Hochschule Darmstadt virtualisiert Desktops im Lernzentrum, Labor und für den Klausurbetrieb 95 Prozent Energiekosten gespart durch Zero-Client-Technologie

Autor / Redakteur: Frank Zscheile / Gerald Viola

Noch bis vor Kurzem mussten die Studierenden des Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt in ihren Klausuren komplizierte Programmieraufgaben herkömmlich auf Papier lösen. Am PC war dies wegen des zu hohen Konfigurationsaufwandes für jeden einzelnen Rechner nicht zu realisieren.

Firma zum Thema

Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt
( Archiv: Vogel Business Media )

Mit einer neuen Desktop Virtualisierungslösung ist es nun möglich, jedem Prüfling temporär einen virtuellen Desktop mit genau den Applikationen bereitzustellen, die er für seine Klausur braucht.

Seit Ende 2008 realisiert der Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik gemeinsam mit der transtec AG ein neues Engineering-Konzept zur Desktopvirtualisierung mit den Produkten des US-amerikanischen Herstellers Pano Logic. Die Lösung besteht aus dem Pano Device, einem faustgroßen Würfel, und dem Pano Manager als Verwaltungsoberfläche.

Bildergalerie

Das Pano Device ist ein Zero Client, der Tastatur, Maus, Bildschirm, Audio und USB-Endgeräte mit einem virtuellen Windows-System verbindet. Jeder Studierende kann damit sämtliche Hard- und Software-Ressourcen des Fachbereiches nutzen; dafür erhält er bei der Immatrikulation einen Zugang, den er sein Studium über behält.

„Ein unheimliches Gefühl der Ruhe“ bei den Klausuren

Nach Einführung der Desktopvirtualisierung im Lernzentrum und den praktischen Laborbereichen wie Regelungs-, Mikroprozessor- und Messtechnik ist die Umstellung des Klausurbetriebs auf Pano Logic Technologie der bisherige Höhepunkt des Projektes. 50 Zero Clients hat transtec dafür in den Klausurräumen installiert und 250 Prüfungen wurden bereits per virtuellem Desktop absolviert.

Hubert Langenstein, wissenschaftlicher Mitarbeiter und IT-Verantwortlicher am Fachbereich Elektro- und Informationstechnik: „Durch den geringen Platzverbrauch dank Untertischmontage, die minimale Wärmeemission der Pano-Logic-Boxen und die Ausfallsicherheit der Desktop-Virtualisierungstechnologie haben wir unseren Klausurbetrieb auf ein komplett neues Niveau gehoben.“ Professor Dr. Antje Wirth fügt hinzu: „Der lautlose Betrieb der Pano-Logic-Boxen erzeugt während der Prüfungen heute ein fast unheimliches Gefühl der Ruhe!“

Nächste Seite: Der nächste Einsatzbereich sind die Vorlesungen

Professoren erstellen vor der Prüfung am zentralen Server die für jeden einzelnen Klausurabsolventen erforderlichen Templates. Der Prüfling greift dann während der Klausur über die Pano Logic Box temporär auf seinen persönlichen virtuellen Desktop zu und kann seine Prüfungsaufgaben dadurch komfortabler und schneller erledigen als früher. Neben dem Klausurbetrieb werden in Kürze auch in den Vorlesungen Pano Logic Devices zum Einsatz kommen, über welche die Studierendenden Zugriff auf SAP und Standard-Büroanwendungen haben.

Gestartet wurde das Projekt zur Desktopvirtualisierung am öffentlichen Lernzentrum des Fachbereiches Elektrotechnik und Informationstechnik. Dieses existiert seit zwölf Jahren. In Laboren, Seminar- und öffentlichen Räumen haben 2.300 Studierende Zugang zu Software-Anwendungen, die in Labor und Lehre eingesetzt werden: Simulationspakete für Elektro-, Energie- und Regelungstechnik, Software Engineering Tools und spezielle Programmierumgebungen. Bislang liefen die Anwendungen auf 600 PCs über Windows 2000 Server Domain.

Durch die Ablösung der PCs durch Zero Clients ist die Administration des Lernzentrums heute wesentlich einfacher, Updates und Release-Wechsel sind besser planbar, durch Einbindung von Browsertechnologie wurde die Kommunikation mit den Studierenden verbessert und vor allem spart die Hochschule heute bis zu 95 Prozent der Energiekosten in ihrem Lernzentrum – ein Green-IT-Projekt, wie es im Buche steht.

Nächste Seite: Zentral Performance und Arbeitsspeicher verwalten

Administration vor Ort fällt vollständig weg

Die im Lernzentrum zur Verfügung stehenden Anwendungen waren früher zum Teil vor Ort auf den Rechnern installiert, zum Teil – wie bei komplizierten Programmen – direkt im Rechenzentrum. Hubert Langenstein, wissenschaftlicher Mitarbeiter und IT-Verantwortlicher am Fachbereich: „Wir suchten deshalb eine Lösung für die zentrale Administration und Verteilung aller Ressourcen. Thin Clients wären ein Ansatz gewesen, doch sie haben den Nachteil, dass auch hier Betriebssystem, Prozessor, Grafikkarte und Peripherie vor Ort vorhanden sind. Damit hängt aber die Performance wieder vom Endgerät ab.“

Mit dem neuen System wollte das IT-Team von zentraler Stelle aus die Performance wie auch den Arbeitsspeicher verwalten können, sodass die Administration vor Ort vollkommen wegfallen kann.

Im November 2008 folgte eine erste Teststellung mit drei Pano-Logic-Boxen, die man mit allem belastete, was an Hard- und Software am Fachbereich zum Einsatz kommt. Anschließend ging es in den Roll-out.

Seitdem schafft der Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt keine neuen PCs mehr an, sondern stattet seine Lehrräume komplett mit Zero-Client-Technologie aus und ersetzt jeden abgeschriebenen Rechner durch eine Pano Box. Zehn Monate nach dem Projektstart waren bereits drei Schulungsräume vollständig mit den Zero Clients ausgestattet, im Anschluss sind die Laborbereiche an der Reihe.

Servervirtualisierung mit Microsoft Hyper-V

„Wir haben hier den umgekehrten Weg wie sonst üblich beschritten“, sagt Hubert Langenstein, „und zunächst unsere Clients virtualisiert. Quasi ein Nebenprodukt war die anschließende Virtualisierung unserer Server, zunächst auf VMware-Basis, künftig aber mit Microsoft Hyper-V 2.0, was uns lizenzmäßig entgegenkommt.“

Der Ausbau der Zero-Client-Lösung an der Hochschule Darmstadt wurde auch wissenschaftlich begleitet. In seiner Diplomarbeit untersuchte Stefan Krebs – inzwischen Diplom-Ingenieur für Elektrotechnik – die Vorteile eines Zero-Client-Systems im Vergleich zum konservativen Aufbau eines Lernzentrums.

Ein Preis für die Innovation

Dabei fanden zum einen energietechnische Auswertungen der Pano-Boxen mit entsprechend kalibrierten Messsystemen statt, des Weiteren wurden der Bedienungskomfort des Systems und generell die Vorteile einer zentralen Verwaltung im Bereich von eLearning untersucht.

Im Sommer 2009 erhielt der Wissenschaftler für seine Untersuchungen den Alfred-Döhrer-Preis der Hochschule Darmstadt, der alljährlich für technisch besonders innovative Projekte verliehen wird.

Einfacheres Patch Management, leichtere Updates und Release-Wechsel

Für die IT-Administratoren am Fachbereich ist die Desktop-Virtualisierungslösung von Pano Logic vor allem beim Patch Management, bei Updates und Release-Wechseln von großem Vorteil. Die Lernräume hängen heute von sieben Uhr morgens bis abends acht Uhr am Stromnetz, das heißt, wenn ein Student einen Arbeitsplatzrechner einschaltet, wird dieser mit Strom versorgt. Nachts und am Wochenende werden die Räume automatisch spannungslos geschaltet.

Früher mussten die PC auch außerhalb der Benutzungszeiten laufen, da zu diesen Zeiten bevorzugt Patches und neue Software-Versionen aufgespielt werden. Auf diese Weise realisiert der Fachbereich Einsparungen bei den Energiekosten von 95 Prozent. Dies wurde bereits bei der Diplomarbeit durchgerechnet, als man zwei Labore mit je zwölf PC und Pano-Boxen identischen Belastungen aussetzte und so die exakte Energieeffizienz der Zero-Client-Lösung angeben konnte.

Die Pano-Technologie versetzt das Lehrpersonal am Fachbereich auch in die Lage, schneller und direkter mit den Studierenden zu kommunizieren. Auf jedem Desktop werden per Firefox-Browser tagesaktuelle Nachrichten ausgegeben: Welche Vorlesung fällt aus, gibt es Raumverlegungen etc. – neben den Lernarbeitsplätzen auch an einer Reihe öffentlicher View Points in Eingangs- und anderen zentralen Bereichen des räumlich weit über den Campus verstreuten Fachbereiches. Hinter diesen 42 Zoll großen Monitoren verbirgt sich jeweils ein Pano Device. So wird an den View Points die Webseite des Fachbereiches permanent neu geladen und sorgt für ein reibungsloses Zusammenspiel im Unibetrieb.

Nächste Seite: ROI in nur eineinhalb Jahren

ROI innerhalb von 18 Monaten erreicht

Vor dem Umstieg auf Zero Clients hatte die IT-Abteilung eine genaue ROI-Analyse der Neuinvestition angestellt.

Hubert Langenstein: „Wir gehen davon aus, dass wir alle drei Jahre neue Rechnersysteme brauchen, weil Betriebssysteme oder aktualisierte Software-Versionen auf der alten Hardware nicht mehr lauffähig sind. Ein Pano Device, so die weitere Überlegung, überlebt erwartungsgemäß zwei Hardware-Generationen – und kostet nur die Hälfte eines PCs. So wird sich die neue Lösung schon nach anderthalb Jahren amortisieren.“

Am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik konnte man durch die Virtualisierung zudem acht Serversysteme im Backend abschalten, sodass auch serverseitig 8 x 500 Watt weniger Stromkosten anfallen. Hubert Langenstein beantwortet mit dem Projektpartner transtec inzwischen etliche Anfragen anderer Universitäten, unter anderem der Hochschule Reutlingen, der Freien Universität Berlin und der Universität Hannover, die an der Einführung einer Zero-Client-Technologie für ähnliche Zwecke interessiert sind.

Auch intern an benachbarten Fachbereichen macht der 46-Jährige eifrig Werbung für die Zero Clients von Pano Logic. „Die Technik eignet sich nicht überall“, sagt er, „manche Laborbereiche, etwa in der Robotik, sind zu rechenintensiv, aber zwischen 70 und 75 Prozent der Anwendungen kann man unserer Erfahrung nach mit der Technik abdecken.“

(ID:2047368)