1 it-management der virtuellen universität 5. tagung der dfn-nutzergruppe hochschulverwaltung 19. -...
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IT-Management der Virtuellen Universität
5. Tagung der DFN-Nutzergruppe Hochschulverwaltung19. - 21. 2.2001 in Kassel
Dr. Klaus Sternberger FernUniversität Hagen
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IT-Management der Virtuellen Universität (VU)
ein kurzer Überblick
1. Die FernUniversität auf dem Weg zur Virtuellen Uni
2. Struktur und Funktionen der VU
3. Technische Plattform
4. IT-Organisation
5. Status und Ausblick
4
Die FernUniversität auf einen Blick
68
6
1
80
420
450
770
1.700
58.000
130.000.000
Studienzentren
Fachbereiche
Universität
Professoren u. Professorinnen
Wiss. Mitarbeiter/innen
Tutoren und Mentoren
Techn. u. Verw. Mitarbeiter/innen
Kurse (Vorlesungen)
Studierende
DM HaushaltsvolumenLernraum Virtuelle Universität
7
Überleitung zur Virtuellen Universität
• „Virtualisierung“ aller Funktionsbereiche• Lehrangebot
• Betreuung, Kommunikation, Kooperation
• Übungs-, Praktikums-, Seminarbetrieb
• Zugang zu Bibliotheken, Informationsressourcen
• Prüfungsangelegenheiten
• Administration
• Ziele
• Abbildung des gesamten Studien- und Lehrbetriebs auf ein
integriertes, netzgestütztes System
• im Ggs. zur Virtualisierung von Teilfunktionen, z.B. MBone-Übertragung einer Vorlesung
• dazu ist eine technische Plattform erforderlich
8
Lernraum Virtuelle Universität
Lernraum Virtuelle Universität -
hochschulweite Integration
Technischer Betrieb
URZ
wird z. Zt. aufgebaut
9
Technischer Betrieb
URZ
wird z. Zt. aufgebaut
Lernraum Virtuelle Universität
Fach-bereiche
Forschungs-projekte
Lehrgebiete
Ver-waltung
Inhalte
ZFE
Rektorat
Biblio-thek
Lernraum Virtuelle Universität -
hochschulweite Integration
Gruppe:
Studien- und Lehrbetriebs-organisation
beschliesst
LVU-Büro im Rektorbüro
Prorektor als Medienbeauftragter
1 wiss. MA
1admin. MA
Nutzer-gruppe
erstellt Benutzeranforderungen und stellt Projektvorschläge zusammen
unterstützt
ZFE
1MA
URZ
1MA
UB
1MA
Experten-gruppe
berät Rektorat und Nutzergruppe
LVU-Entwicklung
(Tools, Strukturen, System)
URZneu
AG Design
Regel-betrieb
Forschung
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Funktionen der VU-Plattformallgemein
• Plattform zur netzgestützten Verteilung bzw. zum Abruf von Lehr- und Lernmaterialien
• Kommunikations- und Interaktionsplattform für Lernende und Lehrende
• Abbildung weiterer Dienste einer realen Universitätwie Büro, Bibliothek, Shop, Info-Vermittlung,...
• die Studierenden nutzen ihren PC dabei als• Lernstation• Kommunikationszentrum• Informationsagenten
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Nutzer + Betreiber
• Studierende, als primäre Adressaten, entsprechend den belegten Kursen
• Gäste, mit eingeschränkten Nutzungsmöglichkeiten (nur wenige Kurse)
• Bereichsadministratoren, zur Pflege und Betreuung fachlich-inhaltlicher Angebote(z.B. Multimedia-Kurse, Übungen, Infos, ...)
• VU-Administratoren (URZ) zur technischen Steuerung des Gesamtsystems
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Funktionen (1)
• Lehre– Einstiegsseite mit kursrelevanten Informationen– individuelle Kursübersicht, belegte Kurse– Verzweigung auf
+ Kurstext u. Inhaltsverzeichnis, Glossar etc.+ Übungen, z. T. mit automatischer
Rückmeldung nach erfolgter Korrektur+ integrierte Kommunikationsfunktionen
– Kurse und Übungen netzgestützt zu bearbeiten oder abzurufen
• Büro– Kursdatenverwaltung (nur für Kursbetreuer)– Kursauswahl (für Gäste)– An-/Abmeldung
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Funktionen (2)
• Bibliothek - Schnittstelle zu UB-Diensten
• Cafeteria - zur Förderung von Lern- und Arbeitsgruppen
• Info, Shop, Hilfe, ...
• Administrationsfunktionen
– Zugang als Gast:https://vu.fernuni-hagen.de/ (gast/gast)
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Struktur der Virtuellen Universität
Netz-Dienste
E-
News ftp IRC
BS
CW
Vid
eo
-C
on
ferenc
eWWW
Netz-Zugang GWiN VPN
DFNZugang@Home
Uni@Home
LokaleEinwähl-Router
VU-Systeme
Web-AssignVirtuelle UniversitätET-Online
NetzfunktionenSLO-Systeme
DatenStudenten-DB
KVS
Quell-DB Multimedia-LehrmoduleInfo-Dienste
StudierendeNutzer
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Systemumgebungen
Lernraum Virtuelle Universität
Anwendung
VCI Plattform 2000
Software ET-Online VU WebAssign
Betriebssystem LinuxSolaris(WWW-Server)
Solaris Solaris Solaris 8
Scriptsprache PHP 4 Perl, C/C++ Java Java, Perl, C/C++
DB-System SQL 7 Oracle 8i Informix odermySQL,Portierung aufOracle
Oracle 8.1.7
Web-Server Apache 1.2incl. SSL 1.8
Apache 1.3incl. SSL
Apache mit SSLund Servlet--Anbindung
Apache 1.3SSL
sonstiges --- Authentifikations-modul
--- I-Planet DirectoryServer
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Plattform 2000
Studierende
Netz-Dienste
E-
News ftp IRC
BS
CW
Vid
eo
-C
on
ferenc
eWWW
Netz-Zugang GWiN VPN
DFNZugang@Home
Uni@Home
LokaleEinwähl-Router
VU-Systeme
Web-AssignVirtuelle UniversitätET-Online
NetzfunktionenSLO-Systeme
Lehr-Information
Studenten-DB
KVS
Quell-DB Multimedia-LehrmoduleInfo-Dienste
Plattform 2000
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Systembasis für die Plattform 2000
Lernraum Virtuelle Universität
MCU
Newsftp, IRC
BSCW
WWW-ServerMailhost
Sun E 450
Load Balancing
E 450
Netz-zugang
DirectoryService
GWiN34 Mbit/s
VPN
DFNZugang@Home
Backup + Archiv-Systemeauf ADSM-Basis
VU-Applikation
Sun E 5500
DB-Server
Sun E 4500
Oracle 8iSun T3ES655 GB
NSM
Verwaltung
Informix SSA-T40145 GB
HIS + SLO-ApplikationenIBM RS/6000-
F80
-F40
Firewall
NSM
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Technische Plattform
• Applikationsserver Sun E4500
– Apache Web-Server als Nutzerinterface– Vielzahl von Skripten mit VU-Funktionen– Directory Server
• Datenbank-Server Sun E4500
– Oracle 8i EE mit verschiedenen Zusatzprodukten– RAID Storage Sun T3 ES mit 655 Gbytes
• Netzdienste-Server– allgemeine Web-Server und Mailhost auf 2x E450 – Load Balancing-Konfiguration– News, ftp auf mittleren Servern– BSCW-Server als Basis für Gruppenkommunikation
• Videokonferenz (in Aufbauphase)– Meeting Point-Server (WhitePine)– Übertragungprobleme bei >5 Teilnehmern über <=64 Kbit-
Verbindungen
– Lizenzprodukt mit Application Sharing im Test, Web-basierte Nutzung
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Zugang zur VU
• Netzzugang– direkte Einwahl, 72 ports– VPN-Einwahl
• uni@home (Telekom), Citytarif• in Kürze:
DFNZugang@home (Talkline) für 2,48 Pf/min– andere Service Provider über DeCIX/GWiN,
IP-Adresse nicht in FeU-Domain (Lizenzprobleme!)
• Zentraler Account– Antrag per Web-Interface– Abwicklung per Netz– keine automatische Account-Vergabe bei Einschreibung
• Steuerung über zentralen Directory Server– I-Planet Directory Server 4.1 mit Replica‘s– knappe Attribute-Liste,
enthält i.W. nur Accountdaten, Mail-Adresse und SSL-Key– in Vorbereitung: Differenzierung interne/externe Nutzer
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Schnittstellen zu Verwaltungssystemen
• Vorrang der bestehenden Verfahren zur– Einschreibung
– Kursbelegung
– Gebührenverwaltung
• VU-Systeme bedienen sich der Standard-Verfahren und -Datenbanken, also SOS/POS und FernUni-Funktionen
• Belegung eines Kurses ist Voraussetzung für VU-Nutzung
• Dynamischer Abruf möglich, Absicherung durch Caching der Daten in VU
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Fachbereiche,Lehrgebiete als VU-Anbieter/-Anwender
Studierendelehrbezogene Beratung,
Arbeitsbereich
VU-Systeme
Betreuung der VU-Applikationen und Datenbanken
Implementierung von Lehrmodulen in VU-Plattform
Unterstützung zu Kommunikationsdiensten etc.
Fernstudien- undVerwaltungs-systeme
Server- undNetzbetrieb
Systembetreuung
SchnittstellenVU - SLO
Technischer Betriebder VU-Server und Netzdienste
Beratung undIT-Service
URZ-Hotline,PC- und LAN-Systeme
Keine Relevanz für die VU
Telef. BeratungsdienstMo. - Fr. 9 - 22 Uhr
2. Level-Support anwendungsbezogen
Rückkopplung von Problemen
Kursbetreuung
1. Level-Support zu VU-Problemen technischer Art
URZ-URZ-ArbeitsbereicheArbeitsbereiche
VU-Regelbetrieb im URZ
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Sicherheitsfunktionen
• Firewall vor sensiblen Systemen,ergänzt um Access-Filter auf Routern
• Verwendung privater, nicht route-fähiger Netzadressen (10.x) für kritische Systeme
• SSL-gesicherte Kommunikationskanäle für VU-Nutzung• SSL-Authentifizierung für einzelne Funktionen,
z. B. Prüfungsergebnis-Abfrage, PGP nur bei Mail von Bedeutung
• Minimierung von Accounts und unterstützten Netzdiensten auf kritischen Servern
• Checksum-Sicherung für Systeme und Anwendungen• Datensicherung über ADSM/TSM und automatisches
Backup- und Archiv-System
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Verfügbarkeit der Plattform
• 24 x 7-Betrieb der VU unverzichtbar
• Dienstzeiten Mo. 8.00 - Fr. 18.00 Uhrd. h. ca. 70 % ohne Systembetreuung
• Wochenende- wichtige Arbeitsphase für Fernstudierende- lange Phase ohne personellen Support
• Sicherstellung einer höheren Verfügbarkeit durch- technische Lösungsansätze- oder: Bereitschaftsdienst
• Ziel: möglichst weitgehend mit technischer Unterstützung
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Verfügbarkeits-Management (1)
1. Konfigurationsansätze
• Redundante Hardware-Systeme– Prozessoren, Hot-plug-Platten, RAID-Speicher– Netzschnittstellen, Netzteile/Stromversorgung– Cluster-Konfiguration?
• Applikationen mit Load Balancing– WWW-Server + Mailhost– Technische Lösung mit Cisco Local Director 430
(in Vorbereitung)
• Netzzugang (für Studierende)– uni@home VPN-Lösung seit WS 98: bundesweit zum Citytarif – DFNZugang@home über GWiN-Kernnetz als Nachfolger– GWiN-Anschluss mit Backup-Zuleitung:
aktuell noch nicht, aber bei DFN in Diskussion– notwendig für Virtuelle Universität,
da DFNZugang@home (und andere SP) über GWiN erfolgt
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Verfügbarkeits-Management (2)
2. Software-Ansatz
System-Management-Tool: BMC Patrol
• Software-gestützte Überwachung von– Betriebssystemen– Applikationen– Datenbanken– Netzkomponenten
• autonome Agenten arbeiten auf überwachtem System und sammeln lokal Daten, z. B. zu
– CPU-Auslastung– Füllgrad definierter Files– Antwortzeiten
• erlaubt Reaktionen vor Ausfall einer Funktion
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Verfügbarkeits-Management (3)
• Agenten erzeugen im Zusammenwirken mit sog. Knowledge Module (KM) Events, die auf einer Überwachungskonsole graphisch angezeigt werden
• Agenten lösen selbstdefinierte Aktionen aus, z. B.– Message (Mail, SMS, ...) an Bereitschaftsdienst
– Reset einer „hängengebliebenen“ Anwendung
– Reboot eines Systems
– ...
• Dazu Entwicklung eigener Skripte (im Aufbau), die Parameter zu Betriebserfahrungen in Aktionen umsetzen
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BMC PATROL - StrukturBMC PATROL - Struktur
– Console– Agent– Knowledge
Module– Event Manager
– Console– Agent– Knowledge
Module– Event Manager
History
KM
AgentAgent
KM
Events
30
Überwachte Systeme und Merkmale
31
Definiton von Grenzwerten
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Graphische Anzeige
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Status Anfang 2001
• Produktionsaufnahme der Plattform 2000 im URZ unmittelbar bevorstehend
Nutzungsdaten Ende WS2000/01• Ca. 11.000 Studierende aktiv• 323 Kursbetreuer • 173 Kurse
– 69 Informatik
– 32 Mathematik
– 17 Erziehungs- und Geistenwissenschaften
– 15 Wirtschaftswissenschaften
– 15 Externe
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Perspektiven
• Rektoratsbeschluss zur Entwicklung der nächsten VU-Generation bis 2003
• Plattform 2000 für die nächsten Jahre Basis der VU-Angebote der FernUniversität
• Hochschulweite Entwicklung bzw. Umstellung auf Multimedia-Kurse und Netzanwendungen
• Einbeziehung externer Angebote in Diskussion• Vorläufer-Versionen verfügbar im Rahmen des
NRW-Projektes CampusSource– als Quellcodes– ohne Lizenzgebühr, ohne Garantie– mit Recht zur Änderung und Verteilung
• Plattform für eine Deutsche Virtuelle Universität ?
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Vielen Dank für Ihr Interesse !
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