Оборудование и настройка компьютерного класса на базе тонких клиентов NComputing x550

Для использования в оконной  системе X скалируемых шрифтов (Type1, TTF, Speedo), необходимо преобразовывать их символы (глифы) в растры. В свободной реализации X, XFree86, это делает либо сам сервер X11, собранный с библиотекой растеризации freetype1 (сейчас это более распространенный способ), либо сервер шрифтов. При этом существенно увеличивается количество доступных шрифтов, появляется возможность использовать для отображения и печати одни и те же шрифты, но вот качество отображения оставляет желать лучшего, так как на экране символ по-прежнему остается одноцветным, без полутонов, т.е. сглаживания.

Протокол Telnet

"Назначение TELNET-протокола  - дать общее описание, насколько  это только возможно, двунаправленного, восьмибитового взаимодействия, главной  целью которого является обеспечение  стандартного метода взаимодействия  терминального устройства и терминал-ориентированного процесса. При этом этот протокол может быть использован и для организации взаимодействий "терминал-терминал" (связь) и "процесс-процесс" (распределенные вычисления)."

Telnet строится как протокол приложения над транспортным протоколом TCP.

ПРОТОКОЛ SSH

SSH (англ. Secure SHell — «безопасная оболочка») — сетевой протокол сеансового уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений (например, для передачи файлов). Схож по функциональности с протоколами Telnet и rlogin, но, в отличие от них, шифрует весь трафик, включая и передаваемые пароли. SSH допускает выбор различных алгоритмов шифрования. SSH-клиенты и SSH-серверы доступны для большинства сетевых операционных систем.

SSH позволяет безопасно  передавать в незащищенной среде  практически любой другой сетевой  протокол. Таким образом, можно  не только удаленно работать на компьютере через командную оболочку, но и передавать по шифрованному каналу звуковой поток или видео (например, с веб-камеры)[2]. Также SSH может использовать сжатие передаваемых данных для последующего их шифрования, что удобно, например, для удаленного запуска клиентов X Window System.

Большинство хостинг-провайдеров за определенную плату предоставляют клиентам доступ к их домашнему каталогу по SSH. Это может быть удобно как для работы в командной строке, так и для удаленного запуска программ (в том числе графических приложений).

Протокол  RDP

RDP (англ. Remote Desktop Protocol — протокол удалённого рабочего стола) — протокол прикладного уровня, разработанный Microsoft, использующийся для обеспечения удалённой работы пользователя с сервером, на котором запущен сервис терминальных подключений. Клиенты существуют практически для всех версий Windows (включая Windows CE и Mobile), Linux, FreeBSD, Mac OS X, Android, Symbian. По умолчанию используется порт TCP 3389. Официальное название Майкрософт для клиентского ПО — Remote Desktop Connection или Terminal Services Client (TSC), в частности, клиент в Windows 2k/XP/2003/Vista/2008/7 называется mstsc.exe.

Особенности:

Поддержка 32-битного цвета (в дополнение к 8-, 15-, 16-, и 24-битному  в предыдущих версиях);

128-битовое шифрование, используя  алгоритм шифрования RC4 (значение  безопасности по умолчанию; старые клиенты могут использовать более слабое шифрование). Но из-за уязвимости «man-in-the-middle vulnerability» в версиях ранее 6.0 во многих случаях трафик может быть расшифрован по пути;

Так как RDP по умолчанию создаёт  виртуальные консоли, то для подключения не к ним, а непосредственно к консоли 0 (основная консоль-мышь/клавиатура) нужно запустить RDP-клиент с параметром console.

Протокол SPICE (Simple Protocol For Independent Computing Environments , то есть «Простой протокол для независимой вычислительной среды»)

Протокол SPICE определяет набор  протокольных сообщений для подключения, управления и получения входящей информации от удаленных компьютерных устройств (например, клавиатура, видеокарта, мышь) по сети, а также отправка им сообщений. Контролируемое устройство может располагаться на любой стороне: как на стороне сервера, так и/или на стороне клиента. Кроме того, протокол определяет набор вызовов для поддержки миграции удаленного сервера с одного сетевого адреса на другой.

Шифрование передаваемых данных, за одним исключением, оставляет  для протокола возможность максимальной гибкости в выборе методов шифрования. SPICE использует простейший обмен сообщениями  и не зависит от любых стандартов вызовов удаленных процедур (RPC) или специфики транспортного уровня.

Сессия взаимодействия в SPICE делится на множество коммуникационных каналов (т.е. каждый канал - это удаленное  устройство) чтобы иметь возможность  контролировать обмен информацией  и обработку сообщений в зависимости  от типа канала (т.е. шифрование QoS), а также добавлять и отключать коммуникационные каналы во время работы (что поддерживается стандартом протокола).

Также используется Virtual Network Computing (VNC) — система удалённого доступа к рабочему столу компьютера, использующая протокол RFB (англ. Remote FrameBuffer, удалённый кадровый буфер). Управление осуществляется путём передачи нажатий клавиш на клавиатуре и движений мыши с одного компьютера на другой и ретрансляции содержимого экрана через компьютерную сеть.

Система VNC платформонезависима: VNC-клиент, называемый VNC viewer, запущенный на одной операционной системе, может подключаться к VNC-серверу, работающему на любой другой ОС. Существуют реализации клиентской и серверной части практически для всех операционных систем, в том числе и для Java (включая мобильную платформу J2ME). К одному VNC-серверу одновременно могут подключаться множественные клиенты. Наиболее популярные способы использования VNC — удалённая техническая поддержка и доступ к рабочему компьютеру из дома.

 

 

1.4 Использование тонких  клиентов в системе образования

 

Образование, подготовка и  переподготовка кадров - одна из сфер современной деятельности, где наиболее эффективно себя проявляют «тонкие клиенты».

Основная цель использования  такого решения (и не только в образовательная процессах) - снижение обшей стоимости владения). Во-первых, снижение затрат достигается за счет уменьшения первоначальных расходов на аппаратное и программное обеспечение и. во-вторых, на администрирование системы.

В учебных классах школьники  и студенты решает однотипные специализированные задачи, не требующие больших ресурсов персональных компьютеров.

Что ещё привносят «тонкие  клиенты» в сферу образования?

1. Большее количество  рабочих мест в образовательных  центрах, сетевых классах и  библиотеках. С одной стороны,  для размещения терминалов нужно  существенно меньше места, с другой стороны, стоимость решения значительно меньше, чем в случае покупки персональных компьютеров.

2. Безопасность доступа,  сохранность данных и надежность  выполнения программ на фоне  непрекращающихся попыток со  стороны учащихся и студентов  что-либо сломать или повредить.  Отсутствие дисководов и процессов  бесконтрольного перемещения информации с других носителей, приводит к невозможности заражения вредоносными программами сервера и устройств, интегрированных в локальную сеть.

3. Существенное снижение  сроков инсталляции и обновления  программного обеспечения.

4. Значительное снижение  энергопотребления и стоимости  обслуживания обучающих 1Т-комплексов.

Необходимо отметить и  другие важные преимущества использования  технологии тонких клиентов в учебном процессе:

5. Отсутствует необходимость  технического обслуживания рабочих  мест, что сокращает расходы учебного  заведения на обслуживающий персонал.

6. Нет ограничения в  ресурсах, возникающих при использовании  персональных компьютеров в качестве рабочих мест (оперативная память, диски и другие), так как все пользователи пользуются ресурсами центрального сервера. Более того, ресурса сервера разделяются между пользователями, и каждый пользователь получает производительность сервера по существенно более низкой цене.

7. Все ресурсы концентрируются  в руках преподавателя.

8. Отсутствует необходимость  системного администрирования рабочих  мест, так как все администрирование,  модернизация аппаратного или  программного обеспечения происходит на сервере.

9. Отпадает необходимость  поддержки и обновления версий  программного обеспечения, устанавливаемого  на персональные компьютеры - операционная  система, офисные и прикладные  программы.

10. Существенная легкость  подключения дополнительных рабочих  мест - просто подключить терминал  к локальной сети и провести  необходимые настройки на сервере (занимает не более 15 мин). При подключении в качестве рабочего места персонального компьютера инсталляция программного обеспечения занимает не менее трех часов.

11. Срок службы терминального  устройства в 2-3 раза превосходит  срок службы персонального компьютера, так как терминал не содержит  движущихся деталей.

В качестве примера использования  тонкого клиента в образовании, проект готового компьютерного класса, созданного  на основе терминального решения. Решение представляет собой сервер, управляющий терминалами – "тонкими клиентами" на рабочих местах. Такой подход к оснащению школьного компьютерного класса является более выигрышным по сравнению с традиционным. Причем, экономия достигается не столько за счет того, что "тонкие клиенты" (компьютеры с минимальной "начинкой", без жестких дисков и собственного ПО) сами по себе дешевле обычных рабочих станций, сколько за счет сокращения расходов на техническую поддержку – "тонкие клиенты" реже выходят из строя, чем их "толстые" собратья.

Кроме того, в системе  реализована функция автоматического  резервирования и восстановления системы после сбоев, причем, все пользовательские данные при этом сохраняются. По мнению руководителя проекта, достоинство данного решения, в первую очередь, в том, что учитель избавляется от решения множества технологических проблем и может сконцентрироваться непосредственно на учебном процессе.

В представленном решении  разработчики постарались "помирить" лицензионное и свободное ПО. В системе предусмотрена возможность работы в двух ОС: на данный момент это Windows от Microsoft и Linux на основе свободного ПО. Выбор загружаемой системы в начале урока производит учитель простым нажатием кнопки.

Это особенно важно в свете  того, что в рамках приоритетного  национального проекта "Образование" уже началась разработка пакета школьного программного обеспечения на базе свободного ПО.

 

ГЛАВА II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, МОНТАЖ И НАСТРОЙКА

                  КОМПЬЮТЕРНОГО КЛАССА НА БАЗЕ  ТОНКИХ

                  КЛИЕНТОВ NCOMPUTING X550

 

2.1 Требования к реализации терминального класса

 

Оборудовать компьютерный класс на базе терминальных станций значительно сложнее, чем на базе традиционных компьютеров.  Для создания терминального класса предъявляются другие программные и аппаратные требования. Начнем по порядку.

Аппаратные сведения для  реализации  компьютерного класса на базе тонких клиентов NComputing x550. 

Эта модель тонкого клиента  представляет собой материнскую плату форм-фактора mini-ITX, на которой стоит процессор с тактовой частотой 0,8 МГц, а также DOM, заменяющий оперативную память. На  материнской плате находятся радиаторы пассивного охлаждения. Тонким клиентам не нужно дополнительное питание от электрической розетки, так как маломощным микросхемам хватает питания, которое происходит по сетевому кабелю, подключенному, с одной стороны к тонкому клиенту, а с другой - к специальной PCI-карте, которая обеспечивает связь с хост-машиной.

Тонким клиентам необходимы мониторы, которые совпадают с  их базовым разрешением, которое  они могут обеспечить. Тонкие клиенты  не могут обеспечить 16-битную глубину цвета.

В данном проекте были выбраны  мониторы LG Flatron 19". Эти мониторы были рекомендованы продавцами терминалов как наиболее подходящие по разрешению и глубине цвета к тонким клиентам ncomputing x550.  Мониторы с задачами справляются, функция автоматической настройки изображения под источник вывода наиболее точно располагает картинку по экрану, а также автоматически настраивает яркость и контрастность изображения.

К устройствам ввода информации особых притязаний не было. Для проекта  использовались одни из самых дешевых и простых устройств с разъемами PCI/2, клавиатура и мышь марки Genius. Использование других дорогих мышей и клавиатур, оснащенных дополнительными гаджетами и требующими установку дополнительных драйверов, а также использование таких устройств совместно с простыми,  могут снизить работоспособность системы и вызвать частичный отказ оборудования.

Поскольку все вычисления тонких клиентов происходят на хост-машине,  хост-машина должна обладать внушительными характеристиками, чтобы обеспечить выполнение задач десяти станций одновременно.

В качестве хост-машины была выбрана машина, обладающая  следующими характеристиками:

Процессор:  intel core i3  с интегрированным графическим ядром, это значит, что  видеоядро расположено не на отдельной карте и не в чипсете материнской платы, а непосредственно в процессоре. Это процессор с многоядерной архитектурой. Многоядерный процессор необходим для того, чтобы делить задачи между ядрами, ведь суть многоядерности в том, чтобы вместо одного мощного процессора использовать несколько менее мощных, но тем самым обеспечить параллельное выполнение процессов. Поскольку каждое ядро этого процессора обладает тактовой частотой 1,7 Гц, что сопоставимо тактовой частоте среднего офисного компьютера, и этого вполне достаточно для выполнения задач, возложенных на данные машины.