Clientes Ligeros
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Cliente liviano o cliente ligero. (thin client o slim client en inglés) es una computadora cliente o un software de cliente en una arquitectura de red cliente-servidor que depende primariamente del servidor central para las tareas de procesamiento, y principalmente se enfoca en transportar la entrada y la salida entre el usuario y el servidor remoto. En contraste, un cliente pesado hace tanto procesamiento como sea posible y pasa solamente los datos para las comunicaciones y el almacenamiento al servidor.
Sumario
Características
Muchos dispositivos de cliente liviano corrían solamente navegadores web o programas de escritorio remoto, lo que significaba que todo el procesamiento significativo ocurría en el servidor. Sin embargo, dispositivos recientes mercadeados como clientes livianos pueden correr sistemas operativos completos tales como Linux Debian, Windows XP, Windows 7 y 8 calificándolos como nodos sin disco o clientes híbridos. Algunos clientes livianos también son llamados "terminales del acceso".
Por consecuencia, el término cliente liviano, en términos de hardware, ha venido abarcar cualquier dispositivo mercadeado o usado como, un cliente liviano en la definición original, incluso si sus capacidades reales son mucho mayores. El término también es a veces usado en un sentido incluso más amplio que incluye nodos sin disco.
El cliente liviano es un PC con menos capacidades. Al diseñar un sistema informático, hay decisiones que tomar acerca del procesamiento, el almacenamiento, el software y la interfaz de usuario. Con la realidad de una red confiable de alta velocidad, es posible cambiar la localización de cualquiera de estos componentes con respecto a los otros.
Una red con velocidad de gigabits es más rápida que un bus PCI y muchas unidades de disco, así que cada función puede estar en una localización diferente. Las decisiones serán tomadas dependiendo del costo total, el costo de operación, la confiabilidad, el desempeño, y la usabilidad del sistema. El cliente liviano está cercanamente conectado con la interface de usuario.
En un sistema cliente liviano-servidor, el único software que es instalado en el cliente liviano es la interface de usuario, algunas aplicaciones frecuentemente usadas, y un sistema operativo de red. Este software puede ser cargado de una unidad de disco local, del servidor en tiempo de arranque, o según lo que se necesite.
Al simplificar la carga en el cliente liviano, éste puede ser un dispositivo muy pequeño y de baja energía, que da costos de compra y de operación más bajos en cada puesto. El servidor, o un cluster de servidores tiene el peso total de todas las aplicaciones, servicios, y datos.
Al mantener algunos servidores ocupados y muchos clientes livianos ligeramente cargados, los usuarios pueden esperar una administración de sistemas más fácil y costos más bajos, así como todas las ventajas de la computación en red: almacenamiento y respaldo centralizados y una seguridad más fácil.
Debido a que los cliente livianos son numerosos pero relativamente pasivos y de bajo mantenimiento, el sistema entero es más simple y más fácil de instalar y operar. A medida que el costo del hardware baja y el costo de emplear un técnico, de energía, y disponer los desperdicos, aumenta, las ventajas de los clientes livianos crecen.
Por otro lado, desde la perspectiva del usuario, la interacción con el monitor, el teclado, y el ratón cambia poco que cuando se está usando un cliente pesado.
Una sola PC usualmente puede manejar cinco o más clientes livianos. Una más poderosa PC o un servidor puede soportar hasta cien clientes livianos a la vez. Un servidor de alto rango puede manejar sobre 700 clientes.
Los clientes livianos son una gran inversión para las escuelas y los negocios que quieren maximizar el número de estaciones de trabajo que pueden comprar con un presupuesto. Una unidad simple de $70 puede reemplazar un computador en una escuela o un negocio. También ahorraría mucha energía a largo plazo, debido a la consumición de baja energía.
Ventajas de los clientes pesados;
- Menos requerimientos del servidor. Un servidor de cliente pesado no requiere tan alto nivel de desempeño como un servidor de cliente liviano (puesto que los clientes pesados por sí mismos hacen mucho del procesamiento de la aplicación). Esto puede resultar en servidores más baratos, aunque en la práctica, muchos servidores de cliente liviano son en realidad equivalentes a los servidores de archivos en cuanto a las especificaciones pero con memoria adicional.
- Mejor desempeño multimedia. Los clientes pesados tienen ventajas en aplicaciones ricas en multimedia que serían intensivas en ancho de banda si estuvieran completamente residentes en los servidores. Por ejemplo, los clientes pesados están bien adaptados para la edición de vídeo y el video juego, dos casos donde el ancho de banda de la red usado por clientes livianos será probablemente mucho más grande. (Compare con "menos ancho de banda de la red", arriba en la lista de ventajas del cliente liviano).
- Más flexibilidad. En algunos sistemas operativos (como Microsoft Windows) los productos de software son diseñados para los computadores personales que tienen sus propios recursos locales. El intentar correr este software en un ambiente de cliente liviano puede ser difícil o imposible, especialmente para aplicaciones que tienen muchos objetos o bibliotecas compartidos que sean accedidos con frecuencia.
- Mejor soporte de periféricos. Los clientes livianos son típicamente cajas muy pequeñas, selladas, sin la posibilidad de extensión interna, y la posibilidad limitada o no existente de extensión externa. Incluso si por ejemplo, un dispositivo de USB puede ser conectado físicamente a un cliente liviano, el software del cliente liviano puede no soportar los periféricos más allá de los dispositivos básicos de entrada y salida - por ejemplo, puede no ser compatible con las tabletas digitizadoras, cámaras digitales o scanners.
- Apropiado para conexiones de red pobres. Los clientes livianos pueden ser inusualmente lentos, o muy frustrantes para usar, sobre una conexión de red de alta latencia. Por otra parte, no trabajan en absoluto cuando la red está caída. Con un cliente pesado, puede ser posible trabajar fuera de línea, aunque la manera orientara a red en la que mucha gente trabaja hoy en día, significa que el uso del cliente pesado también puede ser restringido si la red está caída.
- Más fácil de reorientar. Puede ser usado en aplicaciones de cliente liviano, cuando el hardware se vuelve obsoleto para el uso de cliente pesado. Debido a que es estándar y puede operar de una manera autónoma, el hardware de cliente pesado es más fácil de revender o donar cuando debe ser retirado.
Propiedades
Los Clientes Ligeros son claramente diferentes a las computadoras de escritorio comunes no solo por su forma peso y tamaño. Un cliente Ligero es una pequeña computadora de escritorio que posee las siguientes propiedades:
• Usualmente los clientes ligeros no poseen dispositivos de almacenamiento.
• Puede contar con un BOOT de red, USB, disco duro y CD-ROM.
• El poder de procesamiento es mínimo.
• Ausencia de ruido, son totalmente silencioso.
• Su procesador y sus componentes son de bajo consumo energético.
• No requiere ventiladores, la disipación de calor es mínima.
• Son de tamaño reducido.
• Son ligeras, su peso es reducido.
Adicionalmente la eliminación de componentes mecánicos y móviles como el disco duro, unidad de disco flexible, CD-ROM y ventiladores apunta al mejoramiento del ambiente de trabajo no generando ruido, consumiendo menor energía eléctrica y disipando menor calor.
Beneficios
• Menores costos.
• Información centralizada.
• Más fácil de asegurar.
• Seguridad de datos mejorada.
• Más bajos costos de hardware.
• Menos consumo de energía.
• Fácil gerencia de fallas de hardware.
• Operabilidad en ambientes hostiles.
• Uso más eficiente de los recursos de computación.
• Simple trayectoria de actualización de hardware.
• Menos hardware desperdiciado.
Software de gerencia de cliente liviano
La mayoría de los grandes y moderados despliegues de clientes livianos usan algún tipo de software de gerencia. Las compañías como Citrix (XenApp), IGEL Technology (Remote Management Suite), Wyse (Rapport), 2X (ThinClientServer), NoMachine, ACP (ThinManager), ThinSoftInc y Symantec (Altiris Deployment Solution), tienen productos que varían en costo y funcionalidad.
Todos estos productos mejoran el sistema operativo de servidor básico, agregando características como Server Load Balancing, Application Publishing, Shadowing, Local Storage Options y Session Reconnection.
Ejemplo de usos de los clientes livianos y clientes pesados
En la práctica, parece que hay poco donde elegir para decantarse entre una y otra arquitectura para la mayoría de las aplicaciones. Pocas situaciones se decantan claramente hacía una u otra.
Los proyectos de computación distribuida como SETI@home (que utilizan una gran cantidad de ordenadores remotos para realizar un análisis computacional intensivo) son aplicaciones que requieren clientes pesados. Por otro lado los sistemas de difusión de entretenimiento multimedia o la difusión de material educativo a muchos clientes puede ser realizada mejor con clientes livianos, ya que se difunde el mismo material a todos los clientes.
Ejemplo del proceso de arranque de un cliente liviano
- Cargar el kernel de Linux en la memoria del cliente liviano. Esto puede hacerse de distintas maneras, entre ellas: PXE, gPXE, Etherboot o yaboot.
- En la mayoría de los casos usando una tarjeta de red con PXE para arrancar es la forma más rápida y sencilla de hacerlo.
- Una vez que el kernel ha sido cargado en la memoria, comenzará la ejecución.
- El núcleo inicializa todo el sistema y los periféricos que reconozca.
- Durante el proceso de carga del núcleo, una imagen initramfs también será cargada en la memoria.
- Normalmente, cuando el núcleo ha terminado de arrancar, se pondrá en marcha el nuevo task launcher upstart, que se encargará de la puesta en marcha de un servidor o una estación de trabajo. Pero, en este caso, hemos instruido al kernel para que cargue un pequeño shell script en su lugar. Este script se llama /init,y reside en la raíz de initramfs.
- El script /init empieza por montar /proc y /sys, arranca udev para descubrir e inicializar el hardware, especialmente la tarjeta de red, que es necesaria en todo aspecto para arrancar de aquí en más. También, crea un pequeño disco en RAM, donde se puede guardar cualquier cosa que se necesite, por ejemplo, para configurar el archivo xorg.conf.
- Se configura la interfaz de loopback de la red. Esta es la interfaz de la red que tiene 127.0.0.1 como dirección IP.
- Se corre un cliente DHCP llamado ipconfig para hacer otra consulta al servidor DHCP Esta nueva consulta obtiene información tal como el nfs root server, el default gateway y otros parámetros importantes del sistema del archivo dhcp.conf
- Cuando ipconfig obtiene una respuesta del servidor, la información que se recibe se usa para configurar la interfaz Ethernet y para determinar desde que servidor se va a montar el root.
- Hasta este momento el sistema de directorios ha sido un disco ram. Ahora el script /init montará un nuevo sistema de directorios via NBD o NFS. En el caso que sea via NBD, la imagen que será cargada será generalmente /opt/ltsp/images/i386.img. Si la raíz es montada via NFS, entonces el directorio que será exportado desde el servidor es típicamente /opt/ltsp/i386. No es posible montar el nuevo sistema de directorios como /i. Primero debe ser montado a un directorio separado. Luego hará un run-init, que cambiará el sistema de directorios raíz actual por un nuevo sistema de directorios. Cuando esta etapa se completa, el sistema de directorios quedará montado en /. Cualquier directorio que necesite ser creado o escrito para un arranque normal , como por ejemplo /tmp, o /var, son montados en este momento.
- Una vez que el montado del nuevo sistema de directorios fue finalizado, se ha terminado con el script /init y se necesita llamar al verdadero programa /sbin/init.
- El programa init va a leer el directorio /etc/event.d y comenzará a configurar el ambiente del cliente fino. A partir de aquí se ejecutará el primer comando de /etc/rcS.d.
- El primer comando S32ltsp-client-setup configurará muchos aspectos del ambiente del cliente fino, como por ejemplo chequear si los dispositivos locales necesitan ser arrancados, cargar algún módulo específico, etc.
- A continuación el programa init va a comenzar a ejecutar comandos en el directorio /etc/rc2.d
- Uno de los items en el directorio /etc/rc2.d es el comando S20ltsp-client-core que estará ejecutándose mientras el cliente fino está arrancando.
- El archivo lts.conf será parseado, y todos los parámetros en ese archivo que hacen referencia a ese cliente fino serán definidos como variables de ambiente para ser usadas por el script S20ltsp-client-core.
- Si el sonido está configurado el demonio pulseaudio se activará permitiendo conexiones remotas de audio desde el servidor para tocar en el cliente.
- Si el cliente soporta dispositivos locales, el programa ltspfsd es ejecutado permitiendo al servidor leer de dispositivos como "memory sticks" o CDs mapeados con el cliente fino.
- En este momento alguna de las sesiones definidas en el archivo lts.conf será ejecutada. Las sesiones por pantalla es lo que se va a ver en todas las pantallas de las terminales. Éstas son las pantallas virtuales estándares que tienen las distribuciones de GNU/Linux, por ejemplo de Alt-F1, hasta Alt-F10. Por defecto va a correr en la pantalla 1 un "getty" estándar basado en caracteres (SCREEN_01 en el archivo lts.conf ). También, si no se especifica nada en el archivo lts.conf , un script de pantalla ldm va a ser ejecutado en SCREEN_07. El LTSP Display Manager (ldm) es el administrador de login por defecto para LTSP.
- Si SCREEN_07 esta cargada con un valor ldm, o startx, entonces el sistema X Windows será ejecutado brindándole una interfaz gráfica al usuario.Por defecto el servidor Xorg va a testear la tarjeta, va a crear un archivo /etc/X11/xorg.conf con valores por defecto en el disco ram de la terminal y va a comenzar xorg con esa configuración.
- El servidor X va a crear un túnel cifrado ssh hacia al servidor LTSP (en caso de ldm) o una consulta XDMCP (en el caso de startx). Para cualquiera de los dos casos va a aparecer una caja de login en la terminal.
- En este momento el usuario puede loguearse. Cuando lo haga obtendrá una sesión en el servidor.
Esto confunde a mucha gente al principio. Están sentados en un cliente ligero, pero están ejecutando una sesión en el servidor. Todos los comandos que se ejecutan se ejecutan en el servidor, pero la salida se mostrará en el cliente fino.
Clientes livianos con servidores de terminal y virtualización
En la empresa ha habido un renovado interés en clientes livianos debido a su capacidad de virtualizar los escritorios. El aumento de conexiones a Internet de alta velocidad en el hogar y en el trabajo ha aumentado el interés reciente en clientes livianos. Los clientes livianos ahora pueden replicar un sistema operativo entero usando el software de virtualización, lo cual en un momento no era posible.
Esto ha aumentado la cantidad de programas y software que un cliente liviano puede correr. Ashlee Vance ha indicado en el New York Times que "la tecnología (del cliente liviano) está haciendo una reaparición, y las grandes compañías como Hewlett-Packard, Sun Microsystems y Samsung están aumentando sus inversiones en sistemas de cliente liviano".[3]
Los clientes livianos con software de virtualización y servicios de terminal han sido reconocidos como una manera eficiente en costo de entregar sistemas operativos y al mismo tiempo bajar los costos de energía y de consumo.
Aqua Connect, proveedor de servicios terminal para el Mac, y BOSaNOVA, un vendedor de clientes livianos, formaron un equipo en 2008 para ofrecer el Mac OS vía clientes livianos para bajar los costos de energía.[4] Usando los servidores de terminal y los productos de virtualización con los clientes livianos puede crear los laboratorios de computación verde que bajan los costos de energía y consumo.
Protocolos
Algunos de los protocolos usados para la comunicación entre clientes livianos y servidores son:
- X Window System(también conocido como X o X11) usado esencialmente por variantes de Unix .
- Tecnología NX comprime el protocolo X11 para mejores prestaciones
- Computación en Red Virtual o VNC
- Citrix ICA con MetaFrame
- RDP es el protocolo por defecto que incluyen los sistemas Windows para acceder remotamente al escritorio.
Fuentes
- Linux Terminal Server Project. (LTSP)
- TCOS (Thin Client Operating System)
- Lan Core: servidor y sistema operativo de thin clients (proyecto de software libre utilizado en proyectos de cooperación universitaria al desarrollo).
