно в случае учебного класса со строгой дисциплиной работы. Второй вариант использует проделанную создателями "Линукс Терминала" дополнительную работу. Рассмотрим эту возможность подробнее. Выведем список подмонтированных файловых систем:

$ mount
/dev/hda2 on / type ext3 (rw)
proc on /proc type proc (rw,noexec,nosuid,gid=19)
sysfs on /sys type sysfs (rw)
udevfs on /dev type tmpfs (rw)
devpts on /dev/pts type devpts (rw)
shmfs on /dev/shm type tmpfs (rw)
tmpfs on /dev/tmp type tmpfs (rw,nosuid)
/dev/hda6 on /home type ext3 (rw,nosuid)
/dev/hda5 on /var type ext3 (rw,nosuid)
rpc_pipefs on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)
ltspfs on /home/user/Drives/floppy0/ type fuse (rw,nosuid,nodev,user=user)

Обратим внимание на последнюю строку. Она означает, что на сервере заранее произведено некое "волшебное" действие, которое "возвращает" имеющееся устройство обратно на рабочую станцию. В домашнем каталоге пользователя (который расположен, как и вся файловая система клиента, на сервере) есть подкаталог Drives, а в нем соответствующий подкаталог floppy0, который соответствует дискете, вставленной в машину-клиент.

На скриншоте видна иконка на панели с названием "отмонтированная дискета". Идея проста: устройство, подключенное к локальной машине (рабочей станции) хитрым способом (с помощью системы fuse --- filesystem in userspace) "прокидывается" на сервер. Именно информацию об этом пробросе и сообщила нам программа mount. Тем самым, когда какая-либо программа на сервере обращается к каталогу /home/user/Drives/floppy0, она в действительности заходит на нужную рабочую станцию в соответствующий каталог. Для нелюбознательного пользователя это выглядит точно так же, как работа с обычной машиной.

Таким же образом устроена и работа с CD/DVD-приводами. Функционирование ПО происходит на сервере, при этом диск с клиентской машины доступен с помощью такого же обратного проброса. Кликнем по соответствующей иконке и подмонтируем наш диск, выбрав пункт меню "Подключить":

Посмотрим теперь на вывод программы mount:

$ mount
/dev/hda2 on / type ext3 (rw)
proc on /proc type proc (rw,noexec,nosuid,gid=19)
sysfs on /sys type sysfs (rw)
udevfs on /dev type tmpfs (rw)
devpts on /dev/pts type devpts (rw)
shmfs on /dev/shm type tmpfs (rw)
tmpfs on /dev/tmp type tmpfs (rw,nosuid)
/dev/hda6 on /home type ext3 (rw,nosuid)
/dev/hda5 on /var type ext3 (rw,nosuid)
rpc_pipefs on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)
ltspfs on /home/user/Drives/floppy0/ type fuse  (rw,nosuid,nodev,user=user)
ltspfs on /home/user/Drives/atacd-hdc/ type fuse  (rw,nosuid,nodev,user=user)
/dev/hdc on /media/cdrom type iso9660 (rw,noexec,nosuid,nodev,utf8,user=user)

Последние две строки говорят нам о том, что подключение прошло успешно. Изменилась и иконка на панели:

Кликнем по ней и выберем пункт меню "Открыть в новом окне":

Откроется окно с содержимым нашего DVD-диска:

Подобным же образом (проброс сервиса) решается и вторая проблема, касающаяся звукового вывода. Здесь, однако, есть одна неприятная особенность: поскольку работа со звуковой подсистемой в разных видах Unix-систем устроена несколько различающимися способами, то далеко не все программы легко умеют работать с пробросом звука на рабочую станцию. Для тех программ, которые умеют в качестве выходного устройства использовать не конкретные файлы (/dev/dsp), а специальные звуковые подсистемы (иными словами, предоставляют пользователю возможность тонкой настройки), есть возможность использовать esd --- Enlightened Sound Daemon. Эта программа запускается на клиентской машине, принимает сетевые подключения по специальному протоколу и воспроизводит передаваемые ей аудиоданные. На сервере устанавливается переменная окружения ESPEAKER, которая указывает умеющим работать по этому протоколу программам, что для проигрывания звука надо использовать удаленный esd-сервер с заданным адресом. Все собранные с поддержкой библиотеки libesd программы работают именно так. Аналогичная схема используется и для программ, работающих со звуковой системой PulseAudio. Программы, использующие ALSA (Advanced Linux Sound Architecture), работают с помощью специального PulseAudio-плагина (plug-in) к ALSA. Лишь пишущие по старинке в /dev/dsp программы не могут быть настроены для работы по сети. Множество запущенных программ такого типа могут создать какофонию на звуковом устройстве сервера. Для устранения этой проблемы достаточно настроить сервер таким образом, чтобы устройство /dev/dsp в системе отсутствовало: вынуть (физически) звуковую карту, отключить (запретить) загрузку ее модуля ядра и т. п. Тогда можно будет эмулировать /dev/dsp пробрасываемыми по сети средствами.

Подведем итоги. Терминальный класс дает возможность:

• эффективно эксплуатировать устаревшее оборудование;
• администрировать одну машину вместо целого класса (если рабочий процесс допускает возможность использования терминальных клиентов; существенно упрощается при этом, например, процедура переустановки ПО).

Недостатки терминального класса следующие:

• Современные X Window System не работают с некоторыми устройствами, к примеру с S3Trio64.

• Один пользователь не имеет возможности работать на двух рабочих станциях одновременно (различные запущенные в одно время сеансы работы должны использовать различные учетные записи).

Заметим, что на сегодняшний день только "Линукс Терминал" обеспечивает "из коробки" концепцию терминального класса и мобильного рабочего места. Достигается это при помощи личных учетных записей, хранящихся на сервере. Использовать чужие учетные записи пользователь не может, так как они защищены неизвестными ему паролями. Каждый пользователь при этом может сесть за любое свободное рабочее место и получить доступ к своей учетной записи, то есть к своему собственному персонализированному окружению. Управление учетными записями централизованно и абсолютно прозрачно (может производиться, к примеру, с помощью Alterator'а).

Сведения о ресурсах

CategoryLectures CategoryPspo CategoryMpgu CategoryUneex