Планирование и организация локальной сети на основе технологии "тонкий клиент".

Содержание
Введение
1. Обзор технологии
1.1. Историческая справка
1.2. Современное состояние технологии «тонкого клиента»
1.3. Преимущества и недостатки технологии «тонкого клиента»
1.4. Области применения технологии «тонкого клиента»
2. Анализ вариантов построения ЛВС КИВТ
2.1. Некоторые вводные замечания
2.2. Традиционная организация ЛВС
2.3. Организация ЛВС на основе Windows 2003 Terminal Server
2.4. Организация ЛВС на основе WinConnect Server XP
2.5. Сравнение вариантов организации ЛВС КИВТ
2.6. Создание «тонкого клиента» на базе устаревшего ПК
Заключение
Библиография
Приложения

Планирование и организация локальной сети на основе технологии "тонкий клиент".

Intel 5520
Оперативная память
8192-MB (2x4096 MB, 10 Empty)
HDD
300GB 10K SAS 6G 2.5 DP HDD x 2 RAID-0
Сетевой контроллер
двухпортовый HP NC382i 1000 Мбит/сек
Таким образом, расчет конфигурации сервера с помощью HP ProLiant Sizer for Citrix XenApp and Microsoft Windows Server 2003 Terminal Services подтвердил предварительно принятые параметры.
Как показывает анализ прайс-листов [13], оценка стоимости сервера в 12190 руб., показанная конфигуратором, является заниженной примерно в 10 раз. Возможно, конфигуратор показывает стоимость комплектации серверного корпуса, так как указанная сумма совпадает с итогом таблицы «материалы» (см. приложение 1). На самом деле сервер примерно такой конфигурации может быть приобретен за 114000 руб.
Для удешевления проекта, в качестве терминального сервера выбираем сервер местного производства АПИТ i110q с двумя дополнительными модулями памяти стоимостью 47635 руб. [9], характеристики которого приведены в таблице 5.
Определим теперь затраты на лицензирование программного обеспечения терминальной системы. Основные необходимые лицензии перечислены в таблице 6.
Серверная лицензия Windows 2003 Terminal Server необходима для каждого сервера, на котором предполагается использовать службу терминального доступа. Ее стоимость составляет 26443 руб. [9]
Клиентская лицензия Windows Server 2003 CAL необходима для использования служб терминального сервера. Возможные варианты – CAL на одного пользователя (User CAL) или CAL на одно сетевое устройство (Device CAL) такое, например, как «тонкий клиент». Так как пользователей КИВТ много, а терминалов ограниченное количество, выбираем лицензию на устройство, стоимость которой составляет 986 руб. [9]
Таблица 5.
Характеристики выбранного терминального сервера
Процессор
Core 2 Quad Processor Q9500 2.83 ГГц/ 6Мб/ 1333МГц / LGA775
Чипсет
Intel 3200
Оперативная память
8 Gb DDR2
HDD
2 x 300 Gb SATA RAID-0
Видео
ServerEngines with 8MB memory
Сетевой контроллер
2 x Intel® Gigabit Ethernet connections
В терминальных системах кроме лицензии на программное обеспечение сервера и лицензии клиентского доступа CAL на каждое рабочее место необходима лицензия на доступ к службе Terminal Services, называемая Windows Server 2003 TS CAL, ее стоимость составляет 2737 руб. [9]
Как правило, в «тонких клиентах» также используется одна из версий Windows, например, Microsoft Windows CE, которая также лицензируется. Выбрав тонкий клиент с предустановленной системой Linux, мы избежали необходимости оплачивать еще и эту лицензию.
Лицензия на антивирус Касперского 2010 рус. с правом установки на 2 ПК (BOX) стоимостью 1709 руб. [9] В данном случае необходима только одна лицензия – для терминал-сервера.
Таблица 6.
Лицензии на программные компоненты терминальной системы
Программый продукт
Назначение
Требуемое количество лицензий
Microsoft Windows Server 2003 Terminal Server
Программное обеспечение терминального сервера
По числу серверов
Client Access License (Device CAL)
Разрешение на сетевой доступ одного рабочего места к терминальному серверу
По числу активных рабочих мест
Terminal Server Client Access License (TS CAL)
Разрешение на сетевой доступ одного терминального рабочего места к приложениям на терминальном сервере
По числу тонких клиентов
Microsoft Windows CE
Системное программное обеспечение тонкого клиента
По числу тонких клиентов
Таким образом, капитальные затраты на создание ЛВС по технологи «тонкий клиент» с использованием Windows Server 2003 Terminal Server составят:
руб.
2.4. Организация ЛВС на основе WinConnect Server XP
В качестве «тонкого клиента» для рабочего места учащегося выбираем Тонкий клиент ТОНК 1202 стоимостью 5490 руб. [16] (характеристики рассматривались в п.2.3).
Конфигурацию системного блока для рабочего места преподавателя, выступающего в качестве терминального сервера, определим по рекомендациям фирмы ThinSoft, разработчика WinConnect Server XP.
В соответствии с системными требованиями для одного пользователя, работающего на терминальном сервере непосредственно и одного удаленного пользователя требуется рабочая частота процессора 1 ГГц. Для каждого следующего удаленного пользователя следует добавлять к частоте по 100 Мгц. Таким образом, требуемая частота процессора составит 2.9 ГГц.
Для операционной системы Windows XP объем оперативной памяти определяется из расчета 256 Мб на систему и от 128 до 256 Мб на каждого удаленного пользователя, в зависимости от запускаемых приложений. Таким образом, объем оперативной памяти должен быть не менее 6 Гб.
На основании изложенного выше, в качестве рабочего места преподавателя/терминального сервера выбираем сервер АПИТ i110q с дополнительным модулем памяти стоимостью 44507 руб. [9], характеристики которого приведены в таблице 7.
Таблица 7.
Характеристики выбранного терминального сервера
Процессор
Core 2 Quad Processor Q9500 2.83 ГГц/ 6Мб/ 1333МГц / LGA775
Чипсет
Intel 3200
Оперативная память
6 Gb DDR2
HDD
2 x 300 Gb SATA RAID-0
Видео
ServerEngines with 8MB memory
Сетевой контроллер
2 x Intel® Gigabit Ethernet connections
Определим расходы на лицензирование программного обеспечения.
Лицензия на операционную систему Microsoft Windows XP Professional 32-bit OEM стоимостью 5890 руб. [9]
Лицензия на подключение трех удаленных рабочих мест WinConnect Server XP стоимостью 9269 руб. [21]
Лицензия на антивирус Касперского 2010 рус. с правом установки на 2 ПК (BOX) стоимостью 1709 руб. [9] В данном случае также необходима только одна лицензия – для терминал-сервера.
Таким образом, капитальные затраты на создание ЛВС по технологи «тонкий клиент» с использованием WinConnect Server XP составят:
руб.
2.5. Сравнение вариантов организации ЛВС КИВТ
Рассмотрим структуру капитальных затрат по трем рассмотренным вариантам. Капитальные затраты состоят из затрат на оборудование рабочих мест учащихся, на оборудование рабочего места преподавателя/терминальный сервер и на лицензии программного обеспечения. Для наглядности сравнения изобразим указанные затраты в виде гистограммы (рис.4).
Рис.4.Капитальные затраты на организацию ЛВС
Из гистограммы видно, что при использовании технологии «тонкого клиента» уменьшаются капитальные затраты на оборудование рабочих мест и лицензии программного обеспечения, но существенно возрастают затраты на серверное оборудование. Кроме того, следует отметить, что, по всей видимости, фирма ThinSoft занижает требования к оборудованию терминального сервера. Несмотря на все возможное совершенство программного обеспечения WinConnect Server XP, сомнительно, чтобы сервер, имеющий на четверть меньший объем оперативной памяти, справился с заданным потоком вычислений. Таким образом, терминальный сервер для варианта WinConnect Server XP должен, по видимому, быть таким же, как и для варианта Windows 2003 Terminal Server, то есть выигрыш по капительным затратам при использовании WinConnect Server XP получаем только за счет меньших расходов на лицензирование. С учетом этой поправки капитальные затраты при использовании WinConnect Server XP составят:
руб.
В целом же капитальные затраты по варианту Windows 2003 Terminal Server на 17% меньше, чем при традиционной организации сети, а по варианту WinConnect Server XP на 26% меньше (с учетом того, что при этих двух вариантах используется одинаковое оборудование терминального сервера). Расчет был выполнен по текущим ценам и при конкретном выборе оборудования, но общая тенденция понятна.
Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод, что организация ЛВС КИВТ на основе технологии «тонкого клиента» является экономически целесообразной. Капитальные затраты на ее построение снижаются по сравнению с капитальными затратами при традиционной организации сети, а в перспективе можно, кроме того, добиться существенной экономии на модернизации и ремонтах аппаратных средств, администрировании сети и электрической энергии, о чем было подробно рассказано в п.1.3.
Из вариантов организации сети на основе Windows 2003 Terminal Server и на основе WinConnect Server XP, на наш взгляд, следует все-таки выбрать первый. Решение на основе WinConnect Server XP не является масштабируемым, количество подключений «тонких клиентов» ограничивается двадцатью, то есть сеть будет практически не расширяемой. Кроме того, это решение гораздо менее опробировано, оно нуждается в предварительном тщательном тестировании.
2.6. Создание «тонкого клиента» на базе устаревшего ПК
Как уже было сказано в п.1.2 «тонким клиентом» может являться обычный ПК, мощности которого не хватает для работы с современными приложениями. Таким образом, при модернизации ЛВС КИВТ можно использовать имеющийся в наличии парк устаревших ПК для создания на их основе «тонких клиентов».
Эта задача решается с помощью программного обеспечения, разработанного в рамках проекта ThinStation [20].
В состав проекта входит ядро системы Linux, укомплектованное пакетом системных программ busybox (упрощенный вариант bash, awk, cat, chmod, grep и ряд других), клиенты rdesktop, telnet, а также ряд X-серверов. Загрузочный образ можно подготовить практически для любой x86‑системы: поддерживается более 20 сетевых карт, более 15 звуковых карт, более 20 разновидностей видеокарт. В результате сборки образ получается в виде файлов .nbi (etherboot-загрузка), .iso, initrd, pxelinux, syslinux. Связка initrd и pxelinux позволяет создать сетевой бездисковый терминал.
В составе дистрибутива нет никаких клиентов терминальных серверов, кроме rdesktop, но, при необходимости, можно добавить в загрузочный образ клиента citrix, vncviewer и даже tarantella. По мере сборки загрузочного образа заказанные дополнительные клиенты скачиваются с сайтов производителей.
Программное обеспечение ThinStation предъявляет следующие требования к минимальной конфигурации для запуска «тонкого клиента»:
частота ЦП – 100 МГц
размер ОЗУ – 16 Мб
размер видеопамяти – 1 Мб
Предполагается также, что ПК имеет возможность сетевой загрузки, то есть либо в BIOS есть выбор варианта загрузки с помощью PXE, либо сетевая карта имеет слот с микросхемой Boot-ROM. Если такой возможности нет, то необходимо или доукомплектовать сетевую карту соответствующей микросхемой, либо дополнить системный BIOS материнской платы кодом для сетевой загрузки [5].
Загрузочный образ собирается на основе конфигурационного файла build.conf, структуру которого и саму последовательность сборки можно посмотреть в [8].
При загрузке PXE-код посылает DHCP-запросы. Эти запросы должны быть обработаны DHCP сервером сети, который присваивает «тонкому клиенту» IP адрес и сообщает ему IP адрес TFTP сервера. Получив адреса, PXE-код инициирует загрузку образа операционной системы с TFTP сервера.
DHCP и TFTP серверы могут быть реализованы непосредственно на терминальном сервере, в случае Windows 2003 Terminal Server DHCP устанавливается как протокол, а TFTP является частью Remote Installation Services (RIS) [11].
С момента включения «тонкого клиента» до момента выдачи IP-адресов проходит порядка 30 секунд. Примерно еще столько же времени происходит распаковка образа в памяти терминала и настройка рабочего стола. После этого можно запустить RDP-клиент и ввести адрес терминал сервера (рис.5 а, б).
Получив ответ от терминал-сервера, можно ввести логин и пароль и получить доступ к удаленному рабочему столу (рис.5 в, г).
Впрочем, процедуру можно упростить и запускать rdesktop автоматически при старте операционной системы, а адрес терминального сервера сразу зашить в образ. Тогда после старта на экране «тонкого клиента» сразу появится приглашение Windows.
Для тонкой настройки каждого терминала в отдельности предназначен файл thinstation.conf.network, который располагается на TFTP сервере вместе с образом системы. В нем задается, например, видеоразрешение для X сервера [8].
а
б
в
г
Рис.5. Последовательность загрузки «тонкого клиента»
Следует отметить, что, хотя такая реконструкция позволяет избавиться от жесткого диска, устаревший компьютер не становится в полном смысле слова «тонким клиентом». У него по-прежнему остаются движущиеся части (кулер, вентилятор в блоке питания), поэтому особой долговечности от него ждать не приходится. А как только какой-нибудь узел выйдет из строя, из-за отсутствия запасных частей к устаревшему оборудованию придется менять, скорее всего, весь системный блок.
Таким образом, описанное решение помогает отсрочить, но не предотвратить замену устаревших ПК. Впрочем, имея подобный опыт, можно получить некоторую экономию за счет приобретения вместо аппаратных «тонких клиентов» ПК формата booksize на холодном процессоре. 
Заключение
Исходя из анализа технической литературы по проблемам построения сети на основе «тонкого клиента» и произведенных расчетов можно сделать вывод, что организация ЛВС КИВТ на основе этой технологии вполне возможна; более того, ее можно рекомендовать к внедрению как для создания новых ЛВС КИВТ, так и для модернизации уже имеющихся.
Опыт внедрения таких решений в образовательных учереждениях [4] показал, что и капитальные затраты, и совокупная стоимость владения в пересчете на одно рабочее место оказываются существенно ниже, чем при использовании традиционной технологии. Общие затраты времени на администрирование компьютерного класса также оказались значительно меньше.
В качестве недостатков технологии «тонкого клиента» в [4] отмечают чувствительность к повреждениям сети и зависимость от надежности терминального сервера, необходимость привлечения к администрированию и начальной настройке более квалифицированного специалиста, необходимость модернизации под новую технологию имеющегося учебного программного обеспечения.
В целом же в [4] по опыту эксплуатации ЛВС делается положительный вывод. Таблица сравнения характеристик ЛВС на основе «тонкого клиента» и ЛВС на основе ПК из [4] приведена в приложении 2.
Библиография
1. Методические рекомендации по оборудованию и использованию кабинетов информатики, классов с персональными электронно-вычислительными машинами или видеодисплейными терминалами в учебных заведениях системы общего среднего образования/ И.В. Роберт, Л.Л. Босова, И.Ш. Мухаметзянов и др. – Под науч. рук. И.В. Роберт.  Сборник "Ученые записки ИИО РАО"  Выпуск 4, стр. 68-110
2. Компьютерные сети. Принципы, технологи, протоколы / В.Г. Олифер, Н.А.Олифер. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с., ил.
3. Wilson C.S., Jones A.A., Stansel P. Deploying Citrix MetaFrame Presentation Server 3.0 with Windows 2003 Terminal Services. O’Reilly Media Inc., 2004. – 561 pp.
4. Копацкая М., Якимюк Ю., Дубинский А. Использование тонких клиентов в компьютерном классе кафедры медико-биологической физики и информатики Днепропетровской государственной медицинской академии. IES: The Sixth International Conference “INTERNET –EDUCATION - SCIENCE” Vinnytsia, Ukraine, October 7 –11, 2008
5. Касперски К. Модифицируем BIOS. – Журнал «Системный администратор», №6, июнь 2005 г. – 81-85 с.
6. Омельяненко А. Технология «тонкий клиент» как инструмент повышения эффективности инвестиций в ИТ-инфраструктуру Финансовая газета №37, 2005 г.
7. Берсенев П. Несколько причин для отказа от тонких клиентов http://www.ibik.ru/index.php?option=content&task=view&id=90
8. Борисов А. Тонкий клиент – шаг к мэйнфреймам? http://www.samag.ru/art/11.2005/11.2005_07.html
9. Интернет-магазин компьютерной и цифровой техники http://www.apitcomp.ru/shop/
10. История "Тонкого Клиента" http://www.wtp.com.ua/content/view/20/1/
11. Загрузка по сети. Оптимизируем службы dhcp и tftp http://www.wtware.ru/netman/netman1.html
12. Кондратьев И.Российский рынок тонких клиентов http://www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=72369
13. Прайс листы ITBS http://www.itbsolution.ru/prices.php
14. Серверные продукты семейства Microsoft Windows Server 2003 http://www.microsoft.com/Rus/Licensing_old/Products/Server/WindowsServer2003/Default.mspx
15. Тонкий клиент. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/
16. Тонкие клиенты ТОНК 1200 серии http://www.tonk.ru/shop/tonk/42
17. Черняк Л. Открытые системы. Эти разные тонкие клиенты. http://www.osp.ru/text/print/302/184157.html
18. FAQ по переходу на тонкие клиенты http://www.technorium.ru/tt/faqterminal.shtml
19. .iiorao.ru/iio/pages/izdat/sb_uz/publish/num4/ iiorao.ru/iio/pages/izdat/sb_uz/publish/num4/iiorao.ru/iio/pages/izdat/sb_uz/publish/num4/iiorao.ru/iio/pages/izdat/sb_uz/publish/num4/ iiorao.ru/iio/pages/izdat/sb_uz/publish/num4/ iiorao.ru/iio/pages/izdat/sb_uz/publish/num4/HP ProLiant Sizer for Citrix XenApp and Microsoft Windows Server 2003 Terminal Services http://h71019.www7.hp.com/ActiveAnswers/cache/70245-0-0-0-121.html
20. Thin Station http://www.thinstation.org/
21. WinConnect Server XP http://www.thinsoftinc.com/product_thin_client_winconnect_server_xp.aspx
22. Windows Server 2003 Terminal Server Capacity and Scaling http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=a2ae95da-be56-4495-9fb5-e4b7170b33d9&DisplayLang=en
Приложения
Приложение 1.
Детализация расчетной конфигурации 1 сервера HP ProLiant
HP Citrix XenApp and Microsoft Terminal Services Sizing Tool
XenApp Sizing Tool - Density Line_1/MODIFIED
Solution Summary
  Solution Details
  HP Citrix XenApp Server
  1 x ProLiant DL360 G7 2P
  Memory - 8,192 MB RAM
  Disk (DAS) - 2 Disk
  Installation (I) - 2 Disk (300GB 10K SAS 6G 2.5 DP HDD) RAID0
  Processor - Intel 6 - Core 2.93GHz / 12MB Cache
XenApp Sizing Tool - Density Line_1/MODIFIED
1 HP Citrix XenApp Server -
Server Family:
ProLiant DL360 G7
Form Factor : 1U
Processor Subsystem:
2P/12C x HC Intel Xeon Processor X5670 - 2.93 GHz, 95W SFF Model (Recommended)
Memory Subsystem:
0-MB (1x0 MB, 11 Empty) (Standard)
8192-MB (2x4096 MB, 10 Empty) (Recommended)
Local Storage:
Volumes
The following Volumes are configured on Local Storage.
Contents
RAID Level
Drives
Fill %
Disk Qty
On-Line Spares
Installation (I)
RAID0
300GB 10K SAS 6G 2.5 DP HDD
100.0%
2
Share On-Line Spare drives to reduce cost.
Configuration
['s' stands for On-Line Spare]
Drives should be inserted into drive bays and assigned to volumes according to the following table:
Controller