Was hat es mit X11 und Wayland auf sich? - TUXEDO Computers

In den letzten Jahren taucht in der Berichterstattung über Linux häufig der Begriff Wayland auf. Wir erklären, was es damit auf sich hat.

Begriffe

X Window System oder X11

Um den Sachverhalt verständlich zu erklären, müssen wir zunächst auf das X Window System auch bekannt als X11 eingehen. Dabei handelt es sich um ein Protokoll, das über die Display-Server-Software X.Org implementiert wird. Ohne das 1984 erschienene X Window System, das dafür sorgt, dass Bilder auf die Bildschirme von unixoiden Betriebssystemen gezeichnet werden, wären wir auf das Terminal beschränkt.

Wayland

Da der Code von X11 schon lange ein kaum noch wartbarer Flickenteppich ist, wurde 2008 ein neues Projekt gestartet, das X11 einmal ablösen soll: das Display-Server-Protokoll Wayland. Es soll durch den Verzicht auf das Client-Server-Modell und die Ausführung von weit weniger Code als Root mehr Sicherheit bringen und zudem Bildstörungen wie Tearing, Bildflimmern und Artefakte der Vergangenheit angehören lassen.

Implementierung

Während die Entwicklung des Wayland-Protokolls weitgehend abgeschlossen ist, befindet sich die Implementierung in die Desktop-Umgebungen unter Linux in unterschiedlichen Stadien. Am weitesten fortgeschritten ist die Einbindung bei GNOME, gefolgt von KDE Plasma. Xfce und LXQt machen gerade erste Schritte in diese Richtung. Bereits seit 2015 unterstützt der eher unbekannte Fenstermanager Enlightenment das Wayland-Protokoll. Es besteht aber keine Eile, denn X11 wird uns noch eine Weile begleiten, wenn es auch immer mehr in den Hintergrund treten wird. In der Übergangsphase, in der noch nicht alle Anwendungen Wayland unterstützen, dient XWayland als Kompatibilitätsschicht.

Unterschiede zwischen X11 und Wayland

Unter X11 ist der Fenstermanager der Desktop-Umgebung für das Platzieren von Fenstern und das Zeichnen der Fensterdekorationen wie Titelleisten und Rahmen zuständig. Unter Wayland werden die Funktionen des Display-Servers und des Fenstermanagers im jeweiligen Wayland Compositor zusammengefasst. Die sicherheitskritische Kommunikation zwischen den beiden entfällt also. Nach wie vor kann jeder Client seine eigenen Fensterdekorationen zeichnen oder sie vom Compositor zeichnen lassen.

Wayland implementiert aus Sicherheitsgründen nicht alle Funktionen des X-Servers. So unterstützt Wayland nicht die von X11 gewohnte Netzwerktransparenz, die Funktionen wie Screen-Recording und Screen-Casting ermöglicht. Solche Funktionen müssen unter Wayland durch Protokoll-Erweiterungen seitens der Desktops erfolgen, was die Implementierung des Protokolls zeitlich in die Länge zieht. Derzeit ist Wayland sowohl in GNOME als auch in KDE Plasma bereits so gut integriert, dass die meisten Anwender es im täglichen Einsatz nutzen können. Das gilt allerdings nur, solange keine  älteren Grafikkarten von Nvidia im Spiel sind.

Wayland bei von TUXEDO unterstützten Distributionen

Bei Ubuntu wurde bereits mit Ubuntu 17.10 »Artful Aardvark« und der gleichzeitigen Rückkehr von Unity zu GNOME auch Wayland als Standard eingesetzt. Das Intermezzo währte aber nur kurz, denn mit Ubuntu 18.04 LTS »Bionic Beaver« kam wieder ein herkömmlicher X-Server zum Einsatz. Mit Ubuntu 21.04 »Hirsute Hippo« wurde dann ein zweiter Anlauf gewagt, der auch bei den Versionen 22.04 und 22.10 Bestand hat. Ubuntu 22.04 und 22.10 starten also als Standard in eine von Wayland verwaltete Sitzung, sofern keine Grafikkarte von Nvidia verbaut ist.

Bei TUXEDO OS kommt noch der herkömmliche X-Server zum Einsatz. Der Grund dafür ist ebenfalls in den häufig bei TUXEDO Notebooks zu findenden Hybrid-Grafik, bestehend aus der in die CPU integrierten iGPU und einer zusätzlichen dGPU von Nvidia zu finden. Der Plasma-Desktop kann hier unter Wayland derzeit noch zu Problemen wie einem schwarzen Bildschirm führen. Deshalb muss bei TUXEDO OS 2 für die Nutzung von Wayland zunächst das Paket plasma-workspace-wayland nachinstalliert werden.

sudo apt update && sudo apt install plasma-workspace-wayland

Zwischen X11 und Wayland umschalten?

Zunächst sollten Sie prüfen, ob Sie gerade X11 oder Wayland nutzen. Der Befehl echo $XDG_SESSION_TYPE gibt als Antwort den verwendeten Sitzungstyp aus.

Mit Loginmanager (SDDM, GDM)

Wenn Sie bei der Installation Ihres Betriebssystems angegeben haben, Sie möchten sich per Anmeldemanager einloggen, so können Sie den Sitzungstyp dort ändern. Bei TUXEDO OS oder Kubuntu kommt dabei SDDM zum Einsatz, bei Ubuntu ist es GDM. Die jeweiligen Auswahlfelder sehen Sie in den folgenden Screenshots für TUXEDO OS und Ubuntu.

Ohne Loginmanager

Haben Sie dagegen bei der Installation entschieden, dass Sie sich ohne Anmeldung einloggen möchten, haben Sie diese Möglichkeit nicht. Bei TUXEDO OS oder Kubuntu ändern Sie den Sitzungstyp in den Systemeinstellungen unter Starten und Beenden. Dort klicken Sie zunächst unten auf Verhalten und editieren dann die oberste Zeile nach Ihren Wünschen und bestätigen dies unten mit Anwenden.

Bei Ubuntu gibt es keine grafische Einstellung für diesen Zweck. Hier editieren Sie dazu eine Konfigurationsdatei. Mit dem folgenden Befehl öffnen Sie die betreffende Datei.

sudo nano /etc/gdm3/custom.conf

Ziemlich am Kopf der Datei steht die Zeile #WaylandEnable=false. Zunächst entfernen Sie das Kommentarzeichen #, um die Zeile scharf zu schalten. Möchten Sie künftig in eine X11-Sitzung starten, speichern Sie die Datei anschließend mit Strg+O und Strg+X und loggen entweder aus und wieder ein oder starten den Rechner neu. Sollten Sie später doch wieder eine Wayland-Sitzung bevorzugen, so ändern Sie false in true.