虛擬網(wǎng)絡計算在應用程序共享中的應用研究
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虛擬網(wǎng)絡計算VNC[1](Virtual Network Computing)是由ATT劍橋研發(fā)中心研發(fā)的一種瘦客戶計算[2]體系，是一個強大的遠程桌面共享工具，能夠讓多個客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)查看服務器端實時桌面狀況并可以進行遠程操作。本文首先分析了低速網(wǎng)絡環(huán)境下VNC在遠程視頻會議系統(tǒng)中應用的技術難點，并提出了一種在低速網(wǎng)絡下利用VNC實現(xiàn)應用程序共享的解決方案。
1 VNC協(xié)議特點
VNC由VNC Server和VNC Client兩部分組成。VNC Server產(chǎn)生本地顯示，通過VNC協(xié)議實現(xiàn)VNC Server和VNC Client之間的通信。VNC協(xié)議中實現(xiàn)了一種遠程圖形用戶界面訪問協(xié)議RFB[2](Remote Frame Buffer)協(xié)議，RFB協(xié)議是基于幀緩存(Frame Buffer)層級，因此適用于所有操作系統(tǒng)平臺及應用，例如X Windows、MS Windows和Macintosh等。VNC在TCP/IP協(xié)議基礎上通過一個簡單的圖形界面?zhèn)鬏攨f(xié)議實現(xiàn)在遠程客戶端上顯示服務器端的桌面實時數(shù)據(jù)。
協(xié)議的顯示方面是基于一個很簡單的原理，即將一個矩形區(qū)域的像素點放置在一個特定的位置上。通過采用不同的圖像編碼方法，可以在傳輸速度、圖像質(zhì)量、服務器處理速度、終端顯示速度和網(wǎng)絡帶寬之間達到平衡。通過每次的窗口更新，可以得到最新的窗口內(nèi)容。在某些方面，這看上去更像是一種視頻圖像流。每次窗口更新的消息是通過客戶端發(fā)送給服務器端的，每接收到一個消息，服務器端對其發(fā)生響應，這樣就使得協(xié)議本身可以控制自己的刷新速度。如果客戶端或者由于網(wǎng)絡的原因比較慢，同樣地刷新率也會比較低，這樣可以完成速度的自適應。
輸入?yún)f(xié)議是基于標準工作站的鍵盤響應消息和鼠標設備的。當客戶端接收到這些輸入消息后，被簡單地以事件形式傳送給服務器端，并產(chǎn)生對應的動作。
2 VNC在低帶寬網(wǎng)絡環(huán)境中應用存在的問題
在大規(guī)模視頻會議中，當需要對其中一個會議成員的桌面或者某個應用程序進行共享時，此時VNC服務器的計算性能和網(wǎng)絡接入的條件都比較差，這樣就對共享機制提出了很高的要求，其必須具備高效、延時小，又要求架構輕盈、占系統(tǒng)資源少、節(jié)省帶寬等性能。由于在國外網(wǎng)絡帶寬足夠，采用VNC機制的多點應用程序共享能夠流暢地運行，但在國內(nèi)目前低帶寬的網(wǎng)絡條件下，VNC機制采用的是星型直連結(jié)構，如果直接采用VNC默認的星型直連機制，在多點遠程視頻會議中實現(xiàn)應用程序共享會很困難，VNC Server與各VNC Client以直連方式進行通信，此種情況下由于VNC Server端的出口帶寬受到限制，VNC Server端的數(shù)據(jù)發(fā)送壓力會呈線性增長，在2 MHz的ADSL出口帶寬條件下，當會議成員達到10個后，將導致嚴重的網(wǎng)絡擁塞，致使應用程序共享實時性大大降低，因而其不具備在遠程視頻會議系統(tǒng)中的實際可用性。
3 VNC共享機制改進方案
3.1 VNC共享通信機制
VNC機制默認采用直連的方式同VNC Client通信，本文將提出一種新的實現(xiàn)方案，通過在遠程視頻會議系統(tǒng)[4]中采用中轉(zhuǎn)服務器轉(zhuǎn)發(fā)模式實現(xiàn)共享，具體結(jié)構如圖1所示。此時VNC Server端只需上傳數(shù)據(jù)給中轉(zhuǎn)服務器，VNC Client只與中轉(zhuǎn)服務器建立連接，由中轉(zhuǎn)服務器向每個客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，通常中轉(zhuǎn)服務器的網(wǎng)絡出口帶寬都比較大，因此網(wǎng)絡帶寬不會成為性能瓶頸。這樣就大大減輕了VNC Server端的網(wǎng)絡傳輸壓力，在應用程序共享時系統(tǒng)的反應速度也將得到提升。
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