106.2 Lección 1

En Linux y otros sistemas operativos similares a Unix en los que se emplea, el sistema X Window (conocido como X11 o simplemente X) proporciona los recursos de bajo nivel relacionados con la representación de la interfaz gráfica y la interacción del usuario con ella. Por ejemplo:

Aunque el sistema X Windows se encarga de controlar la pantalla gráfica (el controlador de vídeo en sí es parte de X), no pretende dibujar elementos visuales complejos. Las formas, los colores, los matices y cualquier otro efecto visual son generados por la aplicación que se ejecuta sobre X. Este enfoque da a las aplicaciones mucho espacio para crear interfaces personalizadas, pero también puede dar lugar a sobreusos de desarrollo que están fuera del alcance de la aplicación y a incoherencias en el aspecto y comportamiento cuando se comparan con las interfaces de otros programas.

Desde el punto de vista del desarrollador, la introducción del entorno de escritorio facilita la programación de la interfaz gráfica de usuario vinculada al desarrollo de la aplicación subyacente, mientras que desde el punto de vista del usuario proporciona una experiencia coherente entre las distintas aplicaciones. Los entornos de escritorio reunen interfaces de programación, bibliotecas y programas de apoyo que cooperan para ofrecer conceptos de diseño tradicionales pero aún en evolución.

La tradicional interfaz gráfica de la computadora de escritorio consiste en varias ventanas — el término ventana se usa aquí para referirse a cualquier área de la pantalla autónoma — asociada con procesos en ejecución. Como el sistema X Window por sí solo ofrece sólo características interactivas básicas, la experiencia completa del usuario depende de los componentes proporcionados por el entorno de escritorio. Probablemente el componente más importante de un entorno de escritorio, es el administrador/gestor de ventanas (windows manager) que controla la colocación y decoración de las ventanas. Es el gestor de ventanas que añade la barra de título a la ventana, los botones de control — generalmente asociados con las acciones de minimizar, maximizar y cerrar — y gestiona el cambio entre las ventanas abiertas.

Todos los entornos de escritorio proporcionan un gestor de ventanas que se ajusta al aspecto y a la sensación de su kit de herramientas de widgets. Los widgets son elementos visuales informativos o interactivos, como botones o campos de entrada de texto, distribuidos dentro de la ventana de la aplicación. Los componentes estándares del escritorio, — como el lanzador de aplicaciones, la barra de tareas, etc. — y el propio gestor de ventanas dependen de tales kits de herramientas de widgets para ensamblar sus interfaces.

Las bibliotecas de software, como GTK+ y Qt, proporcionan widgets que los programadores pueden usar para construir elaboradas interfaces gráficas para sus aplicaciones. Históricamente, las aplicaciones desarrolladas con GTK+ no se parecían a las aplicaciones hechas con Qt y viceversa, pero el mejor soporte de temas de los entornos de escritorio de hoy en día hacen que la distinción sea menos obvia.

En general, GTK+ y Qt ofrecen las mismas características en cuanto a los widgets. Los elementos interactivos simples pueden ser indistinguibles, mientras que los widgets compuestos, como la ventana de diálogo que utilizan las aplicaciones para abrir o guardar archivos, sin embargo, pueden tener un aspecto bastante diferente. No obstante, las aplicaciones construidas con conjuntos de herramientas distintos pueden ejecutarse simultáneamente, independientemente del conjunto de herramientas de widgets utilizado por los demás componentes del escritorio.

Además de los componentes básicos del escritorio, que podrían considerarse programas individuales por sí mismos, los entornos de escritorio persiguen la metáfora del escritorio proporcionando un conjunto mínimo de accesorios desarrollados bajo las mismas pautas de diseño. Las variaciones de las siguientes aplicaciones son comúnmente proporcionadas por todos los principales entornos de escritorio:

Los entornos de escritorio pueden incluir muchos otros servicios y aplicaciones: el saludo de la pantalla de inicio de sesión, el gestor de sesiones, la comunicación entre procesos, el agente de credenciales, etc. También incorporan características proporcionadas por servicios de sistemas de terceros, como PulseAudio para el sonido y CUPS para la impresión. Estas características no necesitan el entorno gráfico para funcionar, pero el entorno de escritorio proporciona gráficos frontend para facilitar la configuración y el funcionamiento de esos recursos.

Muchos sistemas operativos patentados sólo admiten un único entorno oficial de escritorio que está vinculado a su lanzamiento particular y que se supone que no debe ser modificado. A diferencia de ellos, los sistemas operativos basados en Linux soportan diferentes opciones de entornos de escritorio que pueden utilizarse en conjunto con X. Cada entorno de escritorio tiene sus propias características, pero normalmente comparten algunos conceptos de diseño comunes:

Gnome es uno de los entornos de escritorio más populares, siendo la primera opción en distribuciones como Fedora, Debian, Ubuntu, SUSE Linux Enterprise, Red Hat Enterprise Linux, CentOS, etc. En su versión 3, Gnome trajo grandes cambios en su aspecto y estructura, alejándose de la metáfora del escritorio e introduciendo el Gnome Shell como su nueva interfaz.

El lanzador (launcher) de pantalla completa Gnome Shell Activities reemplazó al tradicional lanzador de aplicaciones y a la barra de tareas. Sin embargo, todavía es posible usar Gnome 3 con el aspecto antiguo eligiendo la opción Gnome Classic en la pantalla de inicio de sesión.

KDE es un gran ecosistema de aplicaciones y plataforma de desarrollo. Su última versión de entorno de escritorio, KDE Plasma, se utiliza por defecto en openSUSE, Mageia, Kubuntu, etc. El empleo de la biblioteca Qt es la característica más destacada de KDE, que le da su aspecto inconfundible y una plétora de aplicaciones originales. KDE incluso proporciona una herramienta de configuración para asegurar la cohesión visual con las aplicaciones GTK+.

Xfce es un entorno de escritorio que pretende ser estéticamente agradable sin consumir muchos recursos de la máquina. Su estructura está altamente modularizada, permitiendo al usuario activar y desactivar componentes según sus necesidades y preferencias.

Hay muchos otros entornos de escritorio para Linux, normalmente proporcionados por bifurcaciones de distribuciones alternativas. La distribución Linux Mint, por ejemplo, proporciona dos entornos de escritorio originales: Cinnamon (un bifurcación de Gnome 3) y MATE (un bifurcación de Gnome 2). LXDE es un entorno de escritorio adaptado al bajo consumo de recursos, lo que lo convierte en una buena opción para su instalación en equipos antiguos o en ordenadores monoplaca. Aunque no ofrece todas las características de los entornos de escritorio más pesados, LXDE ofrece todas las características básicas que se esperan de una moderna interfaz gráfica de usuario.

La diversidad de entornos de escritorio en los sistemas operativos basados en Linux impone un reto: ¿Cómo hacer que funcionen correctamente con aplicaciones gráficas o servicios de sistema de terceros sin tener que implementar un soporte específico para cada uno de ellos? Los métodos y especificaciones compartidos entre entornos de escritorio mejoran en gran medida la experiencia del usuario y resuelven muchos problemas de desarrollo, ya que las aplicaciones gráficas deben interactuar con el entorno de escritorio actual, independientemente del entorno de escritorio para el que fueron diseñadas originalmente. Además, es importante mantener la configuración general del escritorio si el usuario acaba cambiando su elección de entorno de escritorio.

La organización freedesktop.org mantiene un gran cuerpo de especificaciones para la interoperabilidad de los ordenadores de sobremesa. La adopción de la especificación completa no es obligatoria, pero muchas de ellas se utilizan ampliamente:

La facilidad de uso que ofrecen los entornos de escritorio tiene un inconveniente en comparación con las interfaces de texto como shell: la capacidad de proporcionar acceso remoto. Mientras que un entorno de shell de línea de comandos de un equipo remoto puede ser fácilmente accesible con herramientas como ssh, el acceso remoto a entornos gráficos requiere métodos diferentes y puede no lograr un rendimiento satisfactorio en conexiones más lentas.

El Sistema X Window adopta un diseño basado en pantallas autónomas, donde el mismo administrador/gestor de pantalla (Desktop Manager) puede controlar más de una sesión de escritorio gráfico al mismo tiempo. En esencia, la pantalla presentada por el gestor de pantalla es análoga a la de un terminal de texto: ambos se refieren a una máquina o aplicación de software utilizada como punto de entrada para establecer una sesión de sistema operativo independiente. Aunque la configuración más común implica una sesión gráfica singular que se ejecuta en la máquina local, también son posibles otras configuraciones menos convencionales:

Las sesiones de escritorio remoto son soportadas nativamente por X, que emplea el X Display Manager Control Protocol (XDMCP) para comunicarse con las pantallas remotas. Debido a su alto uso de ancho de banda, el XDMCP se utiliza raramente a través de Internet o en redes LAN de baja velocidad. Los problemas de seguridad también son una preocupación con XDMCP: la pantalla local se comunica con un administrador/gestor de pantalla X remoto con privilegios para ejecutar procedimientos remotos, por lo que una eventual vulnerabilidad podría favorecer la ejecución de comandos arbitrarios con privilegios en el equipo remoto.

Además, el XDMCP requiere que se ejecuten instancias de X en ambos extremos de la conexión, lo que puede hacerla inviable si el Sistema X Window no está disponible para todas las máquinas involucradas. En la práctica, se utilizan otros métodos más eficientes y menos invasivos para establecer sesiones de escritorio gráfico a distancia.

Virtual Network Computing (VNC) es una herramienta de plataforma independiente para ver y controlar entornos de escritorio remotos usando el protocolo Remote Frame Buffer (RFB). A través de este, los eventos producidos por el teclado y el mouse, se transmiten al escritorio remoto, que a su vez devuelven cualquier actualización de la pantalla para ser mostrada localmente. Es posible ejecutar muchos servidores VNC en la misma máquina, pero cada servidor VNC necesita un puerto TCP exclusivo en la interfaz de red que acepte las solicitudes de sesión entrantes. Por convención, el primer servidor de VNC debe usar el puerto TCP 5900, el segundo debe usar el 5901, y así sucesivamente.

El servidor VNC no necesita privilegios especiales para funcionar. Por ejemplo, un usuario ordinario puede iniciar sesión en su cuenta remota e iniciar su propio servidor VNC desde allí. Luego, en la máquina local puede utilizar cualquier aplicación cliente de VNC para acceder al escritorio remoto (suponiendo que se pueda acceder a los puertos de red correspondientes). El archivo ~/.vnc/xstartup es un script de shell ejecutado por el servidor VNC cuando se inicia y puede ser utilizado para definir qué entorno de escritorio ponfrá el servidor VNC a disposición del cliente VNC. Es importante señalar que VNC no proporciona métodos modernos de cifrado y autenticación de forma nativa, por lo que debe utilizarse junto con una aplicación de terceros que proporcione esas características. Los métodos que implican túneles de VPN y SSH se utilizan a menudo para asegurar las conexiones de VNC.

Remote Desktop Protocol (RDP) se utiliza principalmente para acceder de forma remota al escritorio de un sistema operativo Microsoft Windows a través del puerto de red TCP 3389. Aunque utiliza el protocolo RDP de Microsoft, la implementación cliente utilizada en los sistemas Linux son programas de código abierto licenciados bajo GNU General Public License (GPL) y no tienen restricciones legales de uso.

Simple Protocol for Independent Computing Environments (Spice) comprende un conjunto de herramientas destinadas para acceder al entorno de escritorio de los sistemas virtualizados, ya sea en la máquina local o en una ubicación remota. Además, el protocolo Spice ofrece características nativas para integrar los sistemas locales y remotos como la posibilidad de acceder a los dispositivos locales (por ejemplo, los altavoces de sonido y los dispositivos USB conectados) desde la máquina remota y el intercambio de archivos entre los dos sistemas.

Hay comandos específicos del cliente para conectarse a cada uno de estos protocolos de escritorio remoto, pero el cliente de escritorio remoto Remmina proporciona una interfaz gráfica integrada que facilita el proceso de conexión, almacenando opcionalmente la configuración de la conexión para su uso posterior. Remmina tiene plugins para cada protocolo individual y hay plugins para XDMCP, VNC, RDP y Spice. La elección de la herramienta adecuada depende de los sistemas operativos implicados, la calidad de la conexión de red y las características del entorno de escritorio remoto que deben estar disponibles.

• Instalar en ambos extremos el comando xauth.
• Establecer la configuración adecuada en el cliente ssh y el servidor sshd de las dos máquinas implicadas de esta forma: