Koncepcja wirtualnej pracowni GIS w oparciu o oprogramowanie open source Dr inż. Michał Bednarczyk Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Wydział Geodezji i Gospodarki Przestrzennej Katedra Geodezji Szczegółowej VI Ogólnopolskie seminarium naukowe Modelowanie informacji geograficznej dla potrzeb budowy infrastruktury informacji przestrzennej Warszawa 2013
Plan prezentacji Trendy rozwoju współczesnego GIS Pracownia komputerowa w ujęciu tradycyjnym Idea wirtualizacji Wirtualna pracownia GIS Zalety, wady i ograniczenia wirtualnej pracowni Wykorzystanie oprogramowania open source w realizowanym przedsięwzięciu Podsumowanie i wnioski
Trendy rozwoju współczesnego GIS Mobilność Usługi lokalizacyjne Rozszerzona rzeczywistość Architektura sieciowa, rozproszona Chmura
Tradycyjna pracownia komputerowa Sieć Modyfikacja oprogramowania (systemu operacyjnego bądź aplikacji) wymaga instalacji na każdym stanowisku. Stała, nieelastyczna konfiguracja pracowni, zależna od wydajności stacji roboczych i przypisana do ich fizycznej lokalizacji. Modernizacja oprogramowania czasem wymaga modernizacji stacji roboczych (sprzętu).
Problem posiadania kilku pracowni na uczelni Ograniczona liczba licencji na poszczególne stanowiska może powodować, że oprogramowanie będzie zainstalowane i dostępne tylko na jednej pracowni. Nieefektywne wykorzystanie czasu pracy pracowni: zadania możliwe do wykonania na pracowni A nie są możliwe do wykonania na pracowni B z powodu braku oprogramowania, pomimo czasowej dostępności pracowni B.
Idea wirtualizacji Wirtualizacja sprzętu (ang. hardware virtualization) daje możliwość utworzenia tzw. wirtualnego komputera (maszyny wirtualnej). Komputer wirtualny to logiczna reprezentacja rzeczywistego komputera w postaci oprogramowania. Na jednym komputerze fizycznym można uruchomić wiele instancji komputera wirtualnego (wiele komputerów wirtualnych). Komputery wirtualne współdzielą zasoby komputera fizycznego, na którym zostały uruchomione. Do uruchomienia i zarządzania wirtualnymi maszynami potrzebne jest oprogramowanie zwane menadżerem maszyn wirtualnych (VMM). Page 6
Wirtualizacja serwera
Wirtualizacja komputera osobistego (desktop)
Wirtualna pracownia GIS Serwer z systemem Linux Ubuntu 22 wirtualne maszyny Na każdej maszynie system Windows XP z zestawem oprogramowania Quantum GIS Autocad Winkalk Mikromap Inne... Dostęp z dowolnego miejsca
Wirtualna pracownia schemat komunikacji
Menadżer maszyn wirtualnych, dostęp przez PHP Virtualbox za pośrednictwem przeglądarki WWW
Dostęp do wirtualnej maszyny na fizycznym komputerze przez Remote Desktop Protocol
Zalety, wady i ograniczenia wirtualnej pracowni
Zalety wirtualnej pracowni (1) Ułatwione zarządzanie pracownią, łatwe dodawanie lub usuwanie wirtualnych komputerów i ich centralna konfiguracja, wirtualne komputery można kopiować w całości wraz z konfiguracją i zasobami, łatwo dodać nowe oprogramowanie, lub zmodyfikować istniejące. łatwa migracja na nową platformę sprzętową serwera. Fizyczne maszyny mogą mieć stałą konfigurację, nie ma potrzeby modyfikacji sprzętu ani systemów operacyjnych wraz ze wzrostem wymagań sprzętowych nowego oprogramowania.
Zalety wirtualnej pracowni (2) Możliwość uruchomienia wirtualnego komputera za pośrednictwem mniej wydajnego komputera fizycznego. Możliwość uruchomienia komputera wirtualnego niezależnie od lokalizacji - pracownia komputerowa dostępna w dowolnym, przeznaczonym do tego miejscu (pracownia "tam gdzie potrzebuję"). Pracownia mniej wrażliwa na awarie - uszkodzenie fizycznego komputera nie wymaga reinstalacji całego pakietu oprogramowania. Wystarczy wymienić sprzęt i zainstalować na nim system operacyjny. Połączenie z odpowiednią maszyną wirtualną pozwala na podjęcie pracy z funkcjonalnością i danymi sprzed awarii. Ułatwiona konserwacja pracowni. W przypadku edukacji, po zakończonym roku akademickim administrator niejednokrotnie odświeża systemy komputerów przywracając je do stanu z początku roku, co zajmuje dużo czasu. W przypadku wirtualnej pracowni wystarczy usunąć istniejące wirtualne maszyny i przywrócić ich kopie zapasowe.
Wady i ograniczenia wirtualnej pracowni Konieczność posiadania wydajnego serwera. Wymagana duża przepustowość sieci komputerowej. Awaria serwera unieruchamia całą pracownię.
Wykorzystanie oprogramowania open source Wirtualną pracownię udało się uruchomić w całości przy wykorzystaniu oprogramowania open source. System operacyjny serwera: Linux Ubuntu 12 Server. Menadżer maszyn wirtualnych: Virtualbox 4.1 w wersji dla Linux'a. Interfejs WWW: PHP Virtualbox aplikacja PHP, wymagająca serwera WWW (Apache + PHP).
Podsumowanie i wnioski (1) Przeniesienie przetwarzania na serwer poprzez wykorzystanie wirtualizacji przy całkowitym wykorzystaniu oprogramowania open source okazało się całkowicie wykonalne. Wykorzystanie oprogramowania open source pozwala na częściowe obniżenie kosztu wdrożenia. Przeprowadzone badanie pozwoliło na wskazanie zalet oraz wad i ograniczeń proponowanego rozwiązania, wśród których przeważają zalety takie jak m.in. uniwersalność, prostota utrzymania, łatwość zarządzania czy obniżenie kosztów. Chcąc zdecydować się na zastosowanie wirtualnej pracowni w praktyce, należy liczyć się z koniecznością posiadania i utrzymania wydajnych serwerów i sieci do jej obsługi.
Podsumowanie i wnioski (2) Analizowane rozwiązanie może okazać się opłacalne i wygodne. Skorzystać z niego powinny zwłaszcza te firmy bądź uczelnie, gdzie występuje częsta rotacja oprogramowania, duża ilość pracowni oraz konieczność ich optymalnego wykorzystania. Należy spodziewać się, że w niedalekiej przyszłości rozwiązania tego rodzaju staną się bardziej powszechne, zwłaszcza w środowisku akademickim.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Dr inż. Michał Bednarczyk Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Wydział Geodezji i Gospodarki Przestrzennej Katedra Geodezji Szczegółowej VI Ogólnopolskie seminarium naukowe Modelowanie informacji geograficznej dla potrzeb budowy infrastruktury informacji przestrzennej Warszawa 2013