Petr Fořt (petr.fort@centrum.cz) (http://cad.spszr.cz)
O autorovi: Ing. Petr Fořt od roku 1991 působí na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou, spoluzakladatel akademického střediska firmy Autodesk, autor řady učebnic s tematikou CAD pro výuku na středních školách a odborných článků. Několikaletá spolupráce s nakladatelstvím Computer Press a Autodesk. Od roku 1992 působí jako správce počítačové sítě na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou. Externě spolupracuje s řadou firem jako konzultant v oblasti výpočetní techniky (zaměření CA technologie, LAN/WAN a správa systémů).
V roce 1992 jsem přebíral do správy na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou informační síť, která byla postavena na počítačích 386SX20 a serveru Compaq 486 s operačním systémem Novell 3.12. Veškerá výměna dat byla realizována pomocí sběrnicové sítě Ethernet. Již v této době bylo jasné, že správa učeben výpočetní techniky na škole nebude snadnou záležitostí. Po testování všech možných zabezpečovacích systémů, které více či méně zaručovali funkčnost pracovních stanic v průběhu výuky jsme usoudili, že tudy cesta opravdu nevede. Metodika správy počítačové sítě tímto způsobem se ukázala pro odbornou školu jako nepřijatelná. Uvedu několik základních důvodů:
Pokud se zamyslíte nad uvedenými body, jistě najdete řadu zásadních požadavků a specifik pro správu výpočetní techniky na učebnách. Souhrnně je můžeme popsat jedinou větou:
Minimální náklady, maximální otevřenost, snadná údržba, vysoká spolehlivost a výkon.
Jistě se jedná o myšlenku zásadní, ale je jí vůbec možné realizovat v praxi? Na tuto otázku byla hledána odpověď přibližně čtyři roky. Obrovská spousta informací a zkušeností byla soustředěna do jediné myšlenky, projektu REPAIR 2000.
Projekt vznikal již od samotného počátku se zaměřením na školství, ale jeho závěry a výsledky jsou využitelné efektivně samozřejmě v komerční praxi. Výsledkem je několikaletý bezchybný provoz na učebnách se zárukou maximální otevřenosti a extrémně snadné údržby. Popišme si základní požadavky na výpočetní techniku charakteristické pro výuku nejen na školách:
Samozřejmě, že dnes je možné říct, že ano. Existuje a je velmi dobře funkční. Obecným východiskem pro nás byla vždy filosofie “začít od začátku”. Bohužel většina zálohovacích metod má poměrně vysoké nároky na obsluhu a opravy počítačů tudíž nemohou provádět studenti. Základním požadavkem bylo vyvinout pro síť rychlý management systém REPAIR 2000 spolupracující se souborovým serverem.
Požadavkem byla vždy extrémně snadná obsluha a podpora řady systémů pro zálohování dat a jednoduchá konfigurace administračního systému.
Vývoj administračního nástroje trval téměř dva roky a jeho činnost vyprovokovala vesměs řadu kladných reakcí. Velmi důležitým hlediskem byla také úzká spolupráce s firmou, která by byla schopna pro REPAIR 2000 optimalizovat síťové řešení z hlediska hardware. Přes řadu neúspěšných žádostí a snahy získat informace o projektování sítí jsme se doslati k firmě Compexdata Praha, která u nás prezentuje a distribuuje aktivní prvky SMC. Za tři roky spolupráce bylo vytvořeno špičkové řešení počítačové sítě na standardu Fast Ethernet.
Jádrem sítě je souborový server na páteřní síti Fast Ethernet. O obsluhu systémů se stará administrační nástroj REPAIR 2000 jehož obsluha spočívá pouze v založení jediné diskety nesoucí aktivační část administračního modulu do mechaniky a restartu počítače (disk společný pro všechna PC v síti). Automaticky jsou provedeny veškeré opravy, včetně aktualizace konfigurace a lokální adresace sítě. Detekční systém systém umožňuje velmi dynamickou reakci na požadavek obnovení počítače a již několik let prakticky nepřetržitý provoz učeben od 7.00 do 15.00 pro výuku a od 16.00 do 21.00 pro samostudium. Rychlost administrace je závislá na mnoha faktorech, především na použité a dobře provedené topologii lokální sítě a zvoleném zálohovacím software. Pro běžně instalovaná PC na učebnách se administrační zákrok pohybuje v rozsahu od dvou do pěti minut.
Následující odstavce jsou proto věnovány systematickému přístupu ke správě výpočetní techniky. Záměrně není popsán pouze management systém REPAIR 2000. Problematika správy výpočetní techniky je hlubší a vyžaduje si komplexnější přístup.
Administrační nástroj REPAIR 2000 (R2K ADMIN) podporuje řadu zálohovacích metod, ale jeho obsluha není vázána na žádné znalosti obsluhy. Výsledkem je ideální řešení, které je dnes v praxi již otestováno několikaletým provozem. Samozřejmě je možné k problému přistoupit odděleně, ale ideální je vždy popsat určitou maximalistickou metodou. V našem případě se jedná o komplexní rekonstrukci informačního systému v organizaci (škole), který můžeme rozložit do několika základních fází:
Samozřejmě, že vlastní implementace metodiky nevyžaduje tak radikální zásah do informačního systému na firmě, ale je nutné provést vždy jeho detailní analýzu, která poskytne řešiteli řadu jiných užitečných informací o stavu IT v organizaci a využívání software.
Na následujícím obrázku najdete případovou studii a řešení počítačové sítě na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou kompletně vybudované na aktivních prvcích SMC a optimalizované pro administraci prostřednictvím REPAIR 2000.
Rekonstrukce sítě proběhla ve dvou etapách. Celý projekt sítě byl realizován formou konfrontace potřeb REPAIR 2000 a výuky. Z tohoto důvodu byl projekt sítě realizován přímo školou. Výsledem je 7 km sítě na standardu Fast Ethernet až do počítačů. Komunikace je realizována přes switche SMC. Těžko se popisuje rychlost sítě, ale představte si, že kliknete na ikonu běžného textového editoru instalovaného na serveru máte reakci do 3 sekund. Pokud je aplikace v cache serveru je reakce prakticky okamžitá. Upozorňuji na to, že se nejedná o situaci při prázdné síti, ale při plné výuce.
Velmi vhodnou alternativou je server Novell Netware. Není to žádná reklama, ale již deset let na škole používáme Novell. Byl vždy dostupný v akcích Střediska multilicencí se serverem. První Compaq pracoval pod Novell 3.12 prakticky nepřetržitě bez reinstalace od roku 1990 do 1998. V akci jsme zakoupili již s ohledem na REPAIR 2000 nový server Compaq Prosignia 200. Jednoznačně můžu říct, že server je u nás taková nejvyšší instance a na té se staví. Nešetříme na paměti a disku. Procesor není kriticky ale SCSI disky a pořádný řadič jsou nejlepší investice. Čím rychlejší tím lepší. Server je jediný na škole. Minimalizují se tak servisní zásahy a je výhradně pro čtení. Nezapíšete na něj ani bit. Z tohoto důvodu je také činnost serveru nesmírně rychlá a jsou svižné odezvy. Navíc síť jede v Full Duplex. Pokud se Vám zdá jediný server málo, tak při plném provozu je vytížen na 10%.
Neomezený pro všechny studenty. Přístupný 24 hodin denně. Omezení se netýkají ani služeb ani stažených dat. Připojení je přes pevnou linku 128k, takže při plném zatížení to moc nejede. Ti největší fajnšmekři si přivstanou nebo přijdou až večer. Jednoznačně je to ale záležitost peněz a těch je ve školách velmi málo. Adresace je třída C veřejná, doména spszr.cz. Máme dva informační servery prví http://www.spszr.cz je školní a ten byl posílen z důvodu velké návštěvnosti našimi čtenáři serverem http://cad.spszr.cz. Oba jsou postaveny na Linuxu a jedou nepřetržitě. Připojujeme také pokoje na internátu.
Celé roky si navrhujeme sestavu na zakázku do posledního šroubku a velmi se to vyplácí i cenově. Základem je u nás špičková základní deska (poslední dobou ABIT s BX chipsetem), dostatek RAM (64 až 196MB), grafická karta pro CAD (Matrox), s procesorem se držíme při zemi, není pro nás kritický a investovat lze lépe (Celeron 333 až 500Mhz). Co máme na učebnách a čím se chlubíme jsou monitory čistě 17” a nově v ateliérech 19” (Nokia, ViewSonic). Investice je sice vyšší, ale ve výuce CA technologií, vizualizace a grafiky je to znát.
Díky programu MS Select používáme jako řada jiných škol převážně platformu Windows. Ostatní aplikace jsou adekvátní výuce. Zásadně preferujeme software s možností síťové instalace. Některé potřebné aplikace jsou pro síťový provoz upraveny přímo dodavatelem software (účetní aplikace pro výuku). U běžných kancelářských aplikací síťový provoz je ve většině případů bez problému. Operační systém pracuje z praktických důvodů výhradně na souborovém systému FAT. Velmi detailně mapujeme oblast Freeware aplikací, volně dostupných všem studentům (grafické aplikace, utility, kompilátory C++, apod.). Zjednodušuje se tak situace při nákupu aplikací a možnost poskytnout studentům volně Freeware pro studium. Kladným prvkem, nejen pro školství je existence plovoucí správy licencí.
Prosím detailně si prostudujte následující informace, které jistě zodpoví řadu Vašich otázek.
Před několika lety jsme stáli před rozhodnutím, jak vyřešit správu učeben výpočetní techniky. Základním požadavkem na řešení byl již od počátku neomezený přístup k výpočetní technice pro studenty, kterým nebudou kladena žádná omezení. Projekt byl nazván podle management systému pro údržbu učeben REPAIR 2000. Jeho cílem je na základě specifik a dlouholetých zkušeností se správou sítě ve školním prostředí minimalizovat náklady a zajistit extrémně snadnou údržbu učeben výpočetní techniky. Tento projekt během šesti let vývoje určil nejen kritická místa provozu výpočetní techniky na školách, ale vyřešil správu výpočetní techniky včetně potřebného technického zázemí. Výsledek vývoje lze charakterizovat pomocí několika často kladených otázek a odpovědí. Výsledkem projektu REPAIR 2000 je tedy metodika údržby učeben VYT, optimalizace a projektů počítačové sítě a detekční software se sadou modulů pro správu zálohovacích mechanismů.
Otázka: Chceme provést rekonstrukci školní sítě sítě za minimálních nákladů na Fast Ethernet (10x rychlejší Ethernet). Existuje nějaká možnost?
Odpověď: Samozřejmě kontaktujte nás na adrese petr.fort@centrum.cz nebo info@compexdata.cz.
Otázka: Je si možné nechat navrhnout projekt počítačové sítě na škole nebo její rekonstrukce?
Odpověď: Samozřejmě, ale nebudete první :O) Pro detailní informace kontaktujte petr.fort@centrum.cz.
Otázka: Je možné realizovat toto řešení v podmínkách školy?
Odpověď: Díky velmi jednoduchému zapojení aktivních prvků samozřejmě ano. Doporučujeme ovšem využít ve fázi projektu našich konzultačních služeb.
Otázka: Spravuji čtyři učebny VYT po 15 počítačích. Počítače jsou zabezpečeny proti zásahům do systému a aplikací, mají zablokované mechaniky. Existuje i jiné řešení?
Odpověď: Existuje. Tímto řešením je použití metodiky REPAIR 2000, které umožňuje studentům pomocí jediné ve třídě umístěné diskety uvést počítač do pořádku během několika minut. Vaše původní řešení z hlediska výuky nepovažujeme za šťastné. Nejen, že studentům omezujete přístup k funkcím systémového programového vybavení, ale stavíte mezi studenty, vyučující a počítač zcela zbytečné bariéry. Navíc je při vzniku problému zcela jasné, že pro jeho odstranění Vás budou uživatelé potřebovat. Argumenty, že se musí naučit studenti respektovat omezení nepovažujeme v případě specializované výuky informačních technologií za správné.
Otázka: Bude nutné při použití metodiky REPAIR 2000 udržovat učebny v době výuky i mimo ni?
Odpověď: Pokud budete využívat software ve výuce celý rok, nebudete v učebnách správce po tuto dobu potřebovat a jeho pozornost se může soustředit na jiné problémy.
Otázka: Jaká kladete studentům omezení?
Odpověď: Z pohledu funkce a obsluhy počítače žádná. Studenti pracují na počítačích se zcela neomezeným přístupem k funkcím operačního systému a aplikací při zachování všech funkcí hardware.
Otázka: Na jaké oblasti se projekt REPAIR 2000 zaměřuje?
Odpověď: Projekt REPAIR 2000 se zaměřuje na optimalizaci řízení údržby sítě. Pro daný cíl se využívá nástroje REPAIR 2000 Administrator. Jeho činnost je nezávislá na provozovaném operačním systému pro IBM PC kompatibilní počítače. Projekt neřeší problematiku zálohování, ale jeho management a extrémně snadnou obsluhu libovolným uživatelem. Metodu zálohování tvoří běžný komerční nebo freeware produkt, který není součástí distribuce REPAIR 2000. Je volen uživatelem po konzultaci podle provozovaného operačního systému a jeho provoz podléhá příslušným licenčním podmínkám. Rozsáhlé informace o metodách zálohování dat pro různé typy operačních systémů jsou poskytovány formou konzultace. Velká pozornost je věnována optimalizaci počítačové sítě s možností realizace přímých projektů rekonstrukce sítě a konzultací.
Otázka: Je možné vašim přístupem udržovat také učebnu pracující s aplikacemi provozovanými pod operačním systémem Linux nebo BeOS ?
Odpověď: Ano samozřejmě, je nutné si ovšem uvědomit, že musí existovat nástroje pro zálohování přislušeného operačního systému a tím také aplikací. BeOS nebyl zatím testován, Linux byl testován na učebně s 15 stanicemi zcela bezproblémově. Ještě jednou ovšem připomínám, že systém oblast zálohování neřeší, ale snaží se zásadně tuto činnost svou filosofií zjednodušit tak, aby byl schopen i studen provést údržbu svého pouhým zasunutím diskety do počítače a jeho restartem.
Otázka: Je administrační systém dostupný také jiným školám nebo organizacím?
Odpověď: Samozřejmě ano, není ale prodáván formou “software balíku”. Nasazení vyžaduje hlubší konzultaci a správnou volbu metodiky a proto je součástí školení. Snahou není prodej určitého systému pro správu sítě, ale vybudování metodické a koncepční výuky s plným nasazeníním výpočetní techniky opírající se o kvalitní síť, bezpečný server a dostatečně výkonné počítače. Problematika správy VYT na škole je totiž mnohem širší a vyžaduje si velmi komplexní přístup s přesně vymezenou strategií. S veškerými otázkami na tuto problematiku se můžete obrátit na uvedené e-mail adresy.
Otázka: Nahrazuje licence REPAIR 2000 operační systém nebo některou aplikaci?
Odpověď: Nikoliv, jedná se o samostatný produkt určený pro management údržby sítě. To znamená, že všechny administrované počítače musí být vybaveny licencí používaného operačního systému a aplikací podle platných licenčních ujednání. Všem uživatelům nejen ve školství doporučujeme detailně prostudovat licenční ujednání k jednotlivým používaným produktům. Lze takto výrazně eliminovat možné problémy nebo postihy.
Obecně lze uvést, že většina běžně používaných produktů musí být náležitě opatřena licencí produktu na každý používaný počítač i pokud je aplikace umístěna na souborovém serveru. Existují samozřejmě i výjimky, ale ty jsou poměrně vzácné. U každého produktu takovouto smlouvu naleznete nejčastěji pod názvem "Licenční smlouva s koncovým uživatelem ("EULA") ". Zde je nedocenitelným pomocníkem Středisko multilicencí MŠMT, jehož pracovníci poskytnou nejen fundované odpovědi na otázky školním licencí, ale především Vám jsou schopni pomoci efektivně vyřešit jak otázku software, tak otázku hardware používaného na škole.
Detailně mapujeme oblast freeware aplikací, které mohou být využity školou při výuce. Chtěl bych upozornit, že vhodnou volbou software nebo operačního systému z kategorie "freeware" nebo "for education use freeware" může škola výrazně ušetřit finanční investice.
Otázka: Jaká je podstata činnosti systému a rychlost údržby?
Odpověď: Systém je vytvořen jako aplikace client / server, která spolupracuje se souborovým serverem Novell. Na serveru je uložena databáze REPAIR 2000. V současné době pracujeme také na podpoře serveru s "věčně zmrzlým tučňákem" Linuxem. Jádro systému sleduje požadavky stanic v síti na učebně a vykonává na požádání opravu stanice. Rychlost údržby je závislá na řadě faktorů.
Příklad: Deset stanic s procesorem Pentium 200 s běžně instalovanou skupinou aplikací v síťové instalaci (cca. 300MB dat na disku) připojených pomocí Fast Ethernet SMC EZ HUBu na server je schopen systém uvést do plného provozu za 7 až 8 minut bez jediného zásahu správce sítě nebo jiného IT specialisty. Náhradou aktivního prvku za Fast Ethernet SMC EZ SWITCH lze dobu opravy zkrátit dokonce na 4 minuty.
Otázka: Prozradíte nám jaké je slabé místo filosofie údržby REPAIR 2000?
Odpověď: :O) ano. Především ve správném chápání významu informačních technologií. Počítače nejsou již dnes domého špičkových specialistů, ale především technologicky vyspělým nástrojem pro práci. Jak můžete vidět z přístupu školy k této oblasti na které léta vyučuji (obrázek sítě), stavíme počítače do pozice jen a jen nástroje pro práci. A proto jsme se snažili vždy o jejich maximální nasazení ve výuce a jejich maximální otevřenost mimo ni.
Otázka: Čím máme začít?
Odpověď: Záleží na úrovni a propracovanosti vlastního informačního systému na škole. Řešení funkčnosti vlastních počítačů je sice cílem, ale nikoliv nástrojem pro správnou realizaci. Jednoznačně musíte koncepci rozvoje informačních technologií na škole začít vyřešením komunikačního systému lokální sítě a připojením všech počítačů na vysoce stabilní a kvalitní server. Následovně proveďte optimalizaci software pro síťový provoz. Tento cyklus u nás trval téměř čtyři roky. Nyní se můžete zabývat vlastní správou systému. Upozorňuji na to, že existuje celá řada postupů jak tento problém řešit. Naší snahou bylo vždy zhmotnit základní požadavky a zkušenosti z letité učitelské praxe do metodiky údržby učeben, která vyhovuje jak studentům tak vyučujícím, nikoliv jen správci informačního systému na škole.
Otázka: Co si myslíte o používání informačních technologií na školách? (Otázka směřována na autora).
Odpověď: Velký význam v rozvoji projektu REPAIR 2000 sehrála spolupráce s řadou firem, které nás podpořili především z hlediska síťových technologií a velké nadšení pro vyřešení jednoho z kritických míst využívání informačních technologií na školách. Proto se snaží maximálně využít všeho co je k dispozici školám za zvýhodněných cenových podmínek jak v oblasti hardware tak v oblasti software. Snažili jsme se vytvořit celek, který by umožňoval provozovat informační technologie bez omezení. Několikrát se mě za léta praxe ptali jestli mi omezování funkcí počítače pro studenty ve výuce vadí. :O) Na našem typu školy jednoznačně vadí. Kde jinde si už mohou studenti vyzkoušet nové technologie než na půdě školy, které je k tomu předurčena. Je to jako když Vám někdo poskytne auto, ale preventivně vypustí jeho kola. Počítače jsou na školách pro studenty ne pro specialisty. Navíc vše stojí velké peníze, kterých nikdy není ve školství dostatek, tak proč nepřistoupit k informačním technologií s maximální otevřeností ve výuce i mimo ni.
Argumentů "proč" je celá řada, osobně bych zdůraznil jednoznačnou snahu dát studentům možnost pracovat mimo výuku na špičkovém a především legálním software. Naše aktivity jsou známy z učebnic vydávaných ve spolupráci s nakladatelstvím Computer Press a pražským zasoupením firmy Autodesk. Komerční cena těchto produktů dosahuje statisícových částek za jedinou licenci a jejich výuka musí být pro slušné výsledky podpořena prací i mimo rámec standardích hodin. Výuku produktů na školách považuji za zásadní pro jeho aplikaci v praxi. Bohužel řada firem nepodporuje například síťové plovoucí licencování svých produktů, které je ve školství velmi efektivní. Fandím dobrým plošným projektům pro podporu školství, řady se přímo zúčastňuji a proto mě velmi vadí globální pohled na uživatele počítačů stylem "co uživatel to pirát".
Otázka: Nějaký postřeh na závěr?
Odpověď: Velký význam v rozvoji projektu sehrála spolupráce s řadou firem, které nás podpořili především z hlediska síťových technologií a velké nadšení pro vyřešení jednoho z kritických míst využívání informačních technologií na školách. Chtěl bych touto cestou poděkovat především firmě Compexdata Bohemia za jejich skvělou pomoc a skvělou cenovou politiku pro školství.
Ve Žďáře nad Sázavou 1. dubna 2001, Petr Fořt