ÚLOŽIŠTĚ DAT PRO LMS S VYSOKÝM VYUŽITÍM MULTIMEDIÁLNÍCH OPOR KAREL ZATLOUKAL, MIROSLAV ULRICH Univerzita Karlova v Praze Abstrakt: Rozvoj LMS, zejména v prostředí s vysokým využíváním multimediálních opor, přináší množství technických problémů. Ty se soustřeďují do celého komunikačního řetězce, od serverů přes komunikační infrastrukturu až po možnosti připojení koncových uživatelů. V současnosti již existují přijatelné nabídky různých řešení, které umožňují používat pro uživatele dostatečně rychlé internetové připojení. Dřívější problémy v oblasti komunikačních omezení uživatelů se přesouvají do problematiky vhodné implementace a využívání LMS. Závažným problémem je integrace LMS do prostředí vysokých škol, zejména do systému vedení studijních agend. Dalším problémem, který je dlouhodobý, je vlastní tvorba výukových materiálů. Zajímavou a náročnou oblastí je vytvoření odpovídající infrastruktury, zejména v oblasti vytvoření úložných prostor pro data LMS. K problému je možno přistoupit s různou strategií. Je možné vytvořit potřebné úložné prostory na serveru s LMS. Další variantou je instalace diskového pole. Odzkoušeli jsme pole typu SAN i pole NAS. Výhody a nevýhody jednotlivých řešení jsou shrnuty v článku Klíčová slova: LMS, Diskové pole, NAS, SAS, SAN Abstract: Development of LMS, especially in areas of frequent multimedia learning support, brings about various technical issues. Such issues relate to the whole communication chain - servers, communication infrastructure, end users network connection possibilities. At present there exist some reasonable solutions, which enable users to use relatively fast Internet connection. Attention has been shifted form problems with communication restrictions on the side of end users to the area of LMS implementation and its practical use. There is a serious problem with integration of LMS into university environment, especially to the system of student administration. Another long-term issue relates to the actual development of learning objects (materials). There is another interesting and complex issue concerning appropriate infrastructure for LMS data storage. Such issue may be approached from various perspectives. It is possible to create necessary data storage on the LMS server, or install a separate HD RAID. We have tested the HD RAID type SAN and NAS. The advantages and disadvantages of both solutions are discussed in the papertext. Key words: LMS, Disc area, NAS, SAS, SAN 1. ÚVOD Rozvoj elearningu přináší řadu organizačních a technických problémů. Postupně se je daří řešit, někdy vhodnějšími jindy naprosto nevhodnými způsoby. Množství slepých cest a nevhodných řešení se s rozvojem techniky zvyšuje. Bouřlivý technický rozvoj a nutnost přijmout rozhodnutí s neúplnými nebo dokonce nesprávnými
informacemi se stává prakticky pravidlem. Zodpovědný pracovník se snaží získat co nejvíce relevantních informací a pokud je to možné tak si zvolené řešení prakticky odzkouší. Vlastní zkušenosti patří mezi nejcennější, protože se nejvíce blíží potřebám a reálnému provozu na daném pracovišti. 2. ÚLOŽNÝ PROSTOR PRO DATA Rozvoj elearningu je pevně spjat s neustálým růstem dat. Pokud je ve výukových materiálech používáno větší množství multimediálních opor, pak jde o celkem zásadní problém rozvoje. Ve své podstatě jde o dva základní okruhy problémů. První je ve vytvoření dostatečné diskové kapacity. Druhým problémem je výkon zařízení, který můžeme zjednodušit na to, zda nebudou uživatelé omezováni v přístupu k datům. 3. ZKOUŠENÁ ŘEŠENÍ S intenzivní přípravou na implementaci elearningových metod výuky jsme se zabývali před rokem 2000. Již z počátku bylo zřejmé, že ve výukových materiálech bude vysoké zastoupení multimediálních opor. Ty je nutné nejprve vytvořit a následně archivovat a uživatelské kopie vystavit pro studenty. Multimediální opory v našem prostředí jsou založeny zejména na využití videopořadů a videosekvencí. Rozhodující je jejich kvalita, která je dána základními parametry. Jde zejména o rozlišení obrazu, jeho barevné vyjádření a počet snímků za sekundu. Dalším důležitým hlediskem je míra degradace, kterou vnesou komprimační metody, které se při zpracování videopořadů používají. V každém případě multimedia výrazně ovlivňují potřebné úložné prostory pro výukové pořady. 3.1 SERVER V průběhu roku 2001 byl zakoupen nový server, který byl určen pro tvorbu, archivaci a distribuci videopořadů. Jednalo se o server TC4100, který byl osazen 4 HDD s kapacitou 36GB. Disky byly zapojeny v RAID 5. Po čase, s plným rozběhem AV centra, bylo zřejmé, že tyto diskové kapacity nebudou dostačovat. Bylo nutné připravit se na vhodné řešení, které by vyhovovalo na delší dobu. Do doby, než
bude možné nové řešení realizovat, bylo přistoupeno k postupným UpGrade serveru doplněním HDD, případně výměnou disků za modernější s vyšší kapacitou a lepšími dalšími parametry. 3.2 NAS POLE V nové koncepci jsme uvažovali s nasazením NAS pole. Výhody jsou celkem zřejmé, z nich uvádíme jen několik základních. Snadná škálovatelnost, nezávislost na použitých serverech, možnost využití dalších služeb. V roce 2002 jsme si zapůjčili pole NAS na testování. Jako pokusný vzorek bylo použité poměrně malé pole s kapacitou 160GB, připojené do sítě pomocí Gb LAN karty. Pro práci v AV centru a pro budoucí použití s LMS ve většině základních parametrů vyhovělo. Jediná vlastnost, kterou jsme požadovali a zařízení ji nemělo, byla možnost přímého grabování videopořadů na toto pole. Přitom technické parametry pole byly ve všech ohledech výrazně nad potřebnými parametry. Vzhledem ke krátkému času zápůjčky nebylo možné odhalit důvody těchto potíží. 3.3 VLASTNÍ REALIZACE NAS POLE Výhody NAS polí nás vedly k tomu, abychom si vytvořili své vlastní jednoduché pole. K realizaci jsme přistoupili po získání dalších informací a praktických zkušeností. Pole bylo postaveno na základě výkonného PC, doplněného ve své době jedním z nejlepších řadičů HDD. Disky byly PATA WD 60 GB. Kapacita pole dosáhla 1TB a byla pro práci dostatečná. Přestože i zde parametry HW vysoce přesahovaly požadované parametry, při grabování docházelo i v tomto případě k výpadkům frame. Nicméně ekonomika řešení byla natolik lákavá, že jsme postupně realizovali ještě druhé pole NAS, tentokrát s kapacitou 1,4TB. Byly použity v té době největší HDD, které byly na trhu. Celkem bylo použito 12 PATA disků 120 GB. Ani toto pole nebylo možné využít pro grabování, ale pro ostatní činnosti bylo velmi vhodné a plně se osvědčilo. Další stavbu svých diskových polí jsme již nerealizovali. Na trhu je již dostatek plně profesionálních systémů s lepšími parametry, než jsme schopni amatérsky zajistit. Většina těchto polí je postavena na základě Linuxových strojů. Optimalizace parametrů je poměrně náročná činnost, která se promítá do celkových výsledků. Výsledky a další osud pole je silně závislý na šikovnosti linuxáře, který je vytvořil. Tato závislost je pro tak důležité zařízení nepřijatelná.
3.4 EXTERNÍ POLE K SERVERU Disková pole, která byla k dispozici, se postupem doby zaplnila daty a bylo nutno přistoupit d dalšímu navýšení kapacit. Orientovali jsme se na nákup nového pole, které jsme připojili ke stávajícímu serveru pomocí Ultra SCSI 160. Pole bylo o velikosti 2,5TB. Skládalo se z 10ks 250GB PATA disků. Byly provedeny základní testy, kterými jsme se chtěli přesvědčit o vhodnosti použití. Byla vytvořena Gb síť, ve které byly počítačové střižny a server s diskovým polem. Jako aktivní prvek byl použit switch Cisco 4006. Ani v tomto případě nešlo přímo grabovat na diskové pole. V rámci testů byla vytvořena dvojice server a střižna. Bylo odzkoušeno grabování v této sestavě. Došlo ke zlepšení, ale uspokojivé výsledky nebyly dosaženy. Další testy již nebyly realizovány, protože mezitím došlo ke zlepšení technických parametrů střižen a dalších zařízení. Výhody přímého grabování videopořadů na diskové pole tím již nepatří mezi klíčové a důležité vlastnosti polí. S dalším rozvojem techniky a služeb bylo nutné inovovat server, na kterém byl instalován LMS. Součástí serveru se stalo další diskové pole, které je osazené na kapacitu 5TB, s možností UpGrade až na 20TB. Tím je zajištěna dostatečná kapacita na období minimálně 3-4 roků. Pole je připojeno k serveru pomocí Ultra SCSI 360, což je dostačující. Ani v tomto případě nebylo grabování na pole vyhovující, ale jak již bylo zmíněno dříve, není to již podstatné. Další rozvoj diskových kapacit a jejich služeb bude vhodné realizovat pomocí diskových polí NAS, které je nožné přiřazovat bez větších zásahů do stávajících systémů. 3.5 DISKOVÉ POLE SAN Pro velké univerzity je vhodné realizovat diskové kapacity jednotně pro všechny IS školy. Dodnes se implementace LMS nepovažuje jako integrální součást Univerzitního IS. To je poměrně velká škoda. Velký objem dat a požadavky na spolehlivost, zálohování a obnovení činnosti v případě poruchy se stávají stále důležitějšími. Vhodným řešením je komplexní řešení datových úložišť na technologii SAN.
4. ZÁVĚR Implementace LMS patří k moderním prostředkům jak zkvalitnit a racionalizovat výuku v nejrůznějším prostředí, od vysokých škol až po podnikové vzdělávání. Důležité je vytvořit odpovídající infrastrukturu jak v oblastí komunikačních technologií, tak v kvalitě a velikosti úložných prostor pro data. Tato potřeba se dostává do popředí s množstvím používaných multimediálních opor výuky. Vhodná koncepce a správná strategie implementace LMS je důležitým předpokladem k úspěchu. Literatura 1. Zatloukal, K., Ulrich, M.: Zdrojové videomateriály, sborník elearning 2005, Univerzita Hradec Králové, ISBN 80-7041-595-9, UHK 2005 2. Zatloukal, K, Ulrich, M:, The audio-visual center at the University of veterinary and pharmaceutical sciences Brno, sborník ICETA 2005, Technická univerzita Košice, ISBN 80-8086-016-6, TU Košice 2005 3. Kachlík, V., Ulrich, M., Zatloukal, K.: Celoživotní vzdělávání na PřF UK a VFU Brno, sborník ERIE 2005, Česká Zemědělská univerzita v Praze, ISBN 80-213-1349-8,ČZU Praha 2005 4. Křivánek, V., Zatloukal, K.: Širokopásmové sítě a mezinárodní sdílení elearningových materiálů, sborník Širokopásmové sítě a jejich aplikace 2005, Cesnet a UPOL, ISBN 80-244-1035-4, UP Olomouc 2005 Ing. Karel Zatloukal, Mgr. Miroslav Ulrich Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze Adresa: Albertov 6, 128 43 Praha 2 E-mail: zatloukalk@seznam.cz ulrich@natur.cuni.cz