TERMINÁLOVÉ ŘEŠENÍ, LinFUN A OPEN SOURCE NA LDF KOŇAS, PETR (CZ); SEBERA, VÁCLAV (CZ) Abstrakt. Příspěvek pojednává o vybudování terminálového řešení informační infrastruktury na Ústavu nauky o dřevě, potažmo na celé Lesnické a dřevařské fakultě (LDF) MZLU v Brně. Jsou zde podány základní výhody a nevýhody tohoto řešení a to jak pro koncové uživatele, tak pro správce systému či fakultu jako takovou. Terminálové řešení je z velké části postaveno na open-source technologiích. Je zde podán i výčet nejpoužívanějších open-source aplikací a technické detaily hardwarového vybavení. Koncept celkové transformace vysokoškolské instituce na open-source řešení uvádí projekt LinFUN. Ke konci je prezentován i systém podpory support LDF jakožto jeden z hlavních pilířů projektu LinFUN a terminálového řešení. Klíčová slova. Terminál, IT infrastruktura, Open Source TERMINAL SOLUTION, LinFUN PROJECT AND OPEN SOURCE AT THE FFWT Abstract. The paper deals with building of terminal solution as a kind of information infrastructure at the Department of wood science, respectively at the whole Faculty of Forestry and Wood Technology (FFWT) MUAF in Brno. Main advantages and disadvantages of such a solution for both end-users and system administrator, faculty respectively, are given. Terminal solution is mostly based on open-source technology. A list of most used applications as well as technical details of hardware equipment is given too. The concept of transformation of university-like institution to open-source technology is presented in project called LinFUN. The helpdesk system, which is one of main parts of the project is also mentioned. Key words and phrases. Terminal, IT infrastructure, Open Source Mathematics Subject Classification. Primary 97U70; Secondary 74S05, 97U50.
36 Sekcia: Otvorený softvér vo vede a vzdelávaní 1 Úvod V podstatě každá vzdělávací instituce se dnes již neobejde bez informační infrastruktury. Ta se, co do míry složitosti, liší dle velikosti a požadavků dané instituce. V našem případě se jedná o univerzitu, konkrétně o jednu z jejich fakult Lesnickou a dřevařskou fakultu MZLU v Brně. Fakulta je určitým způsobem autonomní celek jak co se týče správní či finanční oblasti, tak i co se týče informační infrastruktury. Fakulta tedy sama pro sebe zabezpečuje (a musí zabezpečovat) základní IT vybavení pro činnost pedagogickou i vědeckou. V případě naší fakulty instituce enviromentálně-technicko-designersky zaměřené můžeme konkrétně jmenovat tyto nezbytné IT služby: všeobecné administrativní prostředí (kancelářské aplikace v plném rozsahu) zpracování experimentálních dat (statistika, vizualizace, jiné formy vyhodnocení) vědecko-technické analýzy (CAD/CAM/FEM, fyzikálně-mechanické zkoušky, odborné posudky aj.) centrální správa uživatelského prostředí, sít ového prostředí (na osobních i sdílených počítačích PC učebnách, serverech) Má-li všechny tyto požadavky fakulta splnit, jsou na ní kladeny vysoké nároky, jednak v odborném personálu (správcovství IT vybavení), a druhak v rovině finanční (upgrade na nové technologie + licence softwaru). Díváme-li se na tento problém laickýma očima, pak budeme žádat řešení, pro které nepotřebujeme mnoho odborného personálu, dále hardware, který morálně a výkonově stárne co nejméně a software s minimální pořizovací cenou (ovšem s minimální přijatelnou kvalitou). Když budeme realisté, tj. pomineme nákladná řešení jako je Citrix a Blade, tak se nám nabízejí dvě hlavní řešení: 1. klasické řešení neustálý upgrade IT vybavení (PC zaměstnanců a učeben, laboratoří) dosavadní stav 2. terminálové řešení centrální správa aplikací ze serverů, jednotnost, přenositelnost profilů Z těchto dvou reálných možností nám jako bezesporu lepší vychází terminálové řešení. Jako zcela ideální (optimální) se jeví terminálové řešení postavené na open-source technologiích. Skloubí se tak výhody terminálového řešení s výhodami open-source technologií, což skýtá obrovské možnosti jak ve snížení nákladů, tak ve zvýšení informovanosti, konkurenceschopnosti a vytvoření ryze svobodného a tvůrčího pracovního ( akademického ) prostředí.
Petr Koňas a Václav Sebera: Terminálové řešení 37 2 Terminálové řešení Co je terminál? Terminál je tzv. tenký klient. Z běžného pohledu se jedná o pracovní stanici obsahující pouze klávesnici a displej. Terminál je tedy bez operačního systému, bez softwaru (kromě firmware) a bez HDD. Jak terminál vypadá, jak je zapojen do intranetové sítě v porovnání s klasickým řešením PC stanic ukazuje Obr. 1. Výhody terminálového řešení Obr. 1: Základní schéma terminálového a klasického řešení uživatel se nemusí zabývat správou systému (zabezpečením, instalací komplikovaných aplikací, uživatelskými právy, zálohováním... ) vše je centrálně řízeno vyškoleným odborníkem, nižší režijní náklady, delší užitná doba terminálů oproti běžným PC, pořizovací hodnota je nižší ve srovnání s klasickými PC, pokud je centrální zařízení zálohováno dalším(i) serverem, jedná se o mnohem bezpečnější řešení než ostatní běžně používané způsoby, centrální zařízení může být snadno upgradováno a může tak být snadno navyšován celkový výkon, terminály jsou nezávislé na platformě (Windows,GNU/Linux,Solaris... ), terminálové řešení je moderní způsob současnosti instalováno např. v Lesy ČR, s. p., Státní fond životního prostředí ČR, ČEPS, a. s. a dalších) [2 4], terminály umožňují jednoznačnou identifikaci pomocí čipových karet a nabízí tak mnohem větší bezpečnost, terminály jsou bezdiskovými stanicemi a uživatel nemá možnost instalace nelegálního SW. Na druhou stranu má možnost připojit USB flash disk a přenášet svá data, uživatel získává přístup k velmi výkonnému zařízení, extrémně malé rozměry terminálu, lze používat více monitorů u jednoho terminálu popř. sdružovat zařízení do více monitorových vizualizačních center.
38 Sekcia: Otvorený softvér vo vede a vzdelávaní Nevýhody terminálového řešení omezené možnosti připojení externích zařízení (CD/DVD mechaniky), omezené možnosti grafického zařízení terminálu (1900 200 px, pouze 2D akcelerace), terminály nejsou samostatně funkční. 2.1 Technické specifikace terminálového řešení LDF Hardware Je tvořeno dvěma servery SunFire X2200 M2 (1 Opteron 2210 dualcore, až 2 CPU), dvěma servery SunFire X4600 M2 (4 Opteron 4885 dualcore, až 8 CPU), diskovým polem Sun StorageTek 2540 (kap. 1 TB až 24 TB) a aktuálně 26-ti terminály SunRay 270. Dualita serverů je z důvodů vysoké dostupnosti (HA) a zabezpečení nepřetržitého provozu terminálového řešení. Topologie podporuje implementované clusterové řešení, které je trendem pro HPC (vysoce výkonné výpočty) v současnosti, tím zároveň umožňuje výkonnostní růst clusteru i v heterogenním prostředí různých architektur CPU. Všechny komponenty jsou snadno rozšiřitelné a aktuálně jsou pouze na polovině své celkově možné kapacity výkonu. Aktuálně tvoří terminálové řešení 20 jader CPU a 9 jader je dostupné portovaně pro specifické služby z prostředků některých ústavů LDF MZLU. Servery SunFire X4600 by měly být schopny poskytovat služby pro cca 100 uživatelů. Počet současně připojených uživatelů je velmi orientační a je závislý na aktuální situaci a prioritách jednotlivých výzkumných a pedagogických skupin. Uživatelům je nabízena ojedinělá služba portování (dedikování) virtuálních serverů, na kterých mohou testovat, ladit, popř. běžet specifická prostředí, které potřebují pro své aplikace či další služby, které chtějí poskytovat. Topologii sítě (terminálového řešení a serverů) je možno vidět na Obr. 2. Přihlášení k terminálovému řešení LDF není limitováno či podmíněno existencí nebo vlastnictvím terminálu. V zásadě se lze připojit z jakéhokoliv zařízení resp. systému, které podporuje protokol XDMCP. Tento protokol je přirozenou součástí snad každé linuxové distribuce a bez velkých obtíží jej lze implementovat i do proprietárních prostředímswindows a MacOS. Je vhodné připomenout, že tento druh komunikace bývá zpravidla pomalejší než přímé připojení terminálu a to díky režii Vašeho PC. Na druhou stranu aplikace, které požadují 3D akceleraci mohou na Vašem PC běžet výrazně rychleji než na terminálech (a to v závislosti na kvalitě grafické karty). 2.2 Instalovaný software Terminálové prostředí je instalováno implicitně v operačním systému GNU/Linux, konkrétně CentOS 4.5 (gateway servery), CentOS 5 (aplikační servery) a jeden server (ve vlastnictví ústavu) je vyhrazen pro Win aplikace (Windows Server 2003). Na víceprocesorových serverech X4600M2 jsou navíc zprovozněny virtuální OS (v současnosti jsou to CentOS 3.4, Debian Etch, Debian Sarge, Open Solaris). V linuxových distribucích jsou tak dostupné
Petr Koňas a Václav Sebera: Terminálové řešení 39 Obr. 2: Schéma topologie sítě terminálového řešení všechny aplikace, které jsou součástí příslušné distribuce (pokud nejsou aktuálně nainstalované není problém je téměř okamžitě doinstalovat). Začínajícím uživatelům v prostředí GNU/Linux doporučujeme nahlédnout na stránky www.abclinuxu.cz pro letmé seznámení s názvy těch nejpoužívanějších aplikací. Oprávněným uživatelům jsou rovněž zpřístupněny
40 Sekcia: Otvorený softvér vo vede a vzdelávaní všechny Linuxové varianty celofakultního SW. V následující tabulce uvádíme opravdu nejpoužívanější software na Ústavu nauky o dřevě, resp. Ústavu matematiky. 2.3 Ohlasy uživatelů Od 12. ledna 2007, kdy bylo terminálové řešení uvedeno do provozu na Ústavu nauky o dřevě, přes ostré uvedení do běhu fakulty 1. září2007 až po současnost, se množí pouze pozitivní ohlasy uživatelů. Uživatelé, at už IT začátečníci, středně pokročilí nebo velmi pokročilí, si zejména pochvalují tyto vlastnosti terminálového řešení: jednotnost a bezvadnost prostředí odpadnutí správcovství operačního systému a licencí aplikací, obrovské množství nabízených aplikací (v případě požadavku na jiný se okamžitě doinstaluje), nehlučnost, více místa na stole. Tyto výhody s nadhledem a humorem shrnuje kolega Dr. Praus slovy: Proč terminál? Je zde mnoho důvodů. Je tichý, nenápadný, nenáročný (energeticky) a běží na něm GNU/Linux. Tedy ne jenom GNU/Linux, samozřejmě i Windowsovské aplikace jakoword,excel,powerpoint, ale těmi správný linuxák pohrdá. To co umí se najde prognu/linux taky, a když ne, tak to nestojí za to. Nicméně terminál mi nabízí možnost využívat obrovskou paletu aplikací od kancelářských editorů textů a prezentací, až po Ansys, Matlab, Comsol a jiné a jiné, o kterých vlastně ani nevím, k čemu jsou. To vše mám na stole, aniž bych musel shánět instalační soubory, kompilovat, instalovat, obcházet překážky a číst různé FAQ a fóra. Druhá výhoda je, že mohu terminál připojit jako druhou obrazovku ke svému laptopu a mačkáním tlačítka source na terminálu skákat tu na laptop, tu na terminál. K tomu stačil drobný zásah do souboru Xorg.conf, který každý linuxový uživatel najde v adresáři/etc/x11/. Možná vám to připadne směšné, ale mě to velmi zpřehledňuje práci a je to velmi komfortní. Proč si to nedopřát? Myslím si, že to stojí za zkoušku. Je sice pravda, že to má i svoje mouchy. Třeba CD a DVD se na terminálu špatně přehrávají, nemá totiž CD/DVD mechaniku. Ale to pro mne není stěžejní. Mám kvalitní nástroj, o který se nemusím starat. A poslouchat mohu radio. Schéma topologie sítě terminálového řešení můžeme spatřit na Obr.2. Autor a správce terminálového řešení: Ing. Petr Koňas, Ph.D. Spoluautoři: Mrg. Robert Mařík, Ph.D., Ing. Jiří Zejda, Ing. Jan Tippner, Ing. Hanuš Vavrčík, Ph.D., Petr Balogh, Radan Žáček
Tab. 1: Open-source a proprietární SW na ÚNOD a ÚM Nejpoužívanější SW na Ústavu nauky o dřevě a Ústavu matematiky Typ softwaru Proprietární SW Free/Open-source SW CAD/CAM VariCAD qcad FEM ANSYS, CFX, ICEM CFD, AUTODYN, FlexPDE CalculiX, Elmer, Z88 Matematika/deskriptivní geometrie MATLAB, Maple, Cabri Maxima, GNU Octave, CaR Grafika GIMP Statistika Statistica R Operační systémy Windows server2003 a XP GNU/Linux (Mandriva, Ubuntu, Kubuntu, OpenSuse, CentOS, Debian), Open Solaris Obrazová analýza Past, PastLite ImageJ, Paraview, JTK, VTK Administrativa MS Office XP,2007 (1 licence) OpenOffice.org, Kpdf aj. Internet Mozilla Firefox, Thunderbird, Kmail, NVU, Liferea RSS feeder DTP Scribus, LATEX, LyX Jazykový SW Lingea lexicon Chatovací programy ICQ Gaim/Pidgin, Kopete File managery Total Commander Krusader, Free commander, mc Bibliografické databáze Tellico, Pybliographer Petr Koňas a Václav Sebera: Terminálové řešení 41
42 Sekcia: Otvorený softvér vo vede a vzdelávaní 3 Projekt LinFUN Projekt LinFUN (LinFUN je akronym sousloví Linux For UNiversity) se zaměřuje na restrukturalizaci IT koncepce na LDF MZLU, zohledňujíc maximálně využívání Open Source v akademickém prostředí. Toto prostředí je atypické ve srovnání s běžným prostředím veřejných institucí či komerčních subjektů svou významnou nezávislostí různých organizačních jednotek a vysokou heterogenitou celého prostředí. Tato heterogenita je na jednu stranu často důležitým předpokladem pro rychlý vývoj v jednotlivých vědních oborech, ale také je příčinou obtížné spolupráce mezi různými podjednotkami, které mohou být jak na různém stupni vývoje IT, tak také mohou být orientovány na různé dílčí, obtížně kompatibilní cíle a záměry. Projekt navrhuje zavedení vnitřních principů a postupů pro snadnou výměnu informací a trvale udržitelný rozvoj IT na LDF MZLU. Konkrétními cíli projektu LinFUN jsou: analýza aktuálního stavu výpočetní infrastruktury na LDF s její následnou stabilizací, minimalizace duplicity poskytovaných služeb, dostupného HW a SW, snížení finanční náročnosti HW a SW, zvýšení informovanosti a provázanosti IT služeb, definice pravidel obslužnosti a spolupráce (jednotný formát výměny dat, vymezení společných datových uložišt, depozitů aplikací, přehledu a správy licencí), běžným uživatelům usnadnit orientaci, ve složité problematice licencování a IT technologií velmi pokročilým uživatelům nabídnout přístup k velmi výkonným výpočetním službám naší doby, jedním z hlavních bodů projektu LinFUN je i výše zmíněné terminálové řešení, systém podpory Support LDF. Projekt LinFUN se tedy snaží vytvořit základní koncepční rámec přechodu univerzitního prostředí na otevřené zdroje v oblasti informačních technologií. Zabývá se hlavními problémy a otázkami související s tímto přechodem a nabízí dílčí i zásadní kroky, které by umožnily co nejsnadnější přechod od běžného proprietárního řešení. Cílem je vytvoření takového prostředí, které bude koordinované, vzájemně informované a bude nabízet otevřené zdroje skutečně všem účastníkům. Součástí projektu je rovněž definice jednotného formátu výměny dat, podpory uživatelům, systém vzdáleného přístupu k aplikacím a hosting virtuálních prostředí pro HPC a specializované činnosti. 3.1 Důvody Hlavním motivem tohoto projektu je zlepšení stavu informačních technologií na LDF MZLU. Filosofie navrhovaného postupu je v souladu se závěry zprávy Evropské Komise ( Economic impact of open source software on innovation and the competitiveness of the Information
Petr Koňas a Václav Sebera: Terminálové řešení 43 and Communication Technologies sector in the EU ), které doporučují open-source aplikace pro všeobecné používání v komerční oblasti i veřejné správě a dokumentem ministerstva informatiky ČR Státní informační a komunikační politika (24. 3. 2004 s platností do r. 2006). Vzhledem k faktu, že ODF (Open Document Format) byl schválen mezinárodním otevřeným formátem pro výměnu dokumentů a certifikován normou ISO/IEC DIS26300 je v projektu zvolen jako základ pro výměnu dat mezi jednotlivými jednotkami LDF. Vzhledem k postupnému zavádění ODF a Open Source do politik států EU (Velká Británie, Německo, Norsko, Francie, Dánsko, Španělsko, Portugalsko, Slovensko státy, které rozhodly, nebo rozhodují převést všechny vládní dokumenty do ODF), ale i USA, lze předpokládat, že ODF je budoucím mezinárodním standardem pro výměnu dokumentů a Open Source přirozenou a rozumnou alternativou k proprietárním produktům. 3.2 Support LDF Helpdesk Support LDF, resp. služba podpory lesnické a dřevařské fakulty, je služba, která vznikla jako jeden z pilířů projektu LinFUN a přechodu na terminálové řešení. Cílem služby je sdružit znalosti a dovednosti jednotlivých osob na LDF a vytvořit databázi, která by měla zabránit duplicitě činností a předávaných informací tak, aby se maximálně zefektivnila veškerá práce související se stávající i neustále se rozvíjející výpočetní technikou. Založení této služby bylo motivováno významnými rozdíly v informovanosti, znalostech a základních schopnostech jednotlivých pracovníků, heterogenitě vybavení spolu s rozpory plynoucími z narůstajícího množství služeb poskytovaných různými složkami MZLU na jedné straně a neschopností či nechutí těchto služeb efektivně využívat na straně druhé. Služba podpory LDF je založena na tiketovém portálu na bázi helpdesku. Klienti/uživatelé zasílají své dotazy na jednu centrální adresu support.ldf@mendelu.cz, na které je postaven systém helpdesku, který automaticky třídí došlé zprávy podle klíčových slov a předává je jednotlivým skupinám podpory (tj. fyzickým osobám, specializovaných v oboru odvozeného z klíčových slov dotazu uživatele). Ti zpracují otázku a odpověd zašlou zpět tazateli. Otázka i odpověd jsou ukládány do databáze. Další uživatelé mají přístup do této databáze a mohou z ní čerpat. Minimalizuje se tak počet duplicitních otázek a zvyšuje se celková kvalita získaných znalostí. Obohacují se jak uživatelé (po stránce poznání), tak díky otevřené komunikaci dochází i k vyrovnávání rozdílů ve kvalitě jednotlivých členů podpůrných týmů. Uživatelé mohou zasílat své dotazy přímo ze svého mailového klienta, nebo mohou využít webové rozhraní. Databáze znalostí je veřejně dostupná jako tzv. soubor často kladených otázek (FAQ) s plnou podporou vyhledávání. Jak prostředí Helpdesku vypadá můžeme vidět na Obr.3. Úspěch a oprávněné ambice projektu LinFUN podtrhuje i fakt, že navrhovaný projekt byl již úspěšně realizován v menším měřítku na Ústavu nauky o dřevě. Existuje zde tedy zázemí pro budoucí uživatele, kteří budou procházet nabízenou transformací. Lze tak konstatovat, že vyřešený pilotní projekt již byl konfrontován s požadavky běžných i extrémně náročných uživatelů a může být nejenom určitým vzorem, ale především může být velmi cenným
44 Sekcia: Otvorený softvér vo vede a vzdelávaní Obr. 3: Screenshot helpdeskového prostředí z pohledu administrátora zdrojem znalostí a získaných zkušeností. Terminálové řešení na zmíněném ústavu funguje spolu s definovaným výměnným formátem již bez problémů tři čtvrtě roku. Uživatelé si bez větších obtíží zvykli na prostředí a v současnosti je větší počet zájemců o terminálového klienta než dostupných klientských zařízení. Podobný systém helpdesku používá např. i CESNET sdružení provozující páteřní akademickou sít České republiky. Autor helpdesku LDF: Ing. Petr Koňas, Ph.D. 4 Závěr V příspěvku jsme se snažili poukázat na to, že i instituce neinformatického směru je schopna si vybudovat vlastní velmi vyspělou informační infrastrukturu postavenou na terminálovém řešení s maximálním využitím open-source technologií. Pozitivní výsledky tohoto řešení vedly autora (Dr. P. Koňas) i k definování projektu LinFUN, který využití svobodných
Petr Koňas a Václav Sebera: Terminálové řešení 45 technologií v univerzitním a vědeckém prostředí dále rozvíjí a mohl by se tak stát i určitým vodítkem, příp. etalonem, pro další instituce podobného charakteru. Literatura [1] http://wood.mendelu.cz [2] http://lesprace.silvarium.cz/content/view/477/0/ [3] http://www.stickfish.cz/www/pdf/case-study-sfzp.pdf [4] http://www.stickfish.cz/www/pdf/case-study-ceps.pdf Kontaktní adresa Koňas, Petr (Ing., Ph.D.), Ústav nauky o dřevě, Lesnická a dřevařská fakulta MZLU, Zemědělská 1, 613 00, Brno, CZ konas@mendelu.cz, tel.: +420-5-4513 4519, fax: +420-5-4513 4549 http://wood.mendelu.cz, Sebera, Václav (Ing.), Ústav nauky o dřevě, Lesnická a dřevařská fakulta MZLU, Zemědělská 1, 613 00, Brno, CZ vaclav.sebera@seznam.cz, tel.: +420-5-4513 4519, fax: +420-5-4513 4549 http://wood.mendelu.cz