Otvorený softvér vo vzdelávaní, výskume a v IT riešeniach Žilina 2.–5. júla 2009
ˇ ESˇENI´ V UNIVERZITNI´M PROSTR ˇ EDI´ ´ LOVE´ R TERMINA ˇ I´Z ˇ , Pavel (CZ); SEBERA, Va´clav (CZ) KR
1
´ vod U
Termina´love´ rˇesˇenı´ (da´le TRˇ) v soucˇasnosti patrˇ´ı mezi cˇasto diskutovane´ pojmy v souvislosti s optimalizacı´ infrastruktury vy´pocˇetnı´ch syste´mu˚. Klasicke´ rˇesˇenı´ budovane´ na za´kladeˇ individua´lnı´ch pocˇ´ıtacˇu˚ se s rostoucı´m pocˇtem klientu˚ dosta´va´ do pozadı´ a da´va´ tak prostor pro nı´zkona´kladove´ termina´love´ rˇesˇenı´. Ekonomicke´ du˚vody tak uda´vajı´ pro rˇesˇenı´ server – tenky´ klient dynamicky´ vzestup. Mezi dalsˇ´ı vy´hody patrˇ´ı prˇ´ınosy ekologicke´, ergonomicke´ a bezpecˇnostnı´. Lesnicka´ a drˇevarˇska´ fakulta Mendelovy zemeˇdeˇlske´ a lesnicke´ univerzity v Brneˇ spustila projekt termina´love´ho rˇesˇenı´ do provozu v roce 2007 [1]. Projekt byl pu˚vodneˇ zameˇrˇen na uzˇivatele, kterˇ´ı vyzˇadujı´ vysoky´ vy´pocˇetnı´ vy´kon, nicme´neˇ pla´ny do budoucna pocˇ´ıtaly ´ stav nauky o drˇeveˇ, kde pu˚vodneˇ vzniklo. i s rozsˇ´ırˇenı´m rˇesˇenı´ pro celou fakultu mimo U Technologicky odzkousˇene´ a kompaktnı´ rˇesˇenı´ bylo v roce 2008 nasazeno i na ostatnı´ch pracovisˇtı´ch, kde v mnohy´ch prˇ´ıpadech nahradilo beˇzˇne´ stolnı´ pocˇ´ıtacˇe. V soucˇasne´ dobeˇ termina´ly vyuzˇ´ıva´ sˇiroke´ spektrum zameˇstnancu˚ i studentu˚ v pocˇ´ıtacˇovy´ch laboratorˇ´ıch v celkove´m pocˇtu 50 kusu˚. Pocˇet soucˇasneˇ prˇipojeny´ch uzˇivatelu˚ je velmi orientacˇnı´ a je za´visly´ na aktua´lnı´ situaci a priorita´ch jednotlivy´ch vy´zkumny´ch a pedagogicky´ch skupin.
2
Za´kladnı´ koncepce a technicke´ vybavenı´
Koncepce je zalozˇena na infrastrukturˇe, ktera´ poskytuje velmi sˇetrne´ a za´rovenˇ ekonomicky vy´hodne´ rˇesˇenı´. Zvoleny´ prˇ´ıstup umozˇnˇuje snı´zˇit celkove´ mnozˇstvı´ administrativnı´ pra´ce a nabı´zı´ za´rovenˇ stabilnı´ prostrˇedı´, ktere´ je schopno zabezpecˇit standardnı´ uzˇivatelske´ pozˇadavky.
56
Konferencia OSSConf 2009
Technicke´ vybavenı´ je tvorˇeno hardwarem spolecˇnosti Sun Microsystems a je zabezpecˇova´no (zajisˇt’ova´no) fakultou. Za´kladnı´ ka´men tvorˇ´ı server SunFire X2200 M2, osazeny´ dveˇma procesory Dual Core AMD Opteron 2222 a operacˇnı´ pameˇtı´ 12GB, nazy´vany´ jako gateway. Server s tı´mto oznacˇenı´m vyrˇizuje vesˇkerou komunikaci s klientsky´mi termina´ly, stara´ se o uzˇivatelske´ relace a prˇeda´va´ pozˇadavky na aplikacˇnı´ server, ktery´ technicky zabezpecˇuje server SunFire X4600 M2, osazeny´ cˇtyrˇmi procesory Dual Core AMD Opteron 8218 a operacˇnı´ pameˇtı´ 16 GB. Uvedena´ komponenta tvorˇ´ı prvnı´ termina´lovou veˇtev, ktera´ vyrˇizuje pozˇadavky zameˇstnancu˚m fakulty. Pro zabezpecˇenı´ neprˇetrzˇite´ho provozu je k dispozici druha´ paralelnı´ termina´lova´ veˇtev stejny´ch parametru˚. Tı´m je zajisˇteˇn chod termina´lu˚ v prˇ´ıpadeˇ poruchy cˇi vy´padku neˇktere´ ze sluzˇeb. Uvedena´ koncepce nabı´zı´ jednoduchy´ zpu˚sob rˇesˇenı´ problematicky´ch ota´zek bezpecˇnosti a za´lohova´nı´. Soucˇa´stı´ termina´love´ho rˇesˇenı´ jsou jak jednotky bezpecˇnostnı´ch serveru˚, tak diskove´ pole StorageTek 2540 o kapaciteˇ 2 TB, ktere´ tak poskytuje dostatecˇny´ prostor pro pra´ci s velky´mi objemy dat i jejich archivaci. Koncept po softwarove´ stra´nce vyuzˇ´ıva´ operacˇnı´ho syste´mu GNU/Linux v distribuci CentOS. Jizˇ zminˇovane´ gateway servery vyuzˇ´ıvajı´ specia´lnı´ aplikace Sun Ray Software, ktera´ obstara´va´ za´kladnı´ komunikaci s termina´ly, Sun Ray klienty.
3
Ucˇebna numericky´ch simulacı´
Ucˇebna na´rocˇny´ch numericky´ch simulacı´ se stala pilotnı´m projektem pro zarˇazenı´ termina´lu˚ do vy´uky. Byla vybudova´na v roce 2008 za podpory grantove´ agentury Fondu rozvoje vysoky´ch sˇkol v ra´mci projektu FRVSˇ 398/2008 – Pocˇ´ıtacˇova´ ucˇebna pro vy´uku matematicke´ho modelova´nı´ fyzika´lnı´ch jevu˚ a biomechanicky´ch procesu˚. Cı´lem projektu bylo vybudova´nı´ pocˇ´ıtacˇove´ ucˇebny pro rˇesˇenı´ komplikovany´ch numericky´ch u´loh, objemny´ch databa´zovy´ch operacı´, zpracova´nı´ rozsa´hly´ch statisticky´ch u´loh a symbolicky´ch vy´pocˇtu˚. Ucˇebna je sestavena z vy´konne´ho zarˇ´ızenı´ optimalizovane´ho na distribuovane´ vy´pocˇty v prostrˇedı´ sta´vajı´cı´ho i pla´novane´ho vybavenı´ MZLU. Projekt navazuje na jizˇ popisovanou za´kladnı´ koncepci termina´love´ho rˇesˇenı´ na LDF MZLU [1] v procesu vy´uky modelova´nı´ a formulova´nı´ matematicko-fyzika´lnı´ch u´loh. Kapacitneˇ ucˇebna disponuje dvaceti pracovnı´mi mı´sty, pro ucˇitele je k dispozici jak termina´l, tak beˇzˇna´ pracovnı´ stanice s operacˇnı´m syste´mem Windows XP 64 bit, ktera´ mimo jine´ slouzˇ´ı k ovla´da´nı´ interaktivnı´ tabule. Po technicke´ stra´nce je beˇh ucˇebny neza´visly´ na za´kladnı´ koncepci fakultnı´ho termina´love´ho rˇesˇenı´, beˇzˇ´ı na vlastnı´ termina´love´ veˇtvi. Cely´ provoz rˇ´ıdı´ jediny´ server osazeny´ osmi procesory Dual Core ADM Opteron 8220 a operacˇnı´ pameˇtı´ 36 GB. Stejny´m vy´pocˇetnı´m vy´konem disponuje i server beˇzˇ´ıcı´ s operacˇnı´m syste´mem Windows Server 2003 Cluster Edition. Tento server umozˇnˇuje provozovat aplikace, jejichzˇ podpora nenı´ pod platformou GNU/Linux dorˇesˇena cˇi podporova´na. Softwaroveˇ je SunRay server vybaven utilitou pro vzda´leny´ prˇ´ıstup, dı´ky ktere´ mu˚zˇe uzˇivatel termina´lu plnohodnotneˇ prˇistupovat jak k cele´mu serveru, tak k jednotlivy´m aplikacı´m.
Pavel Kříž, Václav Sebera: Terminálové řešení v univerzitním prostředí
57
Obr. 1: Termina´lova´ ucˇebna Na´sledujı´cı´ vy´cˇet prˇedmeˇtu˚ vyucˇovany´ch v termina´love´ ucˇebneˇ jen podtrhuje fakt univerza´lnosti dane´ho vy´ukove´ho prostrˇedı´: • CAD vizualizace – architektonicke´ na´vrhy a vizualizace interie´ru˚ a na´bytku v syste´mech Autodesk VIZ 4 a VariCAD • Wood Anatomy • Introduction to Engineering Computing – Ansys • Vyuzˇitı´ FEM – Ansys, CFX, Comsol, Matlab • Dendrometrie – Statistica, R, Microsoft Excel • Geoinformatika – kartograficke´ a geodeticke´ u´lohy v syste´mech ArcGIS, Topol, Kokesˇ, MiSYS, Atlas • Matematika – Maxima, Sage • Geometrie – Cabri , Rhinoceros
4
Pohled spra´vce syste´mu
Spra´va termina´lovy´ch syste´mu˚ je obecneˇ velmi komfortnı´ a prˇ´ımocˇara´. Dı´ky centralizovane´ administrativeˇ a kvalitneˇ navrzˇene´ sı´t’ove´ topologii zı´ska´va´ spra´vce dostatecˇny´ prˇehled a maxima´lnı´ kontrolu nad cely´m syste´mem. Na druhou stranu z pohledu uzˇivatele je spra´va te´meˇrˇ nulova´. Instalace novy´ch programu˚ se prova´dı´ globa´lneˇ a je plneˇ v kompetenci syste´movy´ch administra´toru˚ jednotlivy´ch serveru˚. Touto strategiı´ je zarucˇen odborny´ prˇ´ıstup a zejme´na zamezenı´ instalace nelega´lnı´ho nebo nevhodne´ho softwaru. Termina´love´ rˇesˇenı´ Sun Ray disponuje specia´lnı´m syste´mem autentizace pro prˇenos uzˇivatelsky´ch relacı´ mezi klientsky´mi stanicemi. V praxi to znamena´ neza´vislost uzˇivatelske´
58
Konferencia OSSConf 2009
Obr. 2: Sun Ray Administration relace na klientske´m termina´lu, kde je uzˇivatel schopen dı´ky sve´ osobnı´ cˇipove´ karteˇ prˇene´st svoji zapocˇatou relaci na jaky´koliv termina´l v syste´mu. Soucˇa´stı´ software Sun Ray Serveru je Sun Ray Administration – na´stroj pro spra´vce syste´mu. Webova´ aplikace zprostrˇedkova´va´ prˇehled prˇipojeny´ch Sun Ray klientu˚, uzˇivatelsky´ch relacı´ a celkovy´ stav aplikace Sun Ray Server, viz Obr. 2. Z pohledu spra´vce syste´mu je administrace termina´lovy´ch syste´mu˚ velmi pohodlnou za´lezˇitostı´, ovsˇem vyzˇaduje perfektnı´ zacha´zenı´ a prˇesnost. Chybny´m nedopatrˇenı´m lze zpu˚sobit nevratne´ sˇkody cˇi odstavit cele´ prostrˇedı´ mimo provoz.
5
Uzˇivatelsky´ pohled
ˇ je samozrˇejmeˇ vymezen u´rovnı´ jeho znalostı´ v oblasti IT (SW Pohled uzˇivatele na TR i HW). Ohlasy jednotlivy´ch uzˇivatelu˚ tedy mu˚zˇeme rozdeˇlit dle jejich schopnostı´ zhruba do trˇ´ı rozlicˇny´ch kategoriı´: 1. skupina – uzˇivatele´ s minima´lnı´ znalostı´ IT (MS Word. . . ); 2. skupina – strˇedneˇ pokrocˇilı´ (samospra´vci PC. . . ); 3. skupina – velmi pokrocˇilı´ (administrace GNU/Linuxu. . . ). Zva´zˇ´ıme-li ohlasy ze vsˇech teˇchto skupin za celou dobu, po kterou ˇ na LDF v provozu, mu˚zˇeme konstatovat na´sledujı´cı´: je TR 1. nejobtı´zˇneˇjsˇ´ı prˇechod z PC (Windows) na TRˇ je pro 1. a 2. skupinu, avsˇak zhruba
Pavel Kříž, Václav Sebera: Terminálové řešení v univerzitním prostředí
2. 3. 4. 5.
59
po 2–4 meˇsı´cı´ch tyto skupiny pochopily za´kladnı´ strukturu GNU/Linuxu a obsa´hly open-source alternativy ke svy´m prˇedesˇly´m aplikacı´m a nynı´ pracujı´ bez veˇtsˇ´ıch proble´mu˚, uzˇivatele´ vsˇech skupin si pochvalujı´ bezproble´movost syste´mu a snadnou doinstalaci potrˇebne´ aplikace („zvednutı´ telefonu“), uzˇivatele´ 3. skupiny vyuzˇ´ıvajı´ vsˇech vy´hod GNU/Linuxu a ocenˇujı´ vy´kon serveru˚ v graficky´ch i vy´pocˇetnı´ch aplikacı´ch (VIZ 4, ANSYS. . . ), pedagogove´ ocenˇujı´ autentizacˇnı´ karty a snadny´ prˇenos sve´ relace do ucˇeben, ˇ vidı´ uzˇivatele´ vsˇech skupin podobneˇ a to zejme´na v oblasti vy´meˇny dat nevy´hody TR pomocı´ me´diı´ – omezene´ prˇipojenı´ CD/DVD mechanik a proble´movy´ chod neˇktery´ch druhu˚ flashdisku˚, da´le omezene´ akcelerace grafiky (pouze 2D) a pomalejsˇ´ı graficke´ odezvy.
Vsˇichni uzˇivatele´ tedy po urcˇite´ dobeˇ nabyli schopnost se orientovat a pracovat s operacˇnı´m syste´mem GNU/Linux na takove´ u´rovni, kterou pro svou pra´ci potrˇebujı´. Jiny´mi slovy to dokazuje ten fakt, zˇe je-li profesiona´lneˇ postara´no o administraci operacˇnı´ho syste´mu, necˇinı´ za´kladnı´ pra´ce v GNU/Linuxu potı´zˇe ani fakultnı´m administrativnı´m pracovnı´ku˚m/cı´m, ˇ prˇistupovali pra´veˇ s nejveˇtsˇ´ımi obavami a rezistencı´. kterˇ´ı k pra´ci v TR
6
Za´veˇr
Na LDF MZLU v Brneˇ byla vytvorˇena progresivneˇ rostoucı´ vy´pocˇetnı´ infrastruktura zalozˇena´ na termina´love´m rˇesˇenı´, ktere´ uzˇivatelu˚m nabı´zı´ unika´tnı´ a take´ unifikovane´ pracovnı´ prostrˇedı´ jak pro kazˇdodennı´ administrativnı´ a pedagogickou pra´ci, tak i pro komplexnı´ ˇ spada´ i vytvorˇena´ termina´lova´ ucˇebna. pra´ci veˇdeckou, resp. programa´torskou. Do ra´mce TR Zhruba po roce provozu/vy´uky lze danou koncepci ucˇebny doporucˇit. Roli nehrajı´ pouze aspekty zvy´sˇenı´ kvality pracovnı´ho prostrˇedı´ (snı´zˇenı´ hluku aj.), ale zejme´na snadna´ adˇ ministrace ucˇebny a zamezenı´ instalace nevhodne´ho nebo nelega´lnı´ho SW. Specifika TR samozrˇejmeˇ doprova´zı´ i jizˇ zmı´neˇne´ nevy´hody a to zejme´na v oblasti vy´meˇny dat. Z celkove´ho pohledu vsˇak TRˇ plnı´ vsˇechna ocˇeka´va´nı´ a to jak z pohledu provozu a u´drzˇby, tak z pohledu sta´vajı´cı´ a budoucı´ koncepce informacˇnı´ch technologiı´ na cele´ fakulteˇ.
Literatu´ra ˇ AS, P. – SEBERA, V.: Termina´love´ rˇesˇenı´, LinFUN a Open Source na LDF. In [1] KON Proceedings of 7th International Conference APLIMAT 2008 – Part V Open source Software in Research and Education. Bratislava: Department of Mathematics, Faculty of Mechanical Engineering, Slovak University of Technology, 2008, s. 35–45, ISBN 978-80-89313-04-4
60
Konferencia OSSConf 2009
´ stavu nauky o drˇeveˇ: http://wood.mendelu.cz/cz/pcucebna/ [2] Webova´ stra´nka U
Kontaktnı´ adresa ˇ I´Z ˇ (RNDr.), Pavel KR Lesnicka´ a drˇevarˇska´ fakulta MZLU v Brneˇ, Zemeˇdeˇlska´ 3, 613 00 Brno,
[email protected] Va´clav SEBERA (Ing.), ´ stav nauky o drˇeveˇ, LDF MZLU v Brneˇ, U Zemeˇdeˇlska´ 3, 613 00 Brno,
[email protected]
Fakulta riadenia a informatiky Zˇilinska´ univerzita
´ VANI´, OTVORENY´ SOFTVE´R VO VZDELA VY´SKUME A V IT RIESˇENIACH
Zbornı´k prı´spevkov medzina´rodnej konferencie OSSConf 2009
2.–5. ju´la 2009 Zˇilina, Slovensko