Pädagogische und technische Herausforderungen zur Einrichtung virtueller Schulungsumgebungen (eBook)

Realisierung und Bewertung

Sebastian Niggemeier (Autor)

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2011 | 1. Auflage
72 Seiten
Bachelor + Master Publishing (Verlag)
978-3-86341-540-2 (ISBN)

Infos

'Entdecken Sie die vielfältigen Möglichkeiten der Virtualisierung' Sebastian Rolf Niggemeier untersucht in seiner Abhandlung verschiedene Lösungen zur Virtualisierung, unter der Zielsetzung ein Lehrer-/Schülermodell realisieren zu können. Hierbei werden Entwicklungen von Microsoft, Citrix und VMware analysiert und auf die gegebenen Anforderungen übertragen und ausgewertet. Die Virtualisierungstechnologie ist in modernen Rechenzentren kaum noch wegzudenken. Sie täuscht dem laufenden Betriebssystem einen real existierenden Computer vor. Anhand dieser Technik ist es möglich, mehrere (virtuelle) Computer auf einem physikalischen Computer zu betreiben. Die in dieser Arbeit realisierte Lösung erlaubt den Einsatz in modernen Schulungszentren, in denen es Voraussetzung ist, mit mehreren Betriebssystemen zeitgleich arbeiten zu müssen. Der Autor beschreibt, wie es möglich ist, jedem Schüler eine Server-/Clientumgebung individuell und mit einer eigenen Rechteverwaltung freigeben zu können, an der geprüft, gelehrt oder gelernt werden kann. Der Lehrer hat hierbei die Möglichkeit, den Lernfortschritt des Schülers zu steuern oder zu beobachten. Die ausgeführten Betriebssysteme liegen hierbei auf dem Speicher des Servers. Pro Schülerin/Schüler werden nur der Arbeitsspeicher und die eingegebenen Änderungen abgespeichert. Das installierte Betriebssystem mit den installierten Anwendungsprogrammen wird nur einmal abgespeichert und dient als Basis für alle teilnehmenden. Ohne diese intelligente Datennutzung müssten erhebliche Investitionen in den Ausbau größerer Speicherkapazitäten erfolgen. Den Zugriff zu den Betriebssystemen erfolgt über ein Internet Browser. Ferner geht der Autor auf die technische und damit zusammenhängende pädagogische Situation für ein Lehrer-/Schülermodell ein. Ziel ist es, eine möglichst kostengünstige Lösung zu finden, in der ein paralleler Betrieb mehrerer Betriebssysteme gleichzeitig gewährleistet wird - und das per Knopfdruck und ohne zahlreiche zeitintensive Neuinstallation.

Sebastian Rolf Niggemeier, Jahrgang 1984, geboren in Hamm (Westf.), studierte nach seinem Abitur an der Fachhochschule Südwestfalen und schloss mit dem Bachelor of Science im Studiengang Angewandte Informatik ab. Bereits während seines Studiums begann e

Autor

Sebastian Rolf Niggemeier, Jahrgang 1984, geboren in Hamm (Westf.), studierte nach seinem Abitur an der Fachhochschule Südwestfalen und schloss mit dem Bachelor of Science im Studiengang Angewandte Informatik ab. Bereits während seines Studiums begann er, sich mit verschiedenen Virtualisierungskonzepten, wie dem ESX Server und Microsoft Hyper-V, auseinanderzusetzen. Die Thematik weckte das rege Interesse des Autors, weshalb er sich auch in seiner Abschlussarbeit mit diesem Thema auseinandersetzte. Der Autor ist gemeinsam mit seinem Bruder Gesellschafter eines in Bönen ansässigen Softwareunternehmens. Dort arbeitet er als Software Architekt und gehört damit der zweiten Generation des 1977 gegründeten Unternehmens an.

Inhalt

Pädagogische und technische Herausforderungen zur Einrichtung virtueller Schulungsumgebungen. Realisierung und Bewertung 1
Inhaltsverzeichnis 4
1. Einleitung 8
1.1. Struktur der Arbeit 8
1.2. Problemanalyse 8
1.2.1. Beschreibung des momentanen Umfeldes (Istanalyse) 8
1.2.2. Beschreibung des notwendigen Umfeldes (Sollanalyse) 10
1.3. Anforderungsanalyse an ein Lehrer-/Schülermodell 11
1.4. Das beiliegende Betriebshandbuch 12
2. Virtualisierung 13
2.1. Technik 13
2.1.1. Was sind virtuelle Maschinen? 13
2.1.2. Architekturen zur Virtualisierung 14
2.1.3. Snapshots 16
2.1.4. Strategische Zielsetzungen der Virtualisierung 17
2.2. Verfügbare Lösungen zur Realisierung eines Lehrer-/Schülermodells 18
2.2.1. Einleitendes 18
2.2.2. Microsoft System Center Virtual Machine Manager 18
2.2.3. Citrix XenDesktop 21
2.2.4. VMware vCenter Lab Manager 22
2.3. Gegenüberstellung der verfügbaren Produkte 26
3. Realisierung der Aufgabenstellung mittels VMware 27
3.1. VMware vCenter Server 27
3.1.1. Einführung & Einsatzgebiete
3.1.2. Technik 28
3.2. VMware vCenter Lab Manager 29
3.2.1. Benutzer und Rechteverwaltung 29
3.2.2. Technik 31
3.2.3. Vorbereiten der Betriebssysteme 34
4. Wirtschaftlichkeit der gesamten Lösung 37
4.1. Stromverbrauch in kWh 37
4.2. CO2 Emission in kg 38
4.3. Kostenersparnisse 39
4.3.1. Stromkosten 39
4.3.2. Materialkosten 40
4.4. Zeiteinsparung 42
4.5. Fazit 43
5. Anhang 1: Verlaufsplan 44
6. Anhang 2: Antwortdatei im XML Format 49
7. Anhang 3: Auslastungsdiagramm eines Hosts 50
8. Abbildungsverzeichnis 52
9. Literaturverzeichnis 53
10. Das beiliegende Betriebshandbuch 54
10.1. Allgemeine Übersicht 54
10.2. ESX Server 54
10.2.1. Technik & Zugang
10.2.2. Grafische Darstellung des Speichernetzwerkes 55
10.3. VMware vCenter Server 55
10.3.1. Mindestvoraussetzung 55
10.3.2. Technik & Zugang
10.3.3. Ressourcen Pools 56
10.3.4. Grafische Darstellung des Trainingsnetzwerkes 57
10.4. VMware vCenter Lab Manager 58
10.4.1. Mindestvoraussetzungen 58
10.4.2. Technik & Zugang
10.4.3. Assoziationen 59
10.4.4. Organizations 59
10.4.5. Workspaces/Configurations 59
10.4.6. Users 60
10.4.7. System Administrator vs. Administrator 61
10.4.8. Roles 61
10.4.9. Ressourcen Pools 62
10.4.10. Network Templates 62
10.4.11. Vorbereiten/Importieren der Betriebssysteme 62
10.4.12. Einrichten einer Trainingsumgebung 65
10.4.13. Löschen von Configurations/VM Templates 66
10.4.14. Tipps 66
10.5. Anhang Betriebshandbuch 68
10.5.1. Übersicht über die Antwortdatei im System Image Manager 69
11. Stichwortverzeichnis 70

Textauszug

Textprobe: Kapitel 1.2.1, Beschreibung des momentanen Umfeldes (Istanalyse): Im Eduard-Spranger Berufskolleg in Hamm haben viele Klassenräume jeweils einen Computer an den Schülerplätzen, wodurch eine praxisnahe Arbeit gewährleistet ist. In diesen Kursräumen finden pro Jahr mehrere Kurse unterschiedlicher Bildungsgänge statt. Alle diese Kurse nutzen derzeit ein und das selbe Betriebssystem: Microsoft Windows XP. Jeder Schüler muss sich mit seinen persönlichen Daten einloggen, um mit dem System arbeiten zu können. Alle Computer sind mit jeweils derselben Anwendungssoftware ausgerüstet, sodass jeder PC über alle Anwendungen aller Kurse verfügt. Der Desktopinhalt und das eigen zugeteilte Netzlaufwerk sind für jeden Schüler personalisiert. Zu jedem Klassenraum gehört ein Masterplatz. Dieser leistet Folgendes: Der Lehrer meldet sich mit seinem Zugang an und hat Einsicht in die personalisierten Netzlaufwerke der Schüler. Dadurch werden durch die Schüler angefertigte Arbeiten durch die Lehrer gesichtet, kontrolliert und gegebenenfalls bewertet. Die Wartung der Hardware dieser Systeme übernimmt eine externe Firma. Die Softwarewartung wird mittels eines Administrator-Zugangs durch einen betreuenden Lehrer durchgeführt. Im vergangenen Jahr wurden drei Server und ein Storage System für Schulungszwecke angeschafft. Auf diesen Systemen wird es den Schülern ermöglicht, an einem nachgestellten Rechenzentrum mit moderner Hardware zu lernen. Folgende Aufgabenstellung ergab sich: Es soll ein MCITP (Microsoft Certified IT-Professional) Kurs in diesem Kursraum durchgeführt werden. Hierfür wird pro Platz gleichzeitig ein Server Betriebssystem und ein dazugehöriges Client Betriebssystem benötigt. Außer diesem Kurs sollen einige beliebige Prüfungen durchgeführt werden, bei denen ebenfalls mehrere Betriebssysteme zeitgleich verwendet werden. Mit der momentanen Installation sind Prüfungen und Kurse dieser Art zeitgleich nicht durchführbar, da jeder Arbeitsplatz isoliert von den anderen sein soll und Netzwerkdienste wie DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Server und Verzeichnisdienste ausgeführt werden. Einige Netzwerkdienste können aus softwaretechnischen Gründen nicht im selben Netz mehrfach auftreten. Ein weiteres Problem für den Lehrer unter diesen beschriebenen Bedingungen ist die notwendige administrative Nacharbeit. Er muss in der momentanen Situation alle Schüler-Computer nach jeder Kurseinheit wieder zurücksetzen. Schlussresümee: Es bestehen hier zum gleichzeitigen Ausführen mehrerer Betriebssysteme auf einem Schülerplatz 2 große Aufgabenstellungen. Zum einen müssen pro Arbeitsplatz mehrere Betriebssysteme in einem autarken Netzwerk ausgeführt werden. Die derzeitigen physikalischen Umstände bieten die Möglichkeit nicht, um dieses zu tun. Zum anderen müssen alle Festplatten der Computer nach jeder Kurseinheit zurückgesetzt werden.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.7.2011
• Zusatzinfo: 33
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Geisteswissenschaften
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik
• Themenwelt: Sozialwissenschaften ► Pädagogik
• Schlagworte: Pädagogik • Realisierung • Schulungen • Virtualisierung • Wirtschaftlichkeitsanalyse
• ISBN-10: 3-86341-540-X / 386341540X
• ISBN-13: 978-3-86341-540-2 / 9783863415402