Virtualisointitekniikoiden hyödyntäminen Hämeen ammattikorkeakoulussa Kari Helenius
Agenda Miksi käytössä? Nykyiset järjestelmät vsphere Tuotanto vsphere Opetus LabManager View/VDI Periaatteita Haasteita Tulevaisuus
Miksi käytössä? verkko-opetus, etäkäyttö opiskelussa kokonaan verkossa suoritettavat tutkinnot ja opintojaksot strategiassa ajasta ja paikasta riippumaton opiskelu runsas aikuiskoulutustarjonta vaatii hyvät etäopiskelumahdollisuudet luokkasidonnaisuuden vähentäminen opetusta voidaan pitää paremmin missä luokassa tahansa, kun ohjelmistot eivät ole sidottuja tiettyyn paikkaan uudet mahdollisuudet, erityisesti tietotekniikan opetuksessa virtualisointijärjestelmillä havainnolliset ja riittävän laajat harjoitustyöt henkilökunnan etätyöskentely keskitetysti ylläpidettävä, tietoturvallinen ja toimiva ratkaisu etätyöskentelyyn
Nykyiset järjestelmät VMware vsphere Tuotanto (palvelinvirtualisointi) 4x2CPU/128GB VMware Cluster (DRS, HA) 3x2CPU/48GB VMware ESX Host for Novell Clusters 160+12 VM 12 TB vsphere Opetus (palvelin- ja työasemavirtualisointi) 4x4CPU/64GB VMware Cluster (DRS) 450/200 VM 10 TB VMware LabManager (virtuaalinen IT-laboratorio) 2x2CPU/128GB VMware Cluster (DRS) 2x4CPU/128GB VMware Cluster (DRS) 1600/800 VM 7 TB VMware View (työasemavirtualisointi) 3x4CPU/128GB VMware Cluster (DRS, HA) max. 300 <2 TB
vsphere Tuotanto Ensimmäinen VMware palvelin otettiin käyttöön vuonna 2004. ESX-palvelimen käyttöönottoa suunniteltiin huolella ja siihen rohkaisivat positiiviset Vmware Workstation ja Linux vserver kokemukset. Yleisten virtualisointihyötyjen lisäksi etuna nähtiin käytöstä poistuville järjestelmille arkistointimahdollisuus (server & client virtuaalisina talteen). Järjestelmää on laajennettu useaan otteeseen käytön kasvaessa. Palvelinvirtualisoinnista linjaus vuonna 2007, virtualisoidaan kaikki mikä mahdollista. Palvelinylläpito on täysin muuttunut fyysisten palvelin ajoista. Esimerkkinä palvelinrautojen uusiminen; 150 virtuaalipalvelinta saivat alleen uudet raudat (4 kpl) kahden normaalin työpäivän aikana ilman katkoja palveluissa, yhden työntekijän tekemänä. Nykyinen tietojärjestelmäkokonaisuus perinteisellä tekniikalla mahdotonta toteuttaa kustannus-, resurssi- ja tilankäyttömielessä.
vsphere Opetus Virtualisointitekniikat käyttöön myös opetuksessa Evtekin kanssa vaihdettiin kokemuksia vuonna 2006, jonka jälkeen virtualisointitekniikoita alettiin viedä HAMKissakin opetuskäyttöön. Koulutusohjelmat alkoivat rakennella omia järjestelmiään. Tietojenkäsittelyn koulutusohjelmassa alettiin valmistella VITKAjärjestelmän (virtuaalinen atk-luokka) siirtämistä virtuaalialustalle. Tietohallinnon palveluksi vuonna 2008 Vuonna 2008 opetuskäytön virtualisointijärjestelmät keskitettiin ja toteutettiin tietohallinnon tarjoamana palveluna VMwaren tekniikoin koulutusohjelmakohtaisten ratkaisujen sijaan. Ensin manuaalisesti ja sitten skriptien avulla luotiin virtuaalikoneita tietojenkäsittelyn- ja tietotekniikan opetuksen tarpeisiin (asennuskurssit yms). Kehitystarpeita havaittiin nopeasti Ylläpito oli pitkälti manuaalista. Käytön laajetessa levytilantarve ja koneiden elinkaaren hallinta alkoi muodostua ongelmaksi.
LabManager 1/2 VMware LabManager käyttöön syksyllä 2009 ESX ympäristöä automaattisemman, helpomman ja levytilaa säästävämmän LabManager-järjestelmän käyttöönottoa alettiin valmistelemaan keväällä 2008. Järjestelmä bongattiin VMworld Europe tapahtuman labrasta. Sitkeän lobbauksen ja yhteisen suunnittelun jälkeen järjestelmän tehokäyttö alkoi syksyllä 2009. Selainkäyttöinen järjestelmä, pilvipalveluperiaate Täysin uudet kurssitoteutukset valmistellaan tietohallinnossa, opettajat määrittelevät ja testaavat. Tietohallinnon työaikaa kuluu useita tunteja. Vanhan kurssin uudelleentoteutuksen valmistelu vaatii tietohallinnolta keskimäärin tunnin työpanoksen. Opiskelijat tilaavat järjestelmän katalogista (templates) itselleen kurssikoneet ja suorittavat harjoitukset ohjatusti tai itsenäisesti, usein myös yhdessä (yhtäaikainen käyttö).
LabManager 2/2 Mahdollistaa monipuoliset harjoitukset Virtuaalinen toteutus on mahdollistanut paljon monipuolisemman opetuksen ja harjoitukset kuin aiemmat fyysiset paikkaan sidotut. Perinteiset labratilat vaihtokovalevyhyllyineen ja kierrätettyine työasemineen ovatkin vähentyneet ja osin poistuneet. Tietojenkäsittelyn ja tietotekniikan koulutusohjelmat käyttäjinä Tätä nykyä järjestelmässä on satoja erilaisia konfiguraatioita opetuksen tarpeisiin (pahimmillaan noin 1200). Yksittäinen konfiguraatio sisältää normaalisti 1-3 virtuaalikonetta, esim. palvelin ja 1-2 työasemaa. Käynnissä olevia virtuaalikoneita normaalisti 500-800 kpl. Myös tietohallinto ja järjestelmien pääkäyttäjät hyödyntävät LabManager-järjestelmää testaukseen (suljetussa ympäristössä täydelliset kopiot tietyistä tuotantojärjestelmistä).
View/VDI 1/4 VDI-järjestelmä hankittiin vuonna 2009. Vmware ESX- ja LabManager kokemusten siivittämänä VDI-järjestelmän tehtäviksi hahmoteltiin tietohallinnossa: 1. mahdollistaa ammattisovellusten etäkäyttö yleisemmin 2. virtualisoida tietyt hankalasti atk-luokkiin soveltuvat ohjelmistot (esim. Visual Studio) 3. vähentää ammattisovellusten luokkasidonnaisuutta, mahdollistaa opetustilanne missä luokassa tahansa 4. pidemmällä tähtäimellä mahdollistaa oppilaille omien koneiden käyttämisen opetustilanteissa ja näin vähentää tarvetta ylläpitää nykyistä työasemamäärää
View/VDI 2/4 Käyttöönottoon liittyi myös tietojenkäsittelyn koulutusohjelman kokonaan verkossa toteutettavaan tradenomikoulutukseen. Sujuvaan etäkäyttöön oli oltava väline. VDI nähtiin ja todettiin hyväksi ratkaisuksi ongelmaan. Jokaisella käyttökerralla puhdas, toimiva kone opiskelua varten. Valmiiksi asennetut asiakasohjelmistot ja turvalliset yhteydet sisäverkon palveluihin mahdollistivat tavanomaisempien käyttökohteiden lisäksi myös fyysisille palvelimille etäältä tehdyt virtualisointijärjestelmien (ESX, Hyper-V) asennusharjoitukset. Käytössä oli jo aiemmin Citrix XenApp yksittäisten sovellusten etäkäyttöön. VDI-järjestelmä nähtiin paremmin laajempaan, jatkuvaan käyttöön soveltuvana. Citrixiä hyödynnetään VDI-järjestelmän sisällä sovellustenjakelussa, samalla tavalla kuin normaalien työasemienkin kanssa.
View/VDI 3/4 Ammattisovellusten opetukseen, ei pelkkään tietotekniikkaan Esim. Mustialassa ProAgrian sovellukset, Valkeakoskella Visual Studio sekä Evolla paikkatieto-opetus. Keväällä 2010 johdon linjaus; jokaisen koulutusohjelman tulee tarjota ainakin yksi sivuaine verkkototeutuksena. ThinClient -kokeilu Syksyllä 2010 asennettiin kahteen ATK-luokkaan VDI-päätteet, tarkoituksena testata toimivuutta käytännössä. Toinen luokista toteutettiin Igel-päätelaitteilla, toinen päätteiksi modifioiduilla vanhoilla Windowskoneilla. Kokemukset eivät ole olleet pelkästään positiivisia, hankittujen päätteiden nähtiin soveltuvan paremmin rajatumpaan käyttöön mm. grafiikan ja ääniongelmien takia. Windows-koneilla kokemukset positiivisempia. ThinClient-ratkaisun koetaan toistaiseksi sopivan parhaiten toimistotyöhön tai itsepalvelupäätteiksi esim. kirjastoon.
View/VDI (4/4) Erikoiskäyttöä Syksyllä 2010 VDI-järjestelmää hyödynnettiin Romaniassa pidetyillä automaatiotekniikan koulutusviikoilla. Käytössä oli erikseen kyseistä tarkoitusta varten oman palomuurin taakse rakennettu VDI-ympäristö tarvittavine sovelluksineen. KKA-auditoijille järjestettiin pääsy HAMKin tietojärjestelmiin VDI-palvelun kautta. Henkilökunnan etätyöskentely Henkilökunnalle suunnattu etätyöskentelypilotti lokakuussa 2011. Alustavat tulokset hyvin kannustavia. VDI tulossa käyttöön henkilökunnan etätyöratkaisuksi.
Periaatteita Tehokkaan alun varmistamiseksi asennuksissa ja päivityksissä käytettiin ensin konsultteja (2004-2007). Korostetaan omaa osaamista. Viimeksi käytetty ulkopuolista asiantuntijaa 2008. Otetaan käyttöön valmiita, helposti hallittavia ja vähän ylläpitoresursseja vaativia järjestelmiä. HAMKin VMwarekokonaisuus hoituukin yhden pääkäyttäjän voimin. Virtualisointitekniikoiden mahdollisuuksista ja hyödyistä kerrotaan usein ja paljon, opettajille ja johdolle. Palvelinvirtualisoinnista linjaus 2007.
Haasteita Jotta toiminta on joustavaa, opetuspuolella on melko vapaa toimintamalli. Vaatii virtuaalikoneiden elinkaaren hallintaan erityishuomiota, jotta kuormitus pysyy aisoissa. Lisenssiasiat työläitä, pitää selvittää sovellus kerrallaan voidaanko sovellusta käyttää virtuaaliympäristöstä HAMKverkosta ja/tai etäältä. Sovellusten etäkäytön mahdollistavat lisenssikulut hidastavat ja estävät käytön laajentamista (Windows, Office, ammattisovellukset). Raskasta grafiikkaa vaativat sovellukset vielä ongelmallisia. Järjestelmän vikasietoisuuteen pitää panostaa. Kokonaisuus on suunniteltava hyvin. Omien kokemustemme perusteella VMware-järjestelmät ovat olleet hyvin toimintavarmoja.
Tulevaisuus Järjestelmät kehittyvät, mahdollisuudet lisääntyvät - verkkoopetus- ja etätyöskentelymahdollisuudet paranevat entisestään. Opiskelijoiden omien päätelaitteiden käyttömahdollisuudet paranevat, koska toimivat ja luotettavat palvelut ovat mahdollisia toteuttaa. Sovellusvirtualisointi sekä käyttäjäasetusten virtualisointi vievät mahdollisuuksia eteenpäin. Pilvipalvelut, esim. GoogleDocs tai Microsoft Office365 for Education tuovat uusia mahdollisuuksia ja kokonaan uusia toimintatapoja.
KIITOS
Keinoja Ajettu virtualisointi-ajatusta käyttöön laajalla rintamalla. Opetuspuolella epäviralliset lounastapaamiset opettajien kanssa. Esitelty ideoita, mahdollisuuksia jne. Haluttu aikaansaada muutosta. Yhdistetty ja kohdennettu uudelleen yksittäisiä investointiesityksiä keskustellen. Ajettu ja saatu käyttöön uusi moderni konesali. Modulaarinen, räkkijäähdytteinen Rittal-tekniikoin toteutettu konesali 2008 mahdollisti laajamittaisen käyttöönoton. Storage-järjestelmän hankinta 2008 ja laajennukset VMware-ympäristöt huomioiden Konesalin verkkoinfra Vmware-ympäristöt huomioiden. Säännölliset tapaamiset 2-3 kertaa vuodessa järjestelmää käyttävien tai niistä kiinnostuneiden kanssa