Багатокористувацька: як змусити декілька людей одночасно користуватися одним ПК

Ви коли-небудь замислювалися над величезною витратою ресурсів, що означає, наприклад, в офісі, мати кілька сучасних машин, що працюють лише для відкриття основних настільних програм? Одним із рішень може бути "переробка" компа і використання старих машин. Звичайно, це напевно не сподобається багатьом. Однак є друге, менш відоме рішення, яке може зробити всіх щасливими. Вчора я думав саме про цю тему. Завдяки величезному прогресу технологій, цікавою альтернативою може бути підключення декількох моніторів, мишей та клавіатур до одного ПК, що дозволяє всім користувачам оптимально використовувати ресурси цього ПК і таким чином генерувати значну економічну економію та зменшення вуглецевий слід. Окрім пошуку способу зв’язати все, залишається питання про те, як змусити операційну систему працювати незалежно для кожного з користувачів. Давайте подивимося, що Linux може нам допомогти. 🙂

Введення

Зі збільшенням апаратної ємності як процесорів, так і пам’яті, а також швидкого прогресу та розвитку систем GNU / Linux, що стають все більш надійними та з кращим управлінням ресурсами, на комп’ютері можна виконувати велику кількість завдань. . Однак при використанні стандартної конфігурації настільного ПК одночасно може користуватися комп’ютером лише один користувач, обмежуючи ефективність системи, оскільки вона більшу частину часу простоює, а ресурси не працює.

За допомогою багатокористувацької конфігурації декілька користувачів можуть спільно використовувати ресурси одного комп’ютера, тому буде використано більший відсоток від його загальної потужності, що дозволить краще використовувати систему.

Наприклад, за традиційною схемою, якщо хтось просто використовує веб-браузер або пише лист у текстовому процесорі, або працює з електронною таблицею, або з програмою виставлення рахунків, інвентаризації або бухгалтерського обліку, команда, яку вона витрачає даремно, як велика частина потужності системи не використовується. Але за допомогою багатотермінальної конфігурації інші люди зможуть використовувати ресурси, які в іншому випадку не працюють.

Однак якщо хтось використовує всі ресурси машини (із тривимірними іграми або чимось подібним), інші користувачі матимуть дуже повільну систему.

Ще однією великою перевагою мультитермінала є ціна: необов’язково купувати різні материнські плати, мікропроцесори, пам’яті RAM, жорсткі диски, корпуси, регулятори напруги та інші компоненти для кожного користувача. Потрібно придбати лише хороший комп’ютер. Зазвичай придбання швидкого мікропроцесора коштує набагато менше, ніж придбання повільнішого.

історія

У 1970-х рр. Було дуже поширеним підключення декількох терміналів і навіть графічних терміналів до одного центрального комп'ютера (мейнфрейму).

Однак ідея використання більш сучасного інтерфейсу X11 для підтримки кількох користувачів з’явилася в 1999 році. Його реалізував бразилець на ім’я Мігель Фрейтас, використовуючи операційну систему Linux та графічну систему X11 (на той час підтримувану XFree86). Як Freitas це зробив, це патч на сервері X для запуску багатьох екземплярів X одночасно, таким чином, щоб кожен фіксував певні події миші та клавіатури та графічний вміст. Цей метод отримав назву багатомісного або багатотермінального.

Після Freitas у 2003 році з'явилися інші рішення, такі як рішення Святослава Славчева, Айвілса Стосса та Джеймса Сіммонса, які працювали над підходом до evdev та faketty, модифікуючи ядро ​​Linux та дозволяючи більше ніж одному користувачеві самостійно користуватися однією машиною. Тоді проект консолі Linux також висунув ідею використовувати кілька незалежних консолей, а потім кілька незалежних клавіатур та мишей у проекті, який називається "Backstreet Ruby". Backstreet Ruby - це патч ядра Linux. Це переносило дерево ядра Ruby назад на Linux-2.4. Метою розробників консолі Linux було вдосконалення та реорганізація підсистем введення, консолі та буфера кадрів у ядрі Linux, щоб вони могли працювати незалежно одна від одної та дозволяти працювати на декількох робочих столах. Ідея Backstreet Ruby так і не була закінчена.

У 2005 році команда C3SL (Центр наукових обчислень та вільного програмного забезпечення) Федерального університету Парани в Бразилії створила рішення на основі вкладених X-серверів, таких як Xnest та Xephyr. За допомогою цього рішення кожен вкладений X-сервер працює на кожному екрані хост-X-сервера (наприклад, Xorg), а модифікація вкладених серверів дозволяє їм мати унікальність кожної миші та клавіатури. Ці рішення були найбільш вживаними сьогодні завдяки своїй стабільності. У 2008 році група C3SL запустила Multiseat Display Manager (MDM) для полегшення процесу встановлення та налаштування багатомісного ящика. Також у 2008 році ця група задумала LiveCD для тестування.

Вимоги

Важливо мати комп’ютер із гарною материнською платою, потужним процесором та великим об’ємом пам’яті (512 МБ або більше). Це буде залежати від кількості позицій, які потрібно з'єднати.

Щоб кілька користувачів працювали на комп’ютері, до нього потрібно підключити кілька моніторів, клавіатур та мишей. Наприклад, для формування чотиристанційного мультитерміналу (для 4 користувачів) потрібні 4 монітори, 4 клавіатури та 4 миші.

Кожен монітор потрібно підключити до відеовиходу. Деякі відеокарти мають кілька виходів і підтримують кілька моніторів. Крім того, кілька з цих відеокарт можна встановити в комп'ютер, але більшість сучасних машин мають лише слот PCIe або AGP, тому, загалом, ці карти повинні бути PCI.

У більшості комп’ютерів є лише один роз’єм PS / 2 для клавіатури та один для миші, тому підключення кількох клавіатур та мишей повинно здійснюватися за допомогою роз’ємів USB та концентраторів USB.

Підсумок:

• Я обчислюю за допомогою материнської плати, потужного процесора та великої кількості оперативної пам'яті.
• Жорсткий диск
• Кілька відеокарт PCI / AGP / PCI-E.
• Різні клавіатури PS / 2 / USB.
• Кілька мишей PS / 2 / USB.
• За бажанням кілька звукових карт.
• Улюблений дистрибутив GNU / Linux.
• Xorg 6.9 або вище.

пільги

Багатотермінальна конфігурація має значні переваги, серед яких:

• Економія місця та витрат на комп’ютерах.
• Економія на ліцензіях на програмне забезпечення.
• Краще використання обчислювальних ресурсів.
• Менше споживання енергії.
• Менша вартість обслуговування.

Використання

Багатокористувацький комп’ютер можна використовувати в місцях, де кілька людей працюють близько один до одного, наприклад, в комп’ютерних лабораторіях, Інтернет-кафе, офісних кабінках, відділах обслуговування клієнтів тощо. Деякі з цих місць:

• Школи.
• Університети
• Офіси.
• Інтернет-кафе.
• Бібліотеки.
• Лікарні.
• Домогосподарства.

Реалізація

В даний час існує кілька способів зробити мультитермінали, і нові способи постійно розробляються. Не існує "найкращої версії", але деякі версії кращі за інші.

GNU / Linux

В Unix-подібних операційних системах, таких як GNU / Linux, взаємодія з користувачем здійснюється системою X Window. Ця система базується на архітектурі клієнт-сервер, де клієнт надсилає запити на сервер і отримує події від пристроїв введення (клавіатури та миші). X-сервери мають визначення ресурсу, такого як пристрій введення або вікно, яке надається їх клієнтам. Ці ресурси пов'язані з екраном, який належить користувачеві. Тому мультитермінал на базі GNU / Linux повинен забезпечувати екран для кожного користувача.

Сервер Xorg, остання реалізація сервера X, не підтримує кілька дисплеїв. Це наслідує модель персонального комп’ютера, яка одночасно передбачає лише одного користувача. Його введення даних реалізовано на стандартному вході ядра, званому віртуальними терміналами (VT). Вони названі так, оскільки імітують старі методи введення старих мейнфреймів. VT повністю реалізований за допомогою програмного забезпечення, що імітує TTY, пристрій, який був підключений через послідовні порти. Ядро Linux підтримує кілька терміналів, але вони можуть приймати події лише з однієї клавіатури одночасно. Якщо до комп'ютера підключено більше однієї клавіатури, події надсилатимуться до активного VT. Це позбавляє можливості запускати 2 або більше серверів X, оскільки вони можуть активувати лише один сервер одночасно, навіть якщо вони використовують різні відеокарти. Для вирішення цих проблем було створено кілька різних рішень, перелічених тут у хронологічному порядку:

• Мультитермінал з рубіном (застосування патча до ядра).
• Мультитермінал з evdev (протокол).
• Мультитермінал з факеттами (модуль ядра).
• Мультитермінал з Xnest.
• Мультитермінал з ксефіром (вдосконалення попереднього).

Найбільш використовувані факетті та Ксефір. Рішення Xephyr не залежить від апаратного забезпечення, тоді як faketty працює лише з більш обмеженим набором відеокарт, таких як NVIDIA та SiS.

Якщо ви зацікавлені в реалізації багатокористувацької системи з використанням Linux, я настійно рекомендую прочитати Ксефір посібник, мабуть, найкраща альтернатива на сьогодні. Крім того, нам пощастило, що цей посібник повністю іспанською мовою!

Windows

Для операційних систем Windows 2000, XP та Vista існує кілька комерційних продуктів, які дозволяють реалізувати багатомісні конфігурації для двох або більше робочих станцій. Серед цих продуктів - ASTER, BeTwin та SoftXpand.

Історії успіху

Цифровий проект Paraná

Один із успіхів мультитерміналів відбувається в рамках цифрового проекту Paraná, який створює лабораторію в 2.000 державних школах штату Парана, Бразилія. По завершенню проекту виграють понад 1.5 мільйона користувачів, а терміналів буде 40.000 4. У лабораторіях буде 50 головних мультитермінали під управлінням Debian. Вартість усього обладнання на 3% нижча за звичайну ціну, плюс не буде витрат на програмне забезпечення. Цей проект розроблений Centro de Computação Científica e Software Livre (CXNUMXSL). Проект ще не закінчений, але переваги мультитерміналів дійсно великі.

Помітні зручності

У лютому 2009 року Userful оголосив про найбільший у світі розгортання віртуалізації настільних комп'ютерів із 356.800 XNUMX робочих столів у школах по всій Бразилії. Цей проект є комерційною реалізацією багатомісних систем на базі Linux.

NComputing забезпечила 180.000 XNUMX посад для учнів початкових класів в Республіці Македонія.

Фуенте: Вікіпедія.