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X 윈도 시스템

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목차

1. 개요

X 윈도 시스템은 1984년 IBM, MIT, DEC의 아데나 프로젝트를 통해 개발된 플랫폼 독립적인 윈도 시스템이다. 1987년 X11 버전이 발표된 이후, X 컨소시엄, 오픈 그룹, X.Org 재단을 거치며 지속적으로 발전해왔다. 클라이언트-서버 모델을 기반으로 하며, X 서버가 디스플레이 장치에 출력을 담당하고, X 클라이언트는 네트워크를 통해 서버에 접속하여 기능을 요청한다. X 윈도 시스템은 다양한 운영체제에서 사용되며, 데스크톱 환경의 기반이 된다. 하지만, 사용자 인터페이스의 일관성 부족, 접근성 문제, 보안 취약성 등의 한계와 비판도 존재한다.

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X 윈도 시스템 - [IT 관련 정보]에 관한 문서
기본 정보
종류윈도 시스템
개발자X.Org 재단
최초 출시일1984년 6월
최신 안정 버전버전 11, 릴리스 7.7
최신 안정 버전 출시일2012년 6월 6일
대체 대상W 윈도 시스템
운영 체제유닉스, 유닉스 계열, OpenVMS, 도스
플랫폼크로스 플랫폼
라이선스MIT 라이선스
웹사이트X.Org Foundation

2. 역사

X 윈도 시스템은 1984년 MIT에서 짐 게티스와 밥 쉐이플러의 협력으로 시작되었다. 쉐이플러는 Argus 시스템 디버깅을 위한 디스플레이 환경이 필요했고, 프로젝트 아테나는 플랫폼 독립적인 그래픽 시스템이 필요했다. 이전의 W 윈도 시스템을 기반으로, 쉐이플러는 W의 동기 프로토콜을 비동기 프로토콜로 변경하고 디스플레이 목록을 즉시 모드 그래픽으로 대체하여 X 버전 1을 만들었다.

X는 빠르게 발전하여 1985년 1월에 버전 6이 출시되었고, DEC는 X6을 자사 워크스테이션에 이식했다. 1985년 2분기에는 X11 색상 이름 지원이 추가된 버전 9가 출시되었으며, MIT 라이선스를 통해 배포가 시작되었다. 1986년에는 외부 요청이 증가하면서 X10R3가 널리 배포되었다. X10은 강력했지만, 하드웨어 중립적인 재설계가 필요했고, DEC의 지원으로 1986년 5월부터 X11 개발이 시작되어 1987년 9월 15일에 출시되었다.[20]

1987년 X11의 성공 이후, MIT는 관리를 포기하고자 했으나, 시장 분열을 우려한 벤더들의 요청으로 1988년 1월 비영리 벤더 그룹인 'MIT X 컨소시엄'이 결성되어 X11R2를 발표하는 등 X11의 발전을 이끌었다.[23] 1993년, X 컨소시엄, Inc.가 MIT X 컨소시엄의 후계자로 설립되어 1994년 X11R6을 출시했다. 1996년 X 컨소시엄은 해산되었고, X11R6.3이 마지막 버전이 되었다.[24][25]

1997년, X의 관리는 오픈 그룹으로 넘어갔다.[26] 오픈 그룹은 1998년 X11R6.4를 출시했으나, 라이선스 정책 변경으로 논란이 있었다.[26] XFree86의 포크 움직임에 따라, 오픈 그룹은 1998년 9월 X11R6.4를 전통적인 라이선스로 재배포했다.[28]

1992년 시작된 XFree86은 X 개발의 사실상의 표준으로 발전했다.[29] 1999년, 오픈 그룹은 X.Org를 결성했고, XFree86 팀도 여기에 합류했다. 2003년까지 리눅스의 인기는 급증했지만, X.Org는 활동이 미미했고, 대부분의 개발은 XFree86 내에서 이루어졌다. 그러나 XFree86 내부의 갈등과 라이선스 문제로 인해, 2004년 초 X.Org 재단이 결성되었다.

X.Org 재단은 개방형 개발 모델을 채택하고, 2004년 4월 X11R6.7(XFree86 4.4RC2 기반)을 출시하며 X 개발을 주도했다. 2004년 9월 X11R6.8은 투명 창, 시각 효과 등 다양한 기능을 추가했다. 2005년 12월, X.Org는 모듈화된 X11R7.0을 출시했고, 2006년 5월에는 X11R7.1을 출시했다.[51][52] 가장 최근 버전은 2012년 6월에 개발된 X11R7.7이다.

버전출시일주요 변경 사항
X11984년 6월W 윈도 시스템에서 대폭 변경, 최초로 X라 불림
X61985년 1월일부 회사에 라이선스
X91985년 9월색상 기능, MIT 라이선스 최초 릴리스
X101985년 후반
X10R21986년 1월
X10R31986년 2월MIT 외부 첫 릴리스
X10R41986년 12월X10 마지막 버전
X111987년 9월 15일X11 첫 릴리스, 현재 X 프로토콜 기본 버전
X11R21988년 2월MIT X 컨소시엄의 첫 번째 버전[23]
X11R61994년 5월 16일X 컨소시엄, Inc.의 버전
X11R6.31996년X 컨소시엄의 마지막 버전[24][25]
X11R6.41998년 초오픈 그룹의 버전, 라이선스 변경으로 논란[26]
X11R6.4 패치 3오픈 그룹의 마지막 릴리스
X11R6.7.02004년 4월 6일X.Org 재단 첫 릴리스, XFree86 4.4rc2 통합
X11R6.8.02004년 9월 8일윈도우 투과, XDamage, 분산 다중 헤드 X, XFixes, Composite, XEvIE
X11R6.8.12004년 9월 17일libxpm 보안 수정
X11R6.8.22005년 2월 10일버그 수정, 드라이버 업데이트
X11R6.9
X11R7.0		2005년 12월 21일EXA, 모듈화 및 빌드 방식에 관한 대규모 리팩토링
X11R7.12006년 5월 22일EXA 개량, KDrive 통합, AIGLX, BSD 등 지원
X11R7.22007년 2월 15일LBX와 빌트인 키보드 드라이버 제거. XACE, XCB, autoconfig 개량, 정리[112]
X11R7.32007년 9월 6일XServer 1.4, 입력 장치 핫 플러그, 출력 장치 핫 플러그 (RandR 1.2), DTrace 프로브, PCI 도메인 지원[113]
X11R7.42008년 9월 23일XServer 1.5.1, XACE, PCI 서브시스템 리워크, EXA 고속화, _X_EXPORT, GLX 1.4, 빠른 시작 및 종료[114]
X11R7.52009년 10월 26일XServer 1.7, Xi 2, XGE, E-EDID 지원, RandR 1.3, MPX, 예측 가능한 포인터 가속, DRI2 메모리 관리자, SELinux 보안 모듈, 오래된 라이브러리 및 확장 추가 제거[115]
X11R7.62010년 12월 20일XServer 1.9, XCB 요구[116]
X11R7.72012년 6월 6일XServer 1.12, Sync extension 3.1 Fence 객체 추가, Xi 2.2 멀티 터치, XFixes 5.0 포인터 배리어[117]


2. 1. 기원과 초기 개발 (1984-1987)

X는 1983년 이전에 개발된 W라는 윈도 시스템의 후속 제품으로서 이름을 얻었다(영어 알파벳에서 X 앞에 있는 문자). W는 V 운영 체제에서 실행되었다. W는 터미널과 그래픽 창을 지원하는 네트워크 프로토콜을 사용했으며, 서버는 디스플레이 목록을 유지했다.

X의 원래 아이디어는 1984년 짐 게티스(프로젝트 아테나)와 밥 쉐이플러(MIT 컴퓨터 과학 연구소)의 협력으로 MIT에서 시작되었다. 쉐이플러는 Argus 시스템을 디버깅하기 위한 사용 가능한 디스플레이 환경이 필요했다. 프로젝트 아테나(모든 학생들에게 컴퓨팅 자원에 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위한 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC), MIT 및 IBM의 공동 프로젝트)는 이기종 다중 벤더 시스템을 연결할 플랫폼 독립적인 그래픽 시스템이 필요했다. 당시 카네기 멜론 대학교의 앤드루 프로젝트에서 개발 중이던 윈도우 시스템은 라이선스를 사용할 수 없었고, 다른 대안도 없었다.

이 프로젝트는 로컬 애플리케이션을 실행하고 원격 리소스를 호출할 수 있는 프로토콜을 만들어 이 문제를 해결했다. 1984년 5월, 쉐이플러는 W의 동기화(컴퓨터 과학) 프로토콜(컴퓨팅)을 비동기 프로토콜로 바꾸고 디스플레이 목록을 즉시 모드 그래픽으로 대체하여 X 버전 1을 만들었다. X는 진정한 하드웨어 독립성과 벤더 독립성을 제공하는 최초의 윈도잉 시스템 환경이 되었다.

쉐이플러, 게티스, 론 뉴먼은 작업을 시작했고 X는 빠르게 발전했다. 그들은 1985년 1월에 버전 6을 출시했다. 당시 첫 번째 Ultrix 워크스테이션을 출시하려던 DEC는 X가 제때에 사용할 수 있게 될 유일한 윈도우 시스템이라고 판단했다. DEC 엔지니어들은 X6을 MicroVAX의 DEC QVSS 디스플레이로 이식했다.

1985년 2분기에 X는 X11 색상 이름 지원을 획득하여 DEC VAXstation-II/GPX에서 작동하게 되었고, 이는 버전 9가 되었다.

브라운 대학교의 한 그룹이 버전 9을 IBM RT PC로 이식했지만, RT에서 정렬되지 않은 데이터를 읽는 문제로 인해 호환되지 않는 프로토콜 변경이 발생하여 1985년 말에 버전 10이 출시되었다. 1986년까지 외부 조직에서 X를 요청하기 시작했다. X10R2는 1986년 1월에 출시되었고, X10R3는 1986년 2월에 출시되었다. MIT는 X6을 일부 외부 그룹에 유료로 라이선스했지만, 이 시점에서 X10R3 및 미래 버전을 MIT 라이선스로 라이선스하기로 결정하여 X를 더욱 대중화하고, 그 대가로 더 많은 애플리케이션이 출시되기를 희망했다. X10R3는 DEC와 휴렛 팩커드 모두에서 이를 기반으로 한 제품을 출시하면서 널리 배포된 최초의 버전이 되었다.

X10은 흥미롭고 강력한 기능을 제공했지만, X 프로토콜이 너무 널리 배포되기 전에 더 하드웨어 중립적인 재설계를 사용할 수 있다는 것이 분명해졌지만, MIT만으로는 그러한 완전한 재설계를 위한 자원을 사용할 수 없었다. 마침 DEC의 Western Software Laboratory가 숙련된 팀과 함께 프로젝트 사이에 끼어 있었다. DEC WSL의 스모키 월리스와 짐 게티스는 DEC WSL이 X11을 구축하고 X9 및 X10과 동일한 조건으로 자유롭게 사용할 수 있도록 제안했다. 이 프로세스는 1986년 5월에 시작되었고 프로토콜은 8월에 최종 확정되었다. 소프트웨어의 알파 테스트는 1987년 2월에 시작되었고, 베타 테스트는 5월에 시작되었다. X11의 최종 출시일은 1987년 9월 15일이었다.[20]

버전출시일주요 변경 사항
X11984년 6월이전 시스템 W에서 대폭 변경. 최초의 소프트웨어는 X라고 불림.
X61985년 1월몇몇 회사에 라이선스됨.
X91985년 9월색상 기능 추가. MIT 라이선스 하에 최초 릴리스.
X101985년 후반IBM RT-PC, PC/AT (DOS 상) 등에서 작동.
X10R21986년 1월
X10R31986년 2월MIT 외부에서 처음 릴리스. uwm이 표준 윈도우 매니저.
X10R41986년 12월X10의 마지막 릴리스 번호.
X111987년 9월 15일X11의 첫 번째 릴리스. 현재 사용되는 X 프로토콜의 기본 버전.


2. 2. MIT X 컨소시엄과 X 컨소시엄 (1988-1996)

1987년, X11의 성공이 분명해지자 MIT는 X의 관리를 포기하고자 했다. 그러나 1987년 6월 9개 벤더와의 회의에서 벤더들은 시장에서 X가 분열되는 것을 막기 위해 중립적인 당사자가 필요하다고 MIT에 말했다. 1988년 1월, 밥 셰이플러를 이사로 하는 비영리 벤더 그룹인 'MIT X 컨소시엄'이 상업적 및 교육적 이해관계를 포괄하는 중립적인 분위기에서 X의 미래 개발을 지휘하기 위해 결성되었다.[21][22]

1988년 1월 짐 풀턴이, 1988년 3월 키스 패커드가 수석 프로그래머로 합류했으며, 짐은 Xlib, 컴퓨터 글꼴, 윈도우 매니저 및 유틸리티에 집중했고, 키스는 서버를 재구현했다. 도나 콘버스, 크리스 D. 피터슨, 스티븐 길디는 그 해 늦게 합류하여 툴킷과 위젯 세트에 집중했으며, MIT 아테나 프로젝트의 랄프 스윅과 긴밀히 협력했다. MIT X 컨소시엄은 X11에 대한 몇 가지 중요한 개정을 발표했으며, 첫 번째(릴리스 2, X11R2)는 1988년 2월에 발표되었다.[23]

1993년, X 컨소시엄, Inc.(비영리 법인)가 MIT X 컨소시엄의 후계자로 설립되었다. 1994년 5월 16일에 X11R6을 출시했다. 1995년에는 Unix 시스템용 모티프 툴킷과 Common Desktop Environment의 개발을 담당했다. X 컨소시엄은 1996년 말에 해산되었고, 최종 개정판인 X11R6.3을 발표했으며, 개발에서 상업적 영향력이 증가하는 유산을 남겼다.[24][25]

2. 3. The Open Group (1997-1999)

1997년 1월, X 컨소시엄은 X의 관리를 오픈 그룹에 넘겼다.[26] 오픈 그룹은 1996년 초 오픈 소프트웨어 재단과 X/Open의 합병으로 결성된 벤더 그룹이었다.

오픈 그룹은 1998년 초 X11R6.4를 출시했다. 그러나 X 개발 자금 확보를 위한 새로운 라이선스 조건 때문에 논란이 발생했다.[26] 새로운 라이선스 조건 하에서는 비상업적 사용에는 무료였지만, 그 외에는 사용료를 지불해야 했기 때문에 X는 더 이상 자유 소프트웨어가 아니게 되었다. XFree86이 포크(소프트웨어)를 시도할 조짐을 보이자,[27] 오픈 그룹은 1998년 9월 X11R6.4를 전통적인 라이선스 조건으로 재라이선스했다.[28] 오픈 그룹의 마지막 릴리스는 X11R6.4 패치 3이었다.

2. 4. X.Org와 XFree86 (1999-2004)

XFree86은 1992년 IBM PC 호환 기종용 X386 서버에서 시작되었으며, 토마스 뢰엘과 마크 W. 스니틸리가 작성하고 스니틸리 그래픽 컨설팅 서비스(SGCS)에서 MIT X 컨소시엄에 기증했다. XFree86은 시간이 지남에 따라 X의 한 포트에서 선두적이고 가장 인기 있는 구현체이자 X 개발의 사실상의 표준으로 발전했다.[29]

1999년 5월, The Open Group은 X.Org를 결성하여 X11R6.5.1 이후 버전의 릴리스를 감독했다. 당시 X 개발은 쇠퇴기에 접어들었고,[30] X 컨소시엄이 해체된 이후 대부분의 기술 혁신은 XFree86 프로젝트에서 이루어졌다.[31] 1999년, 다양한 하드웨어 회사들이 XFree86을 리눅스와 함께 사용하고 X의 가장 인기 있는 버전이라는 점에 주목하면서 XFree86 팀은 X.Org에 명예 (무급) 회원으로 합류했다.[32][33]

2003년까지 리눅스의 인기가 급증했지만 X.Org는 여전히 활동이 미미했고,[34] 활발한 개발은 주로 XFree86 내에서 이루어졌다. 그러나 XFree86 내에서는 상당한 반대가 있었다. XFree86 프로젝트는 지나치게 성당과 같은 개발 모델이라는 인식을 받았다. 개발자들은 CVS 커밋 권한을 얻을 수 없었고[35][36] 벤더들은 광범위한 패치 세트를 유지해야 했다.[37] 2003년 3월, XFree86 조직은 원래 MIT X 컨소시엄이 종료된 후 XFree86에 합류한 키스 패커드를 상당한 악감정을 품고 추방했다.[38][39][40]

X.Org와 XFree86은 X 개발을 제대로 육성하기에 적합한 재구성에 대해 논의하기 시작했다.[41][42][43] 짐 게티스는 적어도 2000년부터 개방형 개발 모델을 강력하게 추진해 왔다.[44] 게티스, 패커드 및 몇몇 다른 사람들은 개방형 개발을 통해 X를 효과적으로 관리하기 위한 요구 사항에 대해 자세히 논의하기 시작했다.

마침내, X11R6.4 라이선스 분쟁의 여파로, XFree86은 2004년 2월에 X에 의존하는 많은 프로젝트에서 용납할 수 없는 더 제한적인 라이선스 하에 버전 4.4를 출시했다.[45] 라이선스에 추가된 조항은 원래 BSD 라이선스의 광고 조항을 기반으로 했으며, 이는 자유 소프트웨어 재단과 데비안에서 GNU 일반 공중 사용 허가서와 호환되지 않는 것으로 간주했다.[46] 다른 그룹은 이를 원래 X의 정신에 위배되는 것으로 보았다. 예를 들어 OpenBSD의 Theo de Raadt는 라이선스 문제로 인해 XFree86을 포크할 것을 위협했다.[47] 라이선스 문제와 변경 사항을 적용하는 어려움이 결합되어 많은 사람들이 포크를 할 시기가 무르익었다고 느꼈다.[48]

2. 5. X.Org Foundation (2004-현재)

2004년 초, X.Org와 freedesktop.org의 여러 사람들이 X.Org 재단을 결성했고, 오픈 그룹은 `x.org` 도메인 이름에 대한 관리 권한을 재단에 부여했다. 이는 X의 거버넌스에 근본적인 변화를 가져왔다. 1988년 이후 X를 관리해온 조직(이전 X.Org 포함)이 벤더 조직이었던 반면, 재단은 소프트웨어 개발자들이 이끌었고, 외부 참여에 의존하는 바자 모델을 기반으로 한 커뮤니티 개발을 사용했다. 개인에게 회원을 개방했으며, 기업 회원은 스폰서십 형태로 참여했다. 휴렛 팩커드와 같은 몇몇 주요 기업들이 현재 X.Org 재단을 지원하고 있다.

재단은 X 개발에 대한 감독 역할을 수행한다. 기술적인 결정은 커뮤니티 구성원 간의 대략적인 합의를 통해 그 장점에 따라 이루어진다. 기술적인 결정은 이사회에서 이루어지지 않으며, 이러한 점에서 기술적 비개입주의를 표방하는 GNOME 재단을 강력하게 모델로 삼고 있다. 재단은 개발자를 고용하지 않는다.

재단은 2004년 4월에 X11R6.7, X.Org 서버를 출시했는데, 이는 X11R6.6 변경 사항이 병합된 XFree86 4.4RC2를 기반으로 했다. 게티스와 팩커드는 이전 라이선스 하에서 XFree86의 마지막 버전을 가져갔고, 개방형 개발 모델을 고수하고 GPL 호환성을 유지함으로써 이전 XFree86 개발자들을 많이 참여시켰다.[46]

2004년 9월에는 X11R6.8 버전을 발표하였으며, 이 버전은 투명 창 지원, 체계적인 시각 효과 및 해상도 변경 기능, 3차원 가상 현실 디스플레이 장치 도구 지원, 섬네일 기능 등 다양한 시각적인 기능과 효과를 지원한다.

2005년 12월 21일,[50] X.Org는 레거시 사용자를 위한 모놀리식 소스 코드 트리인 X11R6.9와 동일한 소스 코드를 독립적인 모듈로 분리하여 각 모듈을 별도의 프로젝트에서 유지 관리할 수 있도록 한 X11R7.0을 출시했다.[51] 재단은 7.0 출시 약 4개월 후인 2006년 5월 22일에 상당한 기능 개선이 이루어진 X11R7.1을 출시했다.[52]

가장 최근 버전은 2012년 6월에 개발된 X11R7.7이다. X11R7.7을 마지막으로, X.Org는 전체 패키지를 묶어 릴리스하는 것을 종료하고, 모듈별로 개별 릴리스하는 방식으로 변경되었다.

버전출시일주요 변경 사항
X11R6.7.02004년 4월 6일X.Org 재단 첫 릴리스, XFree86 4.4rc2 통합, 완전한 최종 사용자용 배포, XIE, PEX, libxml2 제거.
X11R6.8.02004년 9월 8일윈도우 투과, XDamage, 분산 다중 헤드 X, XFixes, Composite, XEvIE.
X11R6.8.12004년 9월 17일libxpm 보안 수정
X11R6.8.22005년 2월 10일버그 수정, 드라이버 업데이트
X11R6.9
X11R7.0		2005년 12월 21일EXA, 모듈화 및 빌드 방식에 관한 대규모 리팩토링. 소스 코드는 동일하지만, 6.9는 모놀리식 구성과 imake 컨피그 동결, 7.0부터 모듈화 및 Autotools 사용.
X11R7.12006년 5월 22일EXA 개량, KDrive 통합, AIGLX, BSD 등 지원.
X11R7.22007년 2월 15일LBX와 빌트인 키보드 드라이버 제거. XACE, XCB, autoconfig 개량, 정리.[112]
X11R7.32007년 9월 6일XServer 1.4, 입력 장치 핫 플러그, 출력 장치 핫 플러그 (RandR 1.2), DTrace 프로브, PCI 도메인 지원.[113]
X11R7.42008년 9월 23일XServer 1.5.1, XACE, PCI 서브시스템 리워크, EXA 고속화, _X_EXPORT, GLX 1.4, 빠른 시작 및 종료.[114]
X11R7.52009년 10월 26일XServer 1.7, Xi 2, XGE, E-EDID 지원, RandR 1.3, MPX, 예측 가능한 포인터 가속, DRI2 메모리 관리자, SELinux 보안 모듈, 오래된 라이브러리 및 확장 추가 제거.[115]
X11R7.62010년 12월 20일XServer 1.9, XCB 요구.[116]
X11R7.72012년 6월 6일XServer 1.12, Sync extension 3.1 Fence 객체 추가, Xi 2.2 멀티 터치, XFixes 5.0 포인터 배리어[117]


3. 목적과 기능

X 윈도 시스템은 네트워크 프로토콜(X 프로토콜)을 기반으로 한 클라이언트-서버 모델의 네트워크 지향 윈도 시스템이다. X 응용 프로그램은 클라이언트로서 네트워크를 통해 X 서버에 접속하여 서비스(예: 글꼴 출력, 마우스 포인터 이동 등)를 요청한다. X 서버는 이러한 요청을 처리하여 결과를 디스플레이 장치에 출력하거나, 키보드, 마우스, 터치스크린과 같은 사용자 입력을 클라이언트에게 제공한다.[1]

X의 클라이언트/서버 네트워크 지향 구조는 로컬 상의 X 서버가 다른 시스템의 X 클라이언트 요청을 받아들일 수 있게 한다. 즉, 다른 시스템에 있는 응용 프로그램을 로컬에서 실행할 수 있다. 예를 들어, 로컬에 파이어폭스가 없어도 원격 시스템에 설치되어 있다면, 텔넷이나 SSH로 접속하여 파이어폭스를 실행하면 로컬 X 서버를 통해 원격 시스템의 파이어폭스를 사용할 수 있다. 이때 원격 시스템에는 X 서버가 없어도 된다.[1]

X 윈도 시스템은 표준 위젯 툴킷과 프로토콜 스택을 제공하여 대부분의 Unix 기반 운영 체제 및 OpenVMS에서 인터페이스 개발에 사용될 수 있다. 또한 여러 운영 체제로 이식되었다.[1]

X 윈도 시스템은 사용자 인터페이스의 모습에는 관여하지 않아, X 윈도를 이용한 사용자 환경은 매우 다양하다. KDE, 그놈, Xfce 등 대부분의 데스크톱 환경은 X 윈도를 기반으로 하지만, 사용자 인터페이스 모양은 매우 다르다.[1]

X 윈도 시스템은 원격 그래픽 사용자 인터페이스 및 입력 장치 기능을 위한 아키텍처 독립적인 시스템이다. 네트워크로 연결된 컴퓨터 터미널을 사용하는 각 사람은 모든 유형의 사용자 입력 장치를 사용하여 디스플레이와 상호 작용할 수 있다.[1]

4. 아키텍처

X는 클라이언트-서버 모델을 기반으로 하며, '''X 서버'''가 다양한 "클라이언트" 프로그램과 통신한다.[2] 서버는 그래픽 출력(창) 요청을 받아들이고, (마우스, 키보드, 터치 패널 등으로부터의) 사용자 입력을 클라이언트에 전송한다. X 프로토콜은 하드웨어 환경에 의존하지 않으므로, X 윈도 시스템은 UNIX 머신뿐만 아니라 Windows 상에서 X 서버를 동작시키는 ''PC X 서버'' 소프트웨어나, 하드웨어 (펌웨어)로 X 프로토콜을 처리하는 X 터미널 등 다양한 환경에서 동작한다. 특히 X 터미널은 UNIX 머신이 매우 고가였던 시절에 GUI만 저렴하게 표시, 처리할 수 있는 기기로서 자주 이용되었다.

클라이언트-서버 용어(사용자의 단말, 서버, 클라이언트인 응용 프로그램)는 X를 처음 사용하는 사람들에게 혼란을 주기도 하는데, 이는 용어가 반대로 사용되는 것처럼 보이기 때문이다. 그러나 X는 최종 사용자가 아닌 응용 프로그램의 관점에서 봐야 한다. X는 응용 프로그램에 디스플레이나 I/O 서비스를 제공하므로 서버이고, 응용 프로그램은 이러한 서비스를 이용하므로 클라이언트이다.

서버와 클라이언트 간의 통신 프로토콜은 네트워크 투명성을 갖는다. 클라이언트와 서버는 동일 머신 또는 서로 다른 머신에서 동작할 수 있으며, 아키텍처나 OS가 달라도 상관없다. 클라이언트와 서버 간의 통신은 인터넷 상에서도 터널링을 통해 안전하게 수행할 수 있다.

X 클라이언트 자체가 X 서버를 포함하여, 여러 클라이언트에 대해 서버로 동작하는 구성도 가능하다. 이를 "X 네스팅"이라고 한다. Xnest나 Xephyr는 X 네스팅을 지원하는 오픈 소스 클라이언트이다.[3]

원격 클라이언트 프로그램을 로컬 서버에서 표시하려면, 터미널 에뮬레이터 윈도우를 열고, 텔넷 또는 ssh로 원격 클라이언트 응용 프로그램 (혹은 셸)을 시작하고, 입출력 대상을 로컬로 지정하여 클라이언트를 시작한다(예: 원격 머신에서 export DISPLAY=''[사용자 머신]'':0 설정). 클라이언트 응용 프로그램은 로컬 서버에 연결되어, 로컬 머신의 디스플레이와 입력 장치를 사용하여 동작한다. 또는 로컬 머신에서 원격 머신에 연결하여 클라이언트 응용 프로그램을 시작하는 작은 프로그램을 실행할 수도 있다.

원격 클라이언트의 실용적인 이용 예는 다음과 같다.


  • 원격 머신의 그래픽 관리
  • 원격 머신에서 계산량이 많은 시뮬레이션을 실행하고, 로컬 데스크톱 머신에서 결과 표시
  • 여러 머신에서 그래픽 소프트웨어를 동시에 실행하고, 한 사용자가 하나의 머신에서 전체를 제어

5. 사용자 인터페이스

X 윈도 시스템은 버튼, 메뉴, 창 제목 표시줄 스타일과 같은 애플리케이션 사용자 인터페이스 디자인에 대한 사양을 의도적으로 포함하지 않는다.[4] 대신 창 관리자, GUI 위젯 툴킷, 데스크톱 환경 또는 애플리케이션별 그래픽 사용자 인터페이스가 이러한 세부 사항을 정의하고 제공한다. 따라서 '전형적인' X 인터페이스는 없으며, 다양한 데스크톱 환경이 사용자들 사이에서 인기를 얻고 있다.

창 관리자는 애플리케이션 창의 배치와 모양을 제어한다. Microsoft Windows나 Apple Macintosh와 유사한 데스크톱 인터페이스(예: GNOME 2, KDE Plasma, Xfce)를 만들거나, wmii나 Ratpoison과 같은 타일링 창 관리자처럼 근본적으로 다른 제어를 사용할 수도 있다. Sugar 또는 ChromeOS와 같이 일부 인터페이스는 데스크톱 메타포어를 완전히 피하여 특수 애플리케이션을 위한 인터페이스를 단순화하기도 한다. 창 관리자는 기본 기능(예: X와 함께 제공되는 기본 창 관리자인 twm 또는 매우 가벼운 창 관리자인 evilwm)에서 Enlightenment와 같은 보다 포괄적인 데스크톱 환경, 심지어 판매 시점 관리와 같은 수직 시장을 위한 애플리케이션별 창 관리자에 이르기까지 정교함과 복잡성이 다양하다.

많은 사용자는 창 관리자를 제외하고 일관된 사용자 인터페이스를 사용하는 다양한 애플리케이션을 포함하는 데스크톱 환경과 함께 X를 사용한다. 인기 있는 데스크톱 환경으로는 GNOME, KDE Plasma, Xfce가 있다. UNIX 98 표준 환경은 공통 데스크톱 환경(CDE)이다. freedesktop.org 이니셔티브는 경쟁력 있는 X 데스크톱에 필요한 데스크톱 및 구성 요소 간의 상호 운용성을 다룬다.

KDE 데스크톱 환경

6. 구현 및 이식

X.Org 서버는 X 윈도 시스템의 대표적인 구현이다. 2004년까지는 XFree86이 Unix 계열 운영 체제에서 가장 많이 쓰였다.[78] XFree86은 X를 인텔 80386-호환 컴퓨터로 이식하기 위해 처음 개발되었다. 1990년대에는 XFree86이 X 윈도 시스템 발전에 가장 큰 기여를 했으며 X 개발의 대표자가 되었다. 그러나 2004년부터는 XFree86의 포크인 X.Org 서버가 우세해졌다.

주로 Unix 계열 운영체제가 X 윈도 시스템을 사용하지만 다른 그래픽 환경을 위한 X 서버 구현도 존재한다. 휴렛 팩커드가 개발한 운영체제 OpenVMS도 X 윈도 시스템의 구현인 공통 데스크톱 환경을 포함한다. 애플의 Mac OS X도 XQuartz라는 X 윈도 시스템 구현을 포함하며, 마이크로소프트 윈도우는 X 윈도를 공식으로 지원하지는 않지만 시그윈 X 등 서드 파티 소프트웨어를 통해 구현할 수 있다. 이 외에도 자바와 안드로이드를 대상으로 한 구현이 존재한다.

X 서버의 자바 구현으로는 WeirdX가 있으며, Swing 1.1을 지원하는 모든 플랫폼에서 실행되며, 대부분의 브라우저 내에서 애플릿으로 실행된다. Android X Server는 Android 기기에서 실행되는 오픈 소스 자바 구현이다.

기본 창 시스템이 있는 운영 체제가 X를 추가로 호스팅하는 경우, X 시스템은 별도의 호스트 창에서 자체 일반 데스크톱을 사용하거나 "루트리스"로 실행할 수 있다. 즉, X 데스크톱은 숨겨지고 호스트 창 환경은 호스트 화면 내에서 호스팅된 X 창의 형상과 모양을 관리한다.

7. 경쟁 소프트웨어

썬 마이크로시스템즈와 NeXT 등 여러 회사와 사람들이 X 윈도 시스템과 비슷한 기능을 갖는 소프트웨어 프레임워크를 개발하려고 했다. 다음은 현재 X 윈도 시스템과 비슷한 기능을 제공하는 경쟁 소프트웨어의 목록이다.


  • macOS의 Quartz: 애플이 NeXT를 인수하고 NeXTSTEP을 사용하여 Mac OS X를 구축하면서 Display PostScript를 Quartz로 대체했다. Quartz 개발자 중 한 명인 마이크 파케트(Mike Paquette)는 애플이 X11에 포함하려는 모든 기능을 지원했더라도 X11과 거의 유사하지 않고 다른 서버와 호환되지 않았을 것이라고 설명했다.[13][84][121]
  • Wayland: X.Org 재단 개발자 몇 명이 만든 X 윈도 서비스를 대체하기 위한 디스플레이 서버로, GPU 하드웨어와 DRI를 통해 직접 작동한다. 웨이랜드는 X 서버를 웨이랜드 컴포지터로 실행할 수 있으며, 이는 루트리스(rootless)로 작동할 수 있다.[14] 2012년에 버전 1.0에 도달했다. 안드로이드와 마찬가지로 웨이랜드는 EGL 기반이다.
  • Mir: Canonical Ltd.의 프로젝트로, 웨이랜드와 유사한 목표를 가졌다.[15] ARM 칩셋을 사용하는 모바일 장치(Android 장치 드라이버와의 호환성을 목표로 함)와 x86 데스크톱에서 작동하도록 설계되었다. 안드로이드와 마찬가지로 Mir/UnityNext는 EGL 기반이었다. X 클라이언트 응용 프로그램과의 하위 호환성은 Xmir을 통해 구현되었다. 이 프로젝트는 이후 대안 디스플레이 서버가 아닌 웨이랜드 컴포지터로 변경되었다.[16]
  • 기타: DirectFB 등 X의 오버헤드를 피하기 위해 하드웨어와 직접 작동하려는 시도를 한다.[17]


안드로이드는 리눅스 기반 커널을 사용하지만, X 윈도 서비스 대신 SurfaceFlinger라는 디스플레이 서비스를 사용한다.

8. 한계와 비판

유닉스 혐오자 핸드북에서는 X의 문제점에 대한 내용을 다루고 있다.[5] 1990년 Gajewska, Manasse, McCormack은 X 프로토콜의 문제점을 상세하게 설명하고 개선을 제안했다.

X 윈도 시스템은 설계 지침이 부족하여 서로 다른 인터페이스가 많이 생겨났고, 애플리케이션 간 호환성이 원활하지 않은 경우가 많았다. 클라이언트 간 통신 규칙 매뉴얼(ICCCM)은 구현하기 어렵다는 평가를 받았다. 모티프 및 CDE와 같은 표준화 노력도 문제를 해결하지 못했다.[6] 그래픽 프로그래머들은 특정 데스크톱 환경이나 위젯 툴킷에 맞춰 코딩하여 사용자 인터페이스 일관성과 통신 문제를 해결하고, ICCCM을 직접 처리하지 않아도 되도록 한다.

X 윈도 시스템은 NeWS와 달리 X 서버에서 사용자 정의 저장 프로시저를 기본적으로 지원하지 않으며, 튜링 완전 스크립팅 기능도 없다.

X를 기반으로 구축된 시스템은 접근성 문제로 인해 장애가 있는 사용자가 컴퓨터를 사용하기 어렵게 만들 수 있다. 여기에는 마우스 오른쪽 버튼 클릭, 더블 클릭, 마우스 휠 클릭, 마우스 오버, 포커스 스틸링 등이 포함된다. 일부 X11 클라이언트는 접근성 문제를 더 잘 처리하지만, X11에 대한 접근성 표준이나 지침은 없다. X11 표준 프로세스 내에는 접근성에 대한 작업 그룹이 없지만, 소프트웨어 프로젝트에서 접근성 요구 사항을 해결하고 있다.

오르카 프로젝트는 X 윈도 시스템에 접근성 지원을 추가하며, API (AT-SPI[7])를 구현한다. 이는 GNOME의 ATK와 결합된다.[8] KDE는 텍스트 음성 변환기 및 화면 확대경을 포함한 다양한 접근성 소프트웨어를 제공한다.[9] 다른 데스크톱(LXDE, Xfce 및 Enlightenment)은 ATK와 호환되려고 한다.

SSH를 통해 X11 응용 프로그램을 터널링하는 예


일반적으로 X 클라이언트는 한 서버에서 분리하여 다른 서버에 다시 연결할 수 없다. (Emacs는 예외). 따라서 전체 세션을 한 X 서버에서 다른 X 서버로 이동하는 것은 불가능하다. 그러나 가상 네트워크 컴퓨팅(VNC), NX 및 Xpra와 같은 접근 방식을 사용하면 가상 세션에 다른 X 서버에서 액세스할 수 있다. 다른 응용 프로그램 및 툴킷은 관련 기능을 제공한다.[10] x11vnc, Xpra의 섀도우 모드 및 NX의 nxagent 섀도우 모드와 같은 해결 방법도 존재한다.

X 서버와 원격 X 클라이언트 간의 네트워크 트래픽은 기본적으로 암호화되지 않는다. 패킷 스니퍼를 가진 공격자는 이를 가로챌 수 있다. X 트래픽을 암호화하는 일반적인 방법은 Secure Shell(SSH) 터널을 설정하는 것이다.

네트워크를 통해 X를 사용할 때 대역폭 제한으로 인해 비트맵 집약적인 응용 프로그램 사용이 방해받을 수 있다. 최신 버전의 X는 Mesa와 같은 확장을 통해 로컬 프로그램의 그래픽을 로컬로 표시하여 네트워크 모델을 우회하고 비디오 카드를 직접 제어하도록 최적화하여 전체 화면 비디오, 렌더링된 3D 응용 프로그램 등을 사용할 수 있다.

X의 설계는 클라이언트와 서버가 별도로 작동하도록 요구하며, 장치 독립성 및 클라이언트와 서버의 분리는 오버헤드를 발생시킨다. 대부분의 오버헤드는 클라이언트와 서버 간의 네트워크 왕복 지연 시간(지연 시간)에서 발생한다. 성능 문제에 대한 최상의 해결책은 효율적인 응용 프로그램 설계에 달려 있다.[11]

현대적인 X 구현은 동일 호스트에서 효율적인 연결을 위해 유닉스 도메인 소켓을 사용한다. 또한, 공유 메모리(MIT-SHM 확장을 통해)를 사용하여 클라이언트-서버 간의 더 빠른 통신을 사용할 수 있다.[12] 그러나 프로그래머는 공유 메모리 확장을 명시적으로 활성화하고 사용해야 한다.

9. 관련 용어

; 장치: 컴퓨터 그래픽 카드 또는 컴퓨터 마더보드의 통합 그래픽 칩셋과 같은 그래픽 장치.

; 모니터: CRT 또는 평면 스크린 컴퓨터 디스플레이와 같은 물리적 장치.

; 스크린: 그래픽을 렌더링할 수 있는 영역. VNC와 같이 소프트웨어만으로 시스템 메모리에 렌더링하거나, 그래픽 장치 내에서 렌더링할 수 있다. 일부는 동시에 하나 이상의 스크린에 렌더링할 수 있으며, 동시에 보거나 상호 교환할 수 있다. 상호 교환 가능한 스크린은 종종 서로 좌우로 설정되어 마우스 포인터가 모니터 가장자리에 도달하면 하나에서 다음 스크린으로 전환된다.

; 가상 스크린: 이 용어와 관련된 두 가지 다른 의미가 있다.

:* 모니터가 현재 표시하는 것보다 더 큰 해상도로 실행되는 스크린 주위로 모니터를 패닝할 수 있는 기술.

:* 창 관리자가 스크린보다 더 큰 좌표계에서 창 위치 정보를 유지하고 사용자에 대한 응답으로 창을 단순히 이동하여 패닝을 허용함으로써 시뮬레이션하는 효과.

; 디스플레이: 여러 모니터를 포함하는 경우가 많으며, 마우스를 사용하여 포인터를 해당 디스플레이 내의 모든 위치로 이동할 수 있도록 일반적으로 구성된 스크린 모음. 리눅스 기반 워크스테이션은 일반적으로 여러 디스플레이를 가질 수 있으며, 사용자는 control-alt-''기능키''와 같은 특수 키보드 조합으로 전환하여 모든 모니터를 한 디스플레이의 스크린에서 다른 디스플레이의 스크린으로 동시에 전환할 수 있다.

참조

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