王麗媛

【摘 要】 由著名歐洲研究實驗室所研發(fā)的虛擬網(wǎng)絡(luò)計算是個強大的遠程桌面共享工具，能夠進行遠程操作并讓許多客戶端查看服務(wù)器端實時桌面狀況通過互聯(lián)網(wǎng)。本文對VNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在星形直連體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上采用了共享轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器進行改進。方案中，由共享轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)共享服務(wù)器端的共享數(shù)據(jù)到各個共享客戶端，并且在數(shù)據(jù)傳輸過程中允許丟失一定的共享數(shù)據(jù)，同時提供了一種用來保證共享數(shù)據(jù)在客戶端的解析和顯示的數(shù)據(jù)傳輸保證機制。經(jīng)應(yīng)用驗證，數(shù)據(jù)在改進后的系統(tǒng)中能夠?qū)崟r、可靠的傳輸，基于VNC的應(yīng)用程序共享在低帶寬網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用成為現(xiàn)實。

【關(guān)鍵詞】 虛擬網(wǎng)絡(luò)計算 控制服務(wù)器 共享客戶端

1 相關(guān)技術(shù)簡介

1.1 虛擬網(wǎng)絡(luò)計算的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以VNC系統(tǒng)為基礎(chǔ)，應(yīng)用程序共享系統(tǒng)通過擴展和改進的主要分為三個部分：共享服務(wù)器、共享客戶端和轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器。共享服務(wù)器和共享客戶端都是視頻會議系統(tǒng)客戶端其中的一部分。

共享的程序在共享服務(wù)器上運行。共享轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和服務(wù)管理網(wǎng)絡(luò)兩大功能由轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器承擔(dān)，通過轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器可以大大減少共享服務(wù)器性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬的流量，同時可以負(fù)責(zé)整個應(yīng)用程序共享的統(tǒng)一管理。接收從轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的桌面實時數(shù)據(jù)就是共享客戶端，桌面實時數(shù)據(jù)通過共享客戶端的解壓縮和解碼后在客戶端桌面上顯示。

1.2 虛擬網(wǎng)絡(luò)計算的工作方式

傳統(tǒng)的VNC體系結(jié)構(gòu)為星型直連的模式[1]，作為共享客戶端的每一臺電腦都與共享服務(wù)器直接相連，向每一個共享客戶端發(fā)送共享更新數(shù)據(jù)由共享服務(wù)器完成。如果有足夠的帶寬，那么應(yīng)用程序共享能夠直接流暢的運行。

1.3 虛擬網(wǎng)絡(luò)計算的工作原理

VNC協(xié)議是基于遠端幀緩沖器，協(xié)議之上的應(yīng)用層協(xié)議，該協(xié)議需要拷貝位圖和底層設(shè)備命令來捕捉和顯示信息，這種方式可用于任何操作系統(tǒng)平臺所以并不依賴于某種特定的操作系統(tǒng)。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析

2.1 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

VNC由兩部分組成：一部分被稱作服務(wù)器端應(yīng)用程序（VNCServer），另外一部分被稱作客戶端應(yīng)用程序（VNCViewer）。每一臺安裝了客戶端應(yīng)用程序的計算機都可以和安裝了服務(wù)器端應(yīng)用程序的計算機相連，多個VNC客戶端可以通過TCP連接同時連接在一個VNC服務(wù)器上。

可以直接將VNC系統(tǒng)整合在視頻會議系統(tǒng)中進行應(yīng)用程序共享的應(yīng)用，如果網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠的話。因此在國外，如果要實現(xiàn)數(shù)據(jù)會議功能，可以直接采用VNC系統(tǒng)。目前國內(nèi)由于網(wǎng)絡(luò)資源不足，帶寬接入的水平都比較低，如果應(yīng)用程序共享直接采用VNC系統(tǒng)進行，數(shù)據(jù)會議的質(zhì)量將會不高，不能滿足一般意義上數(shù)據(jù)共享的需求。當(dāng)共享服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)出口為10M時，共享客戶端連接達到15人以上時，網(wǎng)絡(luò)發(fā)送與接收壓力將呈線性增長，造成嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)阻塞，這時應(yīng)用程序共享的實時性將大為降低。所以必須采用合適的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，如果要在低網(wǎng)絡(luò)帶寬的條件下保證采用VNC機制的數(shù)據(jù)會議系統(tǒng)能夠流暢運行。

2.2 國外研究現(xiàn)狀

國外比較早的對應(yīng)用程序共享進行了研究。從早期的NetMeeting和一些遠程操控軟件到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用Microsoft Live Messager、Skype等即時通訊軟件中都包含了一些應(yīng)用程序共享的功能[2]，并且應(yīng)用程序共享功能在越來越多的視頻會議系統(tǒng)中也被運用。

在應(yīng)用程序共享等遠程協(xié)助類應(yīng)用中虛擬網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)起著重要作用，虛擬網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)的發(fā)展同樣推動著瘦客戶計算技術(shù)在實際應(yīng)用中的前進步伐。

由AT&T試驗室開發(fā)的VNC是一款優(yōu)秀的桌面遠程共享系統(tǒng)，后來以GPL授權(quán)的形式開源。經(jīng)過許多年的發(fā)展，現(xiàn)在的VNC已經(jīng)是一類軟件的統(tǒng)稱而不在單純的指某一個軟件。

雖然VNC是一個強大的桌面遠程共享工具，但由于VNC的用戶容量小、VNC服務(wù)器必須具有公網(wǎng)IP地址、安全性差、網(wǎng)絡(luò)傳輸方式不合理、系統(tǒng)兼容性差等原因，使得在實際的視頻會議應(yīng)用場景中不適合VNC的使用[3]。

3 研究的主要內(nèi)容

在對VNC系統(tǒng)進行改進并采用共享轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器的過程中需要對以下幾方面進行研究：

（1）VNC體系結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)的VNC體系結(jié)構(gòu)默認(rèn)采用星形直連的方式進行通訊。（2）VNC協(xié)議及編碼方法：VNC提供了一個基于Frame Buffer 層次上的簡單圖形界面?zhèn)鬏攨f(xié)議來進行遠程圖形界面控制。（3）VNC屏幕數(shù)據(jù)傳輸策略：對于每一次屏幕更新都將發(fā)送數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的VNC系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時采用小包發(fā)送模式，在低帶寬的網(wǎng)絡(luò)條件下極易造成阻塞，不適用于實際場景。對屏幕數(shù)據(jù)傳輸策略進行研究和改進，才能實現(xiàn)高效、實時的應(yīng)用程序共享。（4）數(shù)據(jù)傳輸保證機制：由于采用了共享轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器的新方案，在新方案中對于數(shù)據(jù)傳輸模式的改變會影響應(yīng)用程序共享的實時性、可靠性。

4 結(jié)語

應(yīng)用程序共享作為實現(xiàn)數(shù)據(jù)會議的重要手段，已經(jīng)得到了越來越多的關(guān)注。虛擬網(wǎng)絡(luò)計算（VNC）由于具有平臺適用性、強大的遠程控制能力以及高效、實用的性能，在應(yīng)用程序共享領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。在研究過程中，主要工作如下：

通過對VNC交互機制和通訊機制進行分析，改進了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。設(shè)計了采用共享轉(zhuǎn)發(fā)控制服務(wù)器對共享數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸模式，提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率在減輕共享服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸壓力的同時。

通過對VNC協(xié)議支持的數(shù)據(jù)編碼方式進行研究，選擇高效率的數(shù)據(jù)壓縮方式，減輕了網(wǎng)絡(luò)壓力在數(shù)據(jù)傳輸過程中。

對于數(shù)據(jù)傳輸方式改進后帶來的新問題，提供了一種數(shù)據(jù)傳輸保證機制。避免了垃圾信息對共享客戶端數(shù)據(jù)解析時的干擾，保證了數(shù)據(jù)共享的穩(wěn)定進行通過特征碼定位技術(shù)。

由于時間有限，在數(shù)據(jù)的編碼機制選擇上，只是在VNC支持的編碼方式中找出最佳方案，為了進一步提高系統(tǒng)編碼、解碼性能，可以考慮將其他高效的數(shù)據(jù)壓縮方式引入VNC系統(tǒng)。另外，本文并沒有對改進后的系統(tǒng)安全機制進行研究，數(shù)據(jù)會議的安全性和保密性依賴于視頻會議，在以后的研究中，可以為其建立獨立的安全機制，加強數(shù)據(jù)共享的保密性。

參考文獻：

[1]張鵬.計算機支持協(xié)同工作中混合式應(yīng)用程序共享模型分析[J].西安交通大學(xué)學(xué)報，2002.36（6）：596-599.

[2]王學(xué)義.計算機協(xié)同編輯系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].浙江大學(xué)碩士論文，2002：3-5.

[3]張惠，王軼文，舒華忠.基于虛擬網(wǎng)絡(luò)計算（VNC）協(xié)議的遠程醫(yī)療繪制[J].山東生物醫(yī)學(xué)工程，2002.21（3）：437-443.endprint