Linux-Arbeitskreis Hamburg

ASC/ASP am Gymnasium Lohbrügge

Die Freie und Hansestadt Hamburg investiert im Rahmen des Projektes "Lernen mit Neuen Medien" sehr viel Geld in die Ausstattung der Schulen mit Computer-Hardware.

Die Zahl der Client-Rechner in den Schulen wächst ständig und überfordert die Administratoren, die in der Regel 0-3 Entlastungsstunden für ihre Tätigkeit bekommen.

Am Gymnasium Lohbrügge z.B. sind zur Zeit 80 Rechner im Netz, damit ist die Grenze dessen erreicht (bzw. überschritten), was ohne weiteren Personaleinsatz möglich ist. In Firmennetzen dieser Größenordnung steht bei einem entsprechenden Netzwerk mindestens eine volle Administratorenstelle zur Verfügung. Die Betreuung eines Arbeitsplatz-Rechners kostet pro Jahr mindesten 1500 DM, wenn man realistisch rechnet (TCO) - zur Verfügung stehen momentan 200 DM pro Jahr.

Für viele Schulen ist die Wartung der vorhandenen Arbeitsstationen ein großes Problem geworden, da Arbeitsstunden und Wartungsmittel für diese Computer nur in geringem Umfang zur Verfügung stehen.

1. ASC/ASP als Ausweg

Ein möglicher Ausweg aus dem steigenden Wartungsaufwand sind ASC (Application Service Computing) und ASP (Application Service Providing) Konzepte.

Hierbei wird an den Arbeitsplätzen mit Thin-Clients gearbeitet, die im Idealfall über keine eigene Festplatte verfügen. Die Rechenleistung und die Software wird bei diesem Ansatz von zentralen Servern über das Netz bezogen. Diese Leistung kann über Server innerhalb der Schule erfolgen (ASC) bzw. auch auf den Servern anderer Anbieter, wie z.B. dem LMZ (ASP).

Thin Clients ermöglichen endlich auch gemütlichere Computerräume. Keine Lüftergeräusche mehr, keine großen Kästen und weniger Kabel.

Igel-Client	Wyse-Client	Compaq-Client

Einige Schulen in Amerika werden von der Firma National Semiconductor mit einem Wireless Thin-Client ausgerüstet, bei dem sich der Rechner hinter einem tragbaren TFT-Display versteckt. Die Netzanbindung erfolgt über Funk. Damit entfällt jegliche Verkabelung. Die Kosten dieses Gerätes liegen bei etwa 1000$.

TFT-Client

2. Vorteile von ASP

Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die Geräte nicht nach einem Jahr veraltet sind, wie etwa Notebooks, da ihre Rechenleistung keine Rolle spielt. Rechenleistung und Software befinden sich ja auf dem Server. Eine geeignete Netzinfrastruktur vorausgesetzt, ist es auch möglich, dass die Schüler und Lehrer entsprechende Geräte (kann auch ein Fernseher mit Internet-Zugang sein) im häuslichen Umfeld benutzen. Ihre Arbeitsumgebung ist dann unabhängig vom Gerät immer gleich!

Aus pädagogischer Sicht bietet der ASP-Ansatz insgesamt folgende Vorteile:

• Lehrer haben weniger Arbeit mit der Wartung und Pflege der vorhandenen Computer, können sich also wieder auf die eigentlich Aufgabe konzentrieren.
• In den Unterrichtsräumen steht die Technik nicht mehr im Vordergrund. Die Geräte sind leiser, kleiner und ermöglichen eine angenehmere Arbeitsatmosphäre.
• Es spielt keine Rolle, ob ein Schüler oder ein Lehrer in der Schule am Computer arbeitet, oder vom heimischen Arbeitsplatz aus. Ihm stehen immer die Anwendungen und der Arbeitsplatz aus der Schule zur Verfügung.

Gerade der dritte dieser Punkte kann einen enormen Einfluss auf die weitere Entwicklung von Schule nehmen. Der Unterricht, dessen Öffnung in der pädagogischen Diskussion schon lange gefordert wird, verläßt die engen Grenzen der Schule (anytime, anywhere learning).

3. Server für ASC/ASP

Für die Positionierung der Server lassen sich in unserem Bereich drei Möglichkeiten vorstellen:

Server bei einem kommerziellen ASP-Provider
Server bei Dienststellen des AfS bzw. besonderen Schulen
Server in der jeweiligen Schule

Kommerzielle ASP-Provider werden durch die hohen Benutzerzahlen in Schulen sehr teuer. Ein Angebot von 1DM pro Nutzer und Monat wäre weit unter Einstandskosten, summiert sich aber z.B. am Gymnasium Lohbrügge aus 12.000 DM pro Jahr. Server in allen Schulen werden nicht realisierbar sein, dafür fehlt einfach an viele Schulen das notwendige Know-How.

Die sinnvollste Möglichkeit besteht darin eine Zahl von Server-Pools in Dienststellen bzw. besonderen Schulen zu bilden.

4. Netzanbindung

Der ASP-Ansatz, vor allem wenn er mit zentralen Serverfarmen arbeitet, benötigt eine angemessene Netzanbindung der Schulen. An der entsprechende Infrastruktur wird zur Zeit auf mehreren Ebenen gearbeitet.

• Im Bau sind zur Zeit 3 Richtfunkstrecken, über die das Gymnasium Lohbrügge, das Lohmühlengymnasium und das Landesmedienzentrum an das Wissenschaftsnetz angebunden werden. Hier stehen Bandbreiten von 11MBit zur Verfügung.
• Es laufen Verhandlungen mit Anbietern über günstige SDSL-Leitungen für Schulen. Hier sind Bandbreiten von 2MBit geplant. Ein erster Test hat am Lohmühlen-Gymnasium bereits stattgefunden.

5. Das ursprüngliche Projekt

Das Gymnasium Lohbrügge will diesen Ansatz exemplarisch ausprobieren und dokumentieren. Zur Betreuung dieses Projektes übernehmen:

• Bernd Burre
• Jörg Sylla-Fiedelmeyer
• Uwe Debacher

im Rahmen ihrer Tätigkeit für HBS/LMZ eingesetzt werden.

In das Projekt mit eingebunden wird auch die Universität Hamburg bzw. deren Rechenzentrum. Auch hier gibt es bisher keine Erfahrungen mit ASP/ASC, wohl aber ein großes Interesse an einem derartigen Projekt.

Zur Zeit gibt es auf diesem Sektor Ansätze mit folgenden Software-Plattformen:

• Windows2000 Terminalserver
• HOB
• Tarantella
• Citrix Metaframe

Für jedes System werden mindesten 30 unabhängige Zugriffslizenzen benötigt.

Alle Plattformen sollen installiert, konfiguriert und für ihre Eignung im schulischen Einsatz getestet werden.

Ziel des Projektes ist es die Anwendbarkeit des ASC-Ansatzes innerhalb des Gymnasium Lohbrügge im praktischen Einsatz zu testen und die notwendigen Erfahrungen zu sammeln.

Dazu gehören auch Erfahrungen über den benötigten Hauptspeicher und die Rechenleistung auf den Servern.

Danach soll dann die Serverleistung benachbarten Grundschulen angeboten werden (ASP) um denen die Wartung ihrer Geräte zu erleichtern. Im diesem Rahmen müssen dann auch pädagogische Konzepte für den Einsatz erarbeitet werden.

6. Die Hardware

Die Unterstützung durch Hardware- und Software-Anbieter ist bisher sehr groß. Entweder werden erhebliche Rabatte gewährt oder Geräte leihweise zur Verfügung gestellt. Die Software stellen die Anbieter bisher alle kostenlos zur Verfügung.

Bereits installiert sind zwei Server:

1.	IBM xSeries 220 Dualprozessor PIII 933MHz 2 GB Hauptspeicher 18 GB SCSI HD
2	Terra Aqua Server Typ FM 2I7X-866L Dualprozessor PIII 866MHz 2 GB Hauptspeicher 2x18 GB SCSI HD

Die beiden Server liegen in sehr unterschiedlichen Preisklassen, Nr. 1 bei etwa 10.000 Euro und Nr. 2 unter 5.000 Eure (jeweils Listenpreise). Wir wollen damit auch testen, ob der Mehraufwand notwendig und sinnvoll ist.

Auf dem Terra Aqua Server laufen Linux (SuSE 7.2) und Tarantella. Auf dem IBM-Server läuft inzwischen auch Linux.

Es stehn fünfzehn Igel-Clients der Firma Melches zur Verfügung gestellt..

7. Veränderungen am Projekt

Auf dem IBM-Server lief ab Mai 2001 eine Beta-Version des .Net-Servers. Ein Win2000-Server bietet in den Terminaldiensten leider nur 256 Farben und ist damit für den schulischen Einsatz weniger geeignet. Bei den .Net-Servern ist dieses Problem beseitigt. Der .Net-Server lief sehr stabil, leider ließen sich die Terminaldienste nicht lizensieren, da es sich um eine Vorab-Version handelte. Nach Ablauf von 90 Tagen mußten wir allso regelmäßig die Uhr zurück stellen.

Im Januar 2002 hatten wir dann keine Lust mehr auf die Freigabe der :Net-Server zu warten (jetzt angekündigt für Dezember 2002) und haben nach neunen Lösungen gesucht. Bei einem gemeinsamen Brainstorming kam uns die Idee nach einem Windows-Emulator für Linux zu suchen, der von jedem Benutzer, also auch mehrfach, gestartet werden kann.
Zufällig war gerade ein derartiges Produkt auf dem Markt, die Version NSSE von Win4Lin. Nach einigen Anlaufproblemen und mit Erscheinen der aktuellen Version Netraverse Terminalserver wurde daraus eine funktionsfähige Lösung, die jetzt einige Zeit am Gymnasium Lohbrügge im Einsatz ist.

Zur Zeit sind zwei Computerräume mit entsprechenden Terminal-Arbeitsplätzen im Einsatz.

• 15 Arbeitsplätze mit Igel-Clients
• 12 Arbeitsplätze mit Altgeräten (Computerschrott)

Arbeitsplätze mit Igel-Clients

Was jedem Besucher dieses Raumes sofort auffällt ist die absolute Ruhe. Die Igel-Geräte verfügen über keinerlei drehende Teile wie Lüfter oder Festplatten. Von daher gibt es außer den Schülern (und auch den Lehrern) keine Geräuschqullen in diesem Raum. Die Ausrüstung mit TFT-Bildschirmen ist nicht notwendig aber konsequent. Alle Geräte laufen mit der Auflösung von 1024x768 Punkten.

Auf dem Bildschirm dieses Clients sieht man ein Windows-Fenster auf einem Linux-Desktop. Vom Linux-Desktop ist momentan nur die untere Leiste zu sehen. Als Window-Manager ist IceWM eingestellt und nicht KDE, da IceWM sehr schnell startet und wenig Ressourcen belegt.

Arbeitzplätze mit Altgeräten

Ein zweiter Computerraum ist mit Altgeräten ausgerüstet. Bei diesen handelt es sich meist um Pentium 100 mit 16 MB oder 32 MB Hauptspeicher und 500 MB Festplattenkapazität. Diese Geräte bekamen eine neue Grafikkarte (PCI-Karte von ATI) verpasst und eine Netzwerkkarte. Auf der Festplatte findet sich eine Minimalinstallation von SuSE 7.2 mit dem zusätzlichen xdmsc-Paket. Auch hier steht nach der Anmeldung der Window-Manager Icewm zur Verfügung. Windows läuft auch hier im Fenster. Die Auflösung beträgt 800x600 Punkte, da die älteren Monitore damit am stabilsten arbeiten.