Mit X-Terminals zum vernetzten Klassenzimmer (Artikel für BUS)

Nachdem Forderungen nach vernetzten Klassenzimmern auf weitestgehende Akzeptanz stößt, wird auch schon allerorts eifrig an Konzepten zur Realisierung gearbeitet. Diese erfordern jedoch in der Regel bei einer flächendeckenden und schulartübergreifenden Durchführung geschätzte Aufwendungen in mehrstelliger Millionenhöhe.Angesichts des Zustands der öffentlichen Kassen wohl ein Projekt für die lange Bank...(?)Mitnichten. Man muß nur bei der Suche nach billigeren Möglichkeiten einen Blick über den Windows-Zaun wagen:
In großen UNIX-Netzen einiger Großfirmen ist es seit längerem üblich einen leistungsfähigen Server zu pflegen, auf dem von entfernter Stelle im Netz gearbeitet wird. Die Netzcomputer (NC's) sind relativ billig, da sie im Grunde keine Festplatte, keine Laufwerke sowie weitere Peripheriegeräte benötigen, sie holen sich schließlich alles was sie zur Arbeit brauchen über das Netz vom Server in den Arbeitsspeicher. Dieses Prinzip ist selbst in der DOS-Welt nicht fremd, da man mit einem einfachen »telnet« derartige Remote-Dienste - leider nur im Textmodus - ausführen kann. Moderner und komfortabler wäre dagegen ein Windows-NT-Terminalserver-System, das aber durch seine etxtrem hohen Kosten und Hardware-Ansprüche genausowenig für den Etat einer Schule geeignet scheint wie ein kommerzielles UNIX-System.
Wie bei vielen anderen kostspieligen Computerangelegenheiten auch, fällt das Augenmerk letztlich auf die kostenlosen System-Alternative Linux. Wie sich herausstellt, sind X-Terminals auf Linux-Basis nahezu kostenlos und mit geringen Hardware-Ansprüchen und niedriger Netzauslastung realisierbar. Die Dokumentation eines entsprechenden Projektes an der Hauptschule an der Perlacher Straße in München zeigt, wie mit einer »least-cost«-Installation ein Netzanschluß in Klassenräumen realisiert wurde:

Ausgangssituation:

Die Schule ist seit Beginn des Schuljahres 98/99 mit einem vernetzten Computerraum ausgestattet. Für die jeweiligen Unterrichtszwecke kann an den Schülergeräten wahlweise mit Windows NT oder Linux gearbeitet werden. Ein Linux-Gerät leistet seither zuverlässig seine Dienste als Internet-Gateway, NFS, NIS, Firewall, Router, Proxy-, Mail-, Web- und File-Server auf der Basis von SuSE-6.0 im Runlevel 3.Die Belegung des Computerraumes ist durch vielen Fachunterricht entsprechend hoch, so dass man sich von der Überlassung »Entsorgung« ausrangierter PC´s aus Münchner Ämter eine Entlastung versprach.Sieben 486er mit 4MB-RAM, 42 MB-HD, ohne CD-ROM und mit MS-DOS 5.2 sind jedoch nicht ohne gehöriger, kostspieliger Aufrüstung und der Anschaffung von WIN95/98-Lizenzen vernüftig verwendbar. So installierte man auf den genannten Geräten lediglich eine ne2000-kompatible Netzwerkkarte und das kostenlosen MULINUX ( http://mulinux.nevalabs.org/ ) des Italieners Michele Andreoli als X-Terminals im lokalen Netz.

Funktionsweise:

Beim PC-Einsatz im Remote-Modus wird nur die Ein- und Ausgabe zwischen den Serverapplikationen und dem X-Server des X-Terminals über die Netzwerkverbindung übertragen, was im Vergleich zu einer VNC-Übertragung des kompletten Displays einen erstaunlich niedrigen Datendurchsatz verursacht.

 
 

Technik:

Im Grunde genommen könnte auf den X-Terminals ein herkömmliches Linux zum Einsatz kommen, die geringe Festplattengröße läßt dies jedoch nicht. Ausserdem ist bei der Verwendung eines Mini-Linux-Systems wie etwa auch MULINUX, TRINUX, LEM oder GREEN-FROG das Grundsystem so klein »getrimmt«, dass sie auf einer Diskette Platz haben (angenehmer Download). Kein Wunder also, wenn diese Mini-Linux-Systeme den geringen Arbeitsspeicher nicht sprengen. Meine Wahl fiel nach dem Antesten mehrerer Mini-Linuxe auf MULINUX, da bei dieser Version eine brauchbare Dokumentation beiliegt ( /usr/doc/help ), ausserdem ist sie relativ einfach zur Netzwerktauglichkeit konfigurierbar ( root:# setup -f -a ).Nach dem Abarbeiten des Setup-Scripts ist das X-Terminal jedoch noch nicht fertig, da der lokale X-Server per default lediglich im unbrauchbaren VGA_16-Modus läuft:
Sie benötigen einen PC, auf dem ein älteres Linux-System (z.B. SuSE 5.0 - 5.3) läuft, da das MULINUX-System auf die alte glibc zugreift. Konfigurieren Sie dort den X-Server mit einer Auflösung von 600x800 und kopieren folgende Dateien auf Diskette:
/usr/X11R6/bin/XF86_SVGA 
/etc/XF86Config
Beide Dateien an die entsprechende Stelle im MULINUX setzen und schließlich noch einen symbolischen Link von /usr/X11R6/bin/X zum XF86_SVGA setzen.
Jetzt fehlt nur noch ein Script, das beim Hochfahren des X-Terminals die Verbindung zum grafischen Login-Prompt (xdm) des Servers leitet:
Folgendes Script Server.log in /usr/bin ausführbar machen!
 
#!/bin/sh#X-Server wird angewiesen, das #lokale Display als Standardausgabe zu 

#verwenden: 

export DISPLAY=:0 

#xdm vom Server aufrufen 

X -query 192.168.0.1 -ac 

#Ende

In die vorletzte Zeile von /etc/rc.5 editiert man:
 
 
 

... fi Server.log 

#End

Sollte nun der X-Verbindungsaufbau trotz erfolgreichen » pings » noch nicht klappen, muß auf Server-Seite der Remote-Zugriff auf xdm erlaubt werden. Zu diesem Zweck editiert man in die letzte Zeile von /usr/X11R6/lib/X11/xdm/Xservers:
 
 
 

... :0 local /usr/X11R6/bin/X xterm1:0 foreign 

xterm2:0 foreign

Sollte es nun immer noch nicht klappen, sollte man zunächst » X& « auf der Konsole starten und eventuelle Meldungen und Einträge in /var/log/messages berücksichtigen ...;-)

Auslastungstest:

Die Auslastung der Netzwerkkarte (10/100Mbit Ethernet) am Server hatte bei 19 arbeitenden X-Terminals Übertragungsraten zwischen 2,4 und 6,4K, je nach dem welche Anwendungen noch zusätzlich verwendet wurden (Internet, Imaze).Die gleichzeitige Ausführung lauter verschiedener Programme auf den X-Terminals füllte den Arbeitsspeicher (128MB) ab etwa zwölf Anwendungen restlos auf, erst anschließend arbeitete der Server merklich langsamer, da bei der Vollast etwa 70MB »ausgeswapt« wurden.Zum Einsatz kamen bei dem Test verschiedene Spiele aber auch Speicherfresser, wie Netscape und Staroffice.

Natürlich ist die Auslastung des Servers deutlich geringer, wenn alle X-Terminals gleiche Anwendungen bedienen, da die »libs« schließlich nur einmal geladen werden.

Fazit:

Nachdem ein X-Terminal läuft kann es beliebig oft gespiegelt werden, lediglich die IP-Adresse sollte abgeändert werden. Allen Usern und Gruppen stehen ohne zusätzlicher Konfiguration ihre gewohnten Profile zur Verfügung, das heißt zum Gebrauch der X-Terminals entsteht kein zusätzlicher Administrationsaufwand. Würde man an den 16 Clients im Computerraum Staroffice auf Linux im lokalen Modus verwenden wollen, stellt man fest, dass deren Arbeitsspeicher von 32 MB etwas zu gering sind. Die Anwendung wird bei der Ausführung also merklich langsamer. Alle Geräte nun auf 64 MB aufzurüsten ist nach einfacher Rechnung wesentlich teurer, als wenn man den Server mit weiteren 128 MB bestückt...

Sollte man zu guter letzt der Schulleitung für jeden geschenkten PC ca. 30.- DM für die Netzwerkkarte herausgekitzelt haben, kommt jedoch die schwierigste Angelegenheit bei der Vernetzung von Klassenräumen:

Der Sachaufwandsträger muß veranlaßt werden die Kabel vom Computerraum in die Klassenzimmer zu ziehen...

Wichter Hinweis für experimentierfreudige Interessenten:

 

 
 
 
 
 

Auch wenn Sie MULINUX an einem Rechner mit viel Hauptspeicher von Diskette booten wollen, richtet das hochfahrende Linux defaultmäßig /dev/hda1, die erste Partition der Festplatte am ersten Master-EIDE-Port als »Swap-Partition« (Auslagerungsspeicher) ein. Sollte sich in dieser Partition ein Betriebssystem (Windows 95, usw.) befinden, dann werden ca. die ersten 4000 bits und somit die Definition des Dateisystems gelöscht! In diesem (meinem) Beispiel konnte keine einzige Datei mehr hergestellt werden, weil das Dateisystem als solches gar nicht mehr erkannt wird. Sollte jemand dieses Malheur trotzdem passieren (wer hat schon ein aktuelles back-up), der kann diskret per email Tips anfordern, wie man es wieder »hinbiegen« kann. Dazu sind jedoch vertiefte Hardware und Linux-Kenntnisse vorausgesetzt... ;-)

Autor:

Thomas Stallinger,ist seit dem Schuljahr 97/98 als Junglehrer an der Hauptschule an der Perlacher Straße in München tätig, unterrichtet dort Informatik und betreut die Rechner

email: stallinger@perla-str.m.by.schule.de

...weitere Informationen unter http://www.m.shuttle.de/m/perla-str/start.htm