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Das beste Schulnetz:  schlank + wartungsarm
 
aktualisiert: 12. 10. 2000
 
 
Inhaltsübersicht
 
Die Situation ist unhaltbar
 
Was ideal wäre - Was nicht geht - Was zu fordern ist
 
Schlanke Systeme unter Linux sind wartungsarm
 
Was sind schlanke Systeme ?
 
Arten von schlanken Arbeitsplätzen
 
Aufbau und Arbeitsweise schlanker Systeme
 
Ihre Entscheidung: X-Terminals oder X-Stationen
 
Und wo bleibt MS-Windows ?
 
Weiterführende Informationen
 
 
Die Situation ist unhaltbar
 
Der Aufwand für die Wartung und Verwaltung der Rechnersysteme an unseren Schulen nimmt immer mehr zu. Die Zeit aber, die den hierfür verantwortlichen Kollegen zugestanden wird, ist viel zu gering, die finanziellen Mittel gehen gegen Null und das, was man wissen und können müßte, wächst ständig.
 
Dass ein funktionierendes Rechnernetz die Voraussetzung für eine zeitgemäße Ausbildung ist, wird heute von allen anerkannt. Die historisch bedingten Defizite können aber nicht innerhalb weniger Jahre beseitigt werden.
 
Die zeitliche Überlastung und die fehlende Ausbildung der Verwalter der Rechnersysteme an unseren Schulen haben bereits heute dazugeführt, dass sich an manchen Schulen keiner mehr für diese Systeme verantwortlich fühlt.
 
Die Situation ist als wirklich kritisch zu bezeichnen, wird aber leider von den Verantwortlichen in Politik und Wirtschaft nicht ernsthaft in Angriff genommen. Dass die Ausbildung der Lehrer der zentrale Faktor überhaupt ist, kann man aus dem Chor der "Wir-müssen-was-tun-Rufer" kaum heraushören.
 
Der erste Ansatzpunkt wäre die Ausbildung der Systemverwalter und die Installation schlanker, wartungsarmer Rechnersysteme. Solche Systeme sind allein schon deshalb notwendig, um mit der begrenzten Arbeitszeit der Systemverwalter ein gut funktionierendes Schulrechnernetz überhaupt zu gewährleisten.
 
 
Was ideal wäre - Was nicht geht - Was zu fordern ist
 
Ideal wäre, wenn
  • der Schulträger an einem zentralen Ort Anwendungs- und Kommunikationsserver aufstellen, warten und verwalten würde
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  • und in den Schulen dann nur noch -fast- wartungsfreie Arbeitsplatzrechner installiert würden,
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  • die über ein ausreichend leistungsfähiges Netzwerk von den zentralen Servern aus versorgt würden.
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    Solange dies nicht zu haben ist, muss dafür gesorgt werden, dass die Schulrechnersysteme nicht nur möglichst kostengünstig sind, sondern vor allem auch, dass Wartung und Verwaltung zeitminimal durchgeführt werden können.
     
    Dem Systemverwalter kann nicht zugemutet werden, unterschiedliche Betriebssysteme zu beherrschen und zu verwalten: Auf den Schülerarbeitsplatz und auf den Server gehört das gleiche Betriebssystem.
     
    Das Betriebssystem sollte funktional angemessen sein! Das heißt, die Schule als eine natürliche MehrbenutzerSituation benötigt auch ein MehrbenutzerBetriebssystem. Dieses Betriebssystem muss aber auch auf den Schülerarbeitsplätzen als Einzelplatzsystem eingesetzt werden können.
     
    Ein solches Mehrbenutzerbetriebssystem ist eine gute Voraussetzung dafür, die in unseren Schulen übliche Sammlung von Einzelplatzsystemen, die scherzhaft auch als PC-Zoo bezeichnet wird, in ein zentralverwaltetes System zu überführen, in dem nicht jeder Schüler oder Kollege mit wenigen Befehlen das allgemeine Chaos heraufbeschwören kann.
     
    Eine weitere Forderung an das Betriebssystem: Es muss stabil und ausgereift sein. Denn:
  • Jeder Absturz kostet aktuell Verwaltungsarbeit.
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  • Jede grundlegende Veränderung des Systems erfordert eine aufwendige Aus- und Fortbildung.
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    Schlanke Systeme unter Linux sind wartungsarm
     
    Das Betriebssystem der Wahl ist Linux. Es erfüllt alle oben gestellten Forderungen und hat darüberhinaus wesentliche Vorteile, die wir an anderen Stellen näher erläutert haben:
  • Welches Betriebssystem?
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  • Wer setzt auf Linux?
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  • Warum Linux in Schulen?
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    Was sind schlanke Systeme ?
     
    Schlanke Systeme sind gekennzeichnet durch
  • ein Betriebssystem, das den oben gestellten Anforderungen genügt und
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  • einer Hardware, die auf sogenannten Thin Clients (schlanken Arbeitsplätzen) aufbaut: Die einzelnen Arbeitsplätze besitzen weder Festplatten noch Installations- oder SicherungsLaufwerke. Die gesamte Software und alle Daten befinden sich auf dem oder den Anwendungs- und KommunikationsServern.
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    Arten von schlanken Arbeitsplätzen
     
    Die schlanken Arbeitsplätze (= Thin Clients, Network Computer (NC), NetPCs) lassen sich unterscheiden nach
  • Art der Hardware:
  • Schlüsselfertige Spezialrechner
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  • Rechner, die auf kostengünstigen PC-Komponenten basieren.
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  • Für Schulen interessant sind sicher nur die auf kostengünstigen PC-Komponenten aufgebauten Arbeitsplätze: wegen der Kosten - wegen der Möglichkeit, ältere Systeme sinnvoll weiterzunutzen - wegen der einfacheren Wartung. Sollten Sie aus irgendeinem Grunde, die Thin Clients nicht mehr nutzen wollen, auf StandardKomponenten aufgebaute Thin Clients können Sie zu normalen PCs ausbauen. Ferner bieten Standard-Thin-Clients wahrscheinlich mehr Flexibilität, wenn es darum geht, die Rechner auf- oder umzurüsten.
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  • Ort, an dem die Anwendungssoftware läuft:
  • Arbeitsplätze, auf denen nur die Ein- und Ausgabe erfolgt, sogenannte X-Terminals. Neben dem Betriebssystem läuft nur der X-Server auf dem Arbeitsplatzrechner. Schon der FensterManager sowie alle Anwendungsprogramme laufen alle auf dem Anwendungsserver, der auch TerminalServer genannt wird.
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  • Arbeitsplätze, auf denen auch das Anwendungsprogramm läuft: X-Stationen.
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    Man spricht von X-Terminals oder X-Stationen, weil auf diesen Arbeitsplätzen unter Linux oder Unix das X-Windows-System Grundlage der grafischen Oberfläche ist.
     
     
     
     
    Aufbau und Arbeitsweise schlanker Systeme
     
    Statt - wie immer wieder in Schulen zu finden - Einzelplatzsysteme zu installieren und deren Festplatte mit aller Software zu bestücken, die für Betrieb und Unterricht benötigt wird, verwenden schlanke Systeme eine Anwendungsserver, an dem die X-Terminals beziehungsweise die X-Stationen mit Hilfe eines Netzwerk angeschlossen sind. Auf dem Anwendungsserver finden die X-Arbeitsplätze zunächst einmal das Betriebssystem, das sie sich als Erstes holen. Nachdem auch die grafische Oberfläche arbeitsbereit ist, greift man auf die Anwendungsprogramme zu, die ebenfalls alle auf dem Anwendungsserver liegen.
     
    Der Vorteil für die Verwaltung des Systems ist offensichtlich: Jede Software wird nur einmal installiert und nicht jeweils so oft, wie Arbeitsplatzrechner an der Schule vorhanden sind. Die Arbeitszeit, die dadurch gespart wird, ist groß. Das können Sie leicht nachrechnen.
     
    Aber nicht nur die Arbeitszeit für die Installation, auch die ständige Wartung der Software und der Konfigurationsdaten der Einzelplatzrechner fällt einfach weg. Die Schüler oder Kollegen können nichts mehr durcheinanderbringen oder löschen. Die Konfigurationsdaten liegen auf dem Server und werden beim Start des Arbeitsplatzrechners dort abgeholt. Eine Konfigurationsdatei kann von beliebig vielen Arbeitsplätzen genutzt werden. Die Sicherung der Daten ist auch kein Problem mehr.
     
    Auf Grund der nicht mehr vorhandenen Hardware (Festplatten, Sicherungslaufwerke, CD-ROM) sind die Systeme weniger anfällig. Und wenn wirklich einmal ein Hardwarefehler auftritt, kann ein Ersatzsystem nach ein paar Handgriffen den Betrieb aufnehmen. Es muss keine Software installiert werden.
     
    Ein weiterer, entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit, ein solches Netz schnell zu vergrößern: Die Arbeitsplatzrechner sind einfach und preiswert und es ist keine zeitaufwendige Softwareinstallation erforderlich. Auch Systeme, die von der Industrie ausgemustert wurden, können - vielleicht mit etwas zusätzlichem Hauptspeicher - wiederverwendet werden.
     
    Die Sicherheit der Systeme ist leicht zu gewährleisten und Viren als zeitraubende Unheilstifter haben keine Chance.
     
    Beim Einsatz von X-Stationen, bei denen die Anwendungssoftware auf der Station selbst und nicht auf dem Anwendungsserver läuft, sind - verglichen mit X-Terminals - die Anforderungen an die Hardware höher. Dafür steht jedem Benutzer aber auch ein garantiertes Leistungspotential zur Verfügung, das er nicht mit anderen Benutzern teilen muss. Auch die Nutzung von zum Beispiel USB-Ports oder Audio-Schnittstellen gestaltet sich einfacher als bei X-Terminals.
     
    Hardwareanforderungen an die X-Stationen: Schneller Prozessor (mindestens 300 MHz) und 128 MB (mindestens 64 MB) RAM sowie eine 100 MBit Netzwerkanbindung.
     
    Hardwareanforderungen an die X-Terminals: 16 MB RAM, einen 100 MHz schnellen Prozessor und eine 2MB Grafikkarte mit schnellem Bus (PCI,VLB,AGP), Anforderungen, die ein 486er erbringen kann.
     
    Die wichtigste Voraussetzung des Servers ist RAM: 192 MB RAM reichen für 12x Netsacpe, 256MB sollten es aber für 12x StarOffice schon sein.
     
    Die Inbetriebsnahme eines NetPCs verläuft einfach: Mit dem Einschalten des Stromes beginnt der Bootvorgang: Die Bootsoftware schickt eine Anforderung an den zuständigen Server, der das Betriebssystem, die Konfigurationsdaten und gegebenenfalls auch eine Kommandozeile liefert. Sobald das Betriebssystem installiert ist, wird - wie auch sonst üblich - eine InitialDatei ausgeführt. Gegebenenfalls sorgt dann die mitgelieferte Kommandozeile für den Start eines bestimmten Programmes.
     
    Der gesamte Bootvorgang wird heute meist mittels DHCP, des Dynamic Host Control Protocol abgewickelt. Einzelheiten hierzu finden Sie zum Beispiel im Linux Magazin 8/2000/110ff.
     
     
    Ihre Entscheidung: X-Terminals oder X-Stationen
     
    Wenn in der Schule noch 486er Hardware in ausreichender Zahl vorhanden ist, wird der erste Schritt sicherlich ein Rechnernetz mit X-Terminals sein. Bei einer Neubeschaffung sollte das Ziel vielleicht die Beschaffung von X-Stationen sein, da diese auch moderne MultimediaAnwendungen erlauben, also vor allem auch Tondokumente problemlos darstellen können.
     
     
    Und wo bleibt MS-Windows ?
     
    Um den Arbeitsaufwand zu minimieren - und jede zusätzliche Betriebssoftware ist ein wesentlicher Mehraufwand - ist ein windows-freies Netzwerk sicherlich erstrebenswert. Sofern dies - auch beim besten Willen der nicht systemverwaltenden Kollegen - (noch) nicht möglich sein sollte, gibt es mehrere denkbare Lösungen. Diese sind in dem Beitrag "Erste Fragen" mitangesprochen worden.
     
     
    Weiterführende Informationen
     
  • Plattenloser Arbeitsplatz - selbst gemacht: Linux Magazin, 8/2000/110ff (Verweise hier eingearbeitet)
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  • Plattenlose X-Terminals unter Linux: Linux-Magazin, 8/1999/38ff
  •  
  • Thin-Clients: iX, 3/2000/46ff
     
    Terminals für heterogene Umgebungen (Marktübersicht) / Terminalserver: NT/W2000 im Leistungsvergleich zu Metaframe / Client-Server mit Tarantella Enterprise II / Suns Ray Hot Desk Architektur
  •  
  • Thin-Clients: ct, 5/2000
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  • Göttinger Plattenlose X-Terminals unter Linux: goe.net/anleitungen/xterminal1.html(Verweise hier eingearbeitet)
     
    I. Client/Server-Systeme im Studinetz in Göttingen
     
    II. Bootp/Dhcp und das Etherboot-/Netboot-Package
     
    III. Einrichtung und Betrieb der X-Terminals
     
    IV. Fehlersuche / Weiterführende Links
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  • Göttinger Net-PCs mit Linux: http://goe.net/anleitungen/diskless1.html (Verweise hier eingearbeitet)
     
    I. Arbeitsplätze an Net-PCs / DXS
     
    II. Einrichten der Diskless X Stations
     
    III. Fazit/Ausblicke/Weiterführende Links
  •  
  • Freiburger "net.point"-Projekt: www.ruf.uni-freiburg.de/rz/np
     
    Die Freiburger verwirklichen eine ähnliche Idee wie die Göttinger, sind aber, was die übergreifenden Angebote auf diesen Net-PC's angeht, schon weiter.
  •  
  • Linux Terminal Server Projekt: www.ltsp.org
  •  
  • Thin-Client Workstation Project: www.thinguin.org
  •  
  • X WindowSystem Terminals www.menet.umn.edu/~kaszeta/unix/xterminal/index.html
  •  
  • Etherboot Leitseite: etherboot.sourceforge.net
  •  
  • Linux Remote Boot mini-Howto: cuiwww.unige.ch/info/pc/remote-boot/howto.html
  •  
  • ISC - DHCPD Beispielimplementation: www.isc.org
     
    DHCP ist eines der zentralen Tools für die Administration vernetzter Umgebungen und die Informationsübermittlung an Clientsysteme.
  •  
  • Leitseite des Netbootpakets: www.han.de/~gero/netboot
  •  
  • Das Linux /dev/bios Projekt: www.freiburg.linux.de/~stepan/bios
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  • Leitseite des NILO-Projektes: www.nilo.org
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  • rowa.giso.de
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    Können Sie zu diesem Problem beitragen?   Bitte schreiben Sie uns:   fsub"@antispam at"mail.fsub.de
     

     
    Ergänzende Hinweise bitte an:    Hans-Josef Heck     -  hjh"@antispam at"mail.fsub.de