Odi Technik: Distribution



Distribution von ODI und anderen DIALEKT-Lehreinheiten

Die Infrastruktur Zugriff über das LAN (Local Area Network) Zugriff über das MAN (Metropolitan Area Network)

Die Infrastruktur

Berlin verfügt über drei große Universitäten mit über 100.000 Studenten sowie eine große Anzahl Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen. Die fünf verschiedenen wirtschaftswissenschaftlichen Fakultäten (drei Universitäten, zwei Fachhochschulen) sind über das gesamte Stadtgebiet verstreut. Viele der Studenten würden gerne - ohne den entsprechenden Zeit- und Kostenaufwand für die Wegstrecken - an den Veranstaltungen dieser Institutionen teilnehmen. Ebenso können sich viele Dozenten vorstellen, mit Kollegen "gemeinsame Lektionen" anzubieten, sofern sie durch eine adäquate Infrastruktur unterstützt würden. Zu diesem Zweck und zur Versorgung anderer assoziierter Projekte wurde durch den Verein zur Förderung eines deutschen Forschungsnetzes (DFN) ein Breitband-Netzwerk aufgelegt. Das BRAIN (Berlin Research Area Information Network) basiert auf moderner ATM-Technik mit 155 Mbit/s und verbindet die wesentlichen Wissenschafts- und Ausbildungsstandorte der Stadt. Neben dem BRAIN existiert das vom Deutschen Wissenschaftsnetz (WiN) eingerichtete B-WiN-Backbone mit einer Übertragungsrate von 34 Mbit/s, ebenfalls auf ATM-Basis. Die Studenten sind in der Lage, in eigens dafür eingerichteten Multimedia-PC-Pools auf dieses Netzwerk und somit auf die dort angebotenen, digitalen Lektionen zuzugreifen. Die folgende Grafik verdeutlicht die vorhandene technische Infrastruktur:



Infrastruktur von DIALEKT

Für den Netzzugriff auf DIALEKT-Lehreinheiten finden z.Zt. zwei unterschiedliche Szenarien Anwendung.

Zugriff über das LAN (Local Area Network)

Der Fachbereich Wirtschaftswissenschaft der Freien Universität Berlin verfügt seit dem Frühjahr 1995 über ein modernes Breitband-Netz (strukturierte Verkabelung nach Kategorie 5; teilweise Glasfaser bis zu den Endgeräten), das derzeit als Token Ring mit einer Datenrate von 16 Mbit/s genutzt wird. Ca. 400 DOS/Windows-PCs und ca. 20 OS/2- und UNIX-Serversysteme sind so miteinander verbunden. Als Protokolle gelangen NetBIOS und TCP/IP zum Einsatz. Um die Softwarewartung bei dieser Anzahl von Rechnersystemen zu rationalisieren, entwickelte das WRZ ein Werkzeug zur Client/Server-basierten Softwareinstallation und -administration namens ASIA zum Einsatz innerhalb des lokalen Netzes, welches die vollständig automatisierte Verteilung und individuelle Konfiguration der angebotenen Softwareprodukte ermöglicht. ASIA integriert auch die Client-Komponente der DIALEKT-Lehreinheiten und verteilt diese über das LAN an MM-PCs, wobei die MM-Objekte aus Gründen des Speicherplatzbedarfs zentral von einem oder mehreren Servern verwaltet werden. Nachdem das Front-End und die erforderliche Referenzdatenbank lokal auf den Client-PCs installiert sind, greifen diese mittels NetBIOS oder NFS auf einen DIALEKT-Server (LAN Server oder UNIX-System) zu und übertragen die Multimedia-Daten (Video, Audio, Grafik, Animation) zur Laufzeit der Lehreinheit. Der Verteilungsserver wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeit und individuellen Serverlast ausgewählt. Die folgende Abbildung skizziert die hierfür genutzte, lokale Infrastruktur:



Zugriff auf DIALEKT über das LAN

Da speziell der Transfer zeitkritischer Daten (MPEG-1-Video) zu mehreren Clients die Netzlast erhöht und damit die Antwortzeiten spürbar länger werden, ist in herkömmlichen LAN-Arbeitsumgebungen eine Segmentierung in kleinere Subnetze mit geringer Anzahl von Maschinen erforderlich.

Zugriff über das MAN (Metropolitan Area Network)

Die Integration weiterer Standorte im Berliner Raum in das DIALEKT -Versorgungsmodell wird derzeit mit der wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin (HUB) getestet. Die hier installierten Client-PCs sind in einem Ethernet-Segment angesiedelt, welches über FDDI mit dem zentralen Rechenzentrum gekoppelt ist. Von hier aus besteht ein ATM-Hochgeschwindigkeitszugang (155 Mbit/s) zum BRAIN und damit zu einem UNIX-basierten DIALEKT-Server am Fachbereich Wirtschaftswissenschaft der Freien Universität. Der Zugriff der Clients auf die hier gelagerten DIALEKT -Applikationen und MM-Objekte erfolgt - analog zum LAN-Szenario - über TCP/IP und NFS.



Zugriff auf DIALEKT über das MAN

Innerhalb des BRAIN wurden bereits Tests zwischen dem Multimedia-Server des WRZ (FUB) und der HUB mit Erfolg durchgeführt. Die Messungen des NMS zeigen, daß bei der Übertragung des MPEG-1-Videos eine konstante Übertragungsrate von ca. 2,5 Mbit/s erforderlich ist, um eine optimale Wiedergabequalität zu erzielen. Daraus kann man schließen, daß auch hier die Anzahl der gleichzeitig aktiven Clients in einem Ethernet-Segment relativ klein gehalten werden muß. Bei Tests mit mehreren Clients muß noch geprüft werden, wann BRAIN wegen der noch fehlenden Verfügbarkeit konstanter Bandbreiten auf Anforderung nicht mehr für derartige Anwendungen ausreicht. Die Nutzung verschiedener QoS-Kontrollmechanismen unter ATM (z.B. ABR, VBR und CBR) wird in absehbarer Zeit die Möglichkeit eröffnen, Bandbreite auf Anforderung zur Verfügung zu stellen. Auf diese Option muß die Client-Software abgestimmt werden, damit die Bandbreiten ökonomisch eingesetzt werden können. Diese Erweiterung ist nicht nur für den MAN-Zugriff, sondern auch für die lokalen Netze von enormer Wichtigkeit. Beim NetBIOS-Protokoll im Token Ring besteht bereits diese Option (proprietär). Bei zukünftigen TCP/IP-Protokollen sollen derartige Optionen berücksichtigt werden; außerdem sind Versuche mit weiteren Protokollen, wie z.B. RTP/MTP geplant, um den Protokoll-Overhead zu verringern und die Verfügbarkeit zu steigern. Eine Alternative zum Zugriff auf nur einen zentralen Server besteht im verteilten Einsatz vieler, replikationsfähiger DIALEKT-Serversysteme (vergleichbar dem Proxy-Schema) an den einzelnen entfernten Standorten. Das bislang nur lokal am Fachbereich Wirtschaftswissenschaft der FU eingesetzte Software-Distributionssystem ASIA läßt sich dann vor Ort aufgrund seiner offenen Client/Server-Architektur auf heterogene Front- und Backends (UNIX,OS/2) erweitern. Innerhalb dieses erweiterten Szenarios wird das offerierte Multimedia-Lehrmaterial (MM-Applikationen, MM-Laufzeitumgebungen, MM-Objekte) von speziellen DIALEKT Software-Servern gespeichert und bereitgestellt. Anfragen von Nutzern nach Lernsoftware werden von einem DIALEKT -Administrations-Server autorisiert und bearbeitet. Dieser entscheidet auch über eine möglichst ökonomische Distributionsstrategie und initiiert schließlich den Verteilungsprozeß. DIALEKT -Software-Server müssen keineswegs in räumlicher Nähe zum Administrations-Server stehen. Arbeitsplatzrechner, Administrations- und Software-Server bilden zusammen eine Domäne. Innerhalb einer Domäne ist die Hardware-Ausstattung jedes angeschlossenen Arbeitsplatzrechners bekannt. Somit kann die Installation und Konfiguration individuell-automatisiert organisiert werden. Darüber hinaus gestattet dieses Konzept problemlos auch die Integration anderer Domänen sowie domänenfremder Software-Anbieter und -Nutzer. Die folgende Abbildung verdeutlicht dieses kombinierte Modell:



DIALEKT Domänen-Konzept

Die Integration von WWW-Front-Ends in DIALEKT -Anwendungen eröffnet den Anwendern und Autoren die Möglichkeit zum Sichten des angebotenen Lernmaterials und zum Recherchieren der Bestände an das Netz angeschlossener Bibliotheken. Die verschiedenen Web-Browser verfügen im Zusammenspiel mit WWW-Search-Engines (Wais, Lycos, WebCrawler etc.) bereits über relativ leistungsstarke Mechanismen zum Auffinden von Dokumenten und Referenzen. Die Abbildung von DIALEKT -Lehrinhalten innerhalb des Web ist jedoch eher als problematisch anzusehen, da die aktuellen HTML-Versionen keine geeignete technische Unterstützung für die komplexe Navigation, Medienintegration und Medieninteraktion von DIALEKT-Anwendungen bieten. Inwieweit Neuentwicklungen wie bspw. JAVA hier neue Möglichkeiten eröffnen, wird derzeit untersucht.

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