VNC

Virtual Network Computing（VNC）是現行的遠端桌面連線系統之一，最初發展是 在 1995 年由英國劍橋的 Olivetti & Oracle 實驗室發展出來，公開且免費的通訊協定，

至今已發展多種版本，為跨平台的遠端桌面連線程式。

2.1.1 VNC 簡介

VNC 透過 Remote Frame Buffer (RFB) Protocol[4]控制遠端的電腦，VNC 為一套跨 平台的應用程式，在操作端安裝 VNC Viewer 就是我們所說的 Client，在遠端的電腦安 裝 VNC Server，可以多台 Clients 在同一個時間連接同一個 Server，另外，可透過 JAVA Applet 使用網路瀏覽器連接到安裝 VNC Server 的電腦。VNC 的架構可以分為 VNC Server 和 VNC Client（Viewer），彼此溝通的通訊協定為 RFB Protocol，如圖 1。

VNC Server：負責接收 Client 傳送過來的鍵盤或是滑鼠的輸入訊號後，並提供一套桌 面分享機制，畫面改變的資料量透過 TCP/IP 傳送到 Client。

VNC Client：根據收到的資料，將 Client 端顯示 Server 的畫面，並根據接收到的資料 做更新。

RFB Protocol：一個簡單的原則，將 Server 的點陣圖（bitmap）資料放到螢幕上指定的 X、Y 座標。

圖 1. VNC 系統架構

2.1.2 VNC 的圖形編碼

在圖形傳輸時，根據不同的網路頻寬，Client/Server 處理資料的速度，VNC Protocol 提供了多種編碼方式，主要有 Raw、Copy-Rect、RRE、Hextile 以及 ZRLE，接下來根 據這幾種編碼方式說明。

z RAW：直接傳送圖形的資訊圖形資料不經過壓縮，傳送 pixel 資料由左至右 依序傳送，任何版本的 VNC 都支援這樣的編碼方式，因此造成資料量驚人。

z Copy-Rect（Copy Rectangle encoding)：將 framebuffer 中的圖形位置由一塊區 域複製到另一塊區域，是一種簡單有效率的方法，Client 端的 buffer 已經暫 存了這塊區域的資料，Server 只要將 x、y 的座標告知 Client，只要複製 buffer 中的資料，便可以在畫面中顯示出來，可以節省網路頻寬。這樣的情形發生 在移動桌面內的視窗時，由於視窗內的資料並沒有改變，只需要改變顯示的 區域，透過這樣的方法可以降低頻寬的使用。

z RRE：這種編碼方式是將同樣的 pixel 壓縮成單一數值重複計算，在 VNC 中 實現的方法就是將要傳送的矩型區域中的顏色資訊，找出分布最多的顏色當 做背景色，然後根據其他顏色的分布定義出多個子區域（Sub-rectangle)並記 錄該區域的顏色、位置以及大小，如圖 2.，這樣的方法在面積大顏色單純的

區塊（例如：單色的桌布畫面），但是不適合於背景複雜的區塊。

圖 2. VNC 的 RRE 編碼方式

z Hextile：Hextile 算是 RRE 原理變化，將一個矩形區域以 tile 為單位切割，每 個 tile 為 16 x 16 pixels，每個 tiles 的順序由左至右、由上至下依序切割，如 果一個矩形區域，寬不是 16 的倍數那麼最後一個 tile 的寬度就會窄一點，相 同情形，如果高不能被 16 整除，那麼最後一個 tile 的高度就會短一點。每個 tile 可以使用 Raw 編碼或是 RRE 編碼，如果採用 Raw 編碼就直接記錄這個

tile 的 pixel 顏色資訊;如果採用 RRE 編碼，每個 tile 有自己的背景顏色，如 果其背景顏色和前一個 tile 的背景顏色一樣，就不需要明確定義；另外尚需 定義 tile 中，所有 subrectangle 前景顏色，並記錄下來，如果前景顏色都一致，

只需要紀錄一次。每個 tile 中的 subrectangle 都需要清楚的定義前景顏色和 x、

y 座標以及長、寬。

圖 3. VNC 的 Hextile 編碼

z ZRLE：Zib Run-Length Encoding（ZRLE），是結合了 zlib 壓縮、titling、調色 盤和 run-length 編碼技術。傳輸的時候，矩形區域以 4 個 bytes 開始，緊接著 是 zlib 壓縮資料，唯一的 zlib stream 傳送在 RFB protocol 連線上，因此 ZRLE 區域必須精確的依序編碼和解碼。Zlib 資料在還沒解壓縮之前，代表了 64 x 64 個 pixels，由左到右、從上到下，類似於 hextile 切割方式，如果高和寬不是 64 的整數倍，那麼最後一筆資料區域會小一點。

2.1.3 VNC 優缺點分析

VNC 最大的優點就是其跨平台的性質，透過其簡單的傳輸協定，在不同作業系 統、應用程式都能夠使用，此外，其協定的開放及免費性質，任何想應用的實驗環境 都可以實現或是自行設計。

VNC 在影像傳送有個缺點，假設我們要播放 640 x 480(pixels)的影片，VNC Server 就必需每秒傳送 30 張 16 位元的高彩圖片，每秒傳輸資料量為 17.58 MBytes，這樣的 結果不利於在低頻寬的網路上使用，不適合播放動態影片，造成使用者觀賞影片時，

Client 播放影片畫面有遲滯的現象發生。