СПбГУ ИТМО — один из ведущих университетов России, специализирующийся на информационных и оптических технологиях. В 2007 г. стал победителем конкурса инновационных образовательных программ российских вузов.
Весной 2008-го стало известно, что гуманитарному факультету СПбГУ ИТМО, в составе которого функционируют 14 подразделений (кафедр и лабораторий), предстоит переезд из двух зданий в одно — в дом Строгановых в центре Санкт-Петербурга. Тот факт, что здание обладает большой исторической ценностью и охраняется государством, подразумевал ряд жестких ограничений. Здесь были запрещены любые перепланировки, увеличение нагрузки на электросеть и т. п. В частности, максимально доступная мощность для всего здания составляла 85 кВ•А. Этот объем гуманитарный факультет должен был разделить с факультетом среднего профессионального образования, чьи лаборатории традиционно считались весьма энергозатратными.
“Данная ситуация была известна заранее, и мы понимали, что если будем тиражировать стандартные решения, принятые в вузе, то просто не впишемся в новые рамки”, — рассказывает Алексей Гусев, заведующий лабораторией технических средств обучения гуманитарного факультета СПбГУ ИТМО.
Зимой 2008—2009 гг. перед ИТ-службой факультета встала еще одна задача. Руководство университета поставило цель создать лингафонные классы для кафедры иностранных языков общей численностью 100 рабочих мест с поддержкой мультимедиа. “На тот момент мы совершенно не знали, чем заменить мультимедиа-возможности обычных персональных компьютеров, — говорит Алексей Гусев. — Помимо ограничений в энергопотреблении ИТ-отдел не был рассчитан на поддержку такого количества ПК”.
Именно тогда специалисты вуза предложили воспользоваться технологиями виртуализации. Наиболее зрелым и интересным решением на тот момент выглядела платформа VMware, которая располагала всем необходимым функционалом. Руководство СПбГУ ИТМО решило поддержать инициативу и выделить средства, необходимые для внедрения новой ИТ-инфраструктуры.
Виртуализация оказалась оптимальным решением не только потому, что позволяла быстро адаптировать вычислительную среду к изменяющимся системным требованиям, но и потому, что в случае её применения можно было учесть специфику бюджетирования вузовских ИТ-проектов. “Бюджеты у нас выделяются один раз в год, внебюджетные источники финансирования возникают нечасто, любые закупки проходят длительную процедуру согласования, поэтому нам сложно формулировать план развития ИТ на основе госбюджета. Это также нужно было учитывать при принятии решения”, — пояснил Алексей Гусев.
Процесс внедрения был разбит на два этапа. После проведения тендера в сентябре 2009 г. университет заключил контракт с подрядчиком — компанией “Акрополис”. Поставка оборудования заняла два месяца. Еще два месяца (ноябрь и декабрь) подрядчик занимался внедрением инфраструктуры. Второй этап — адаптацию системы к конкретным задачам — ИТ-отдел факультета выполняет самостоятельно.
В рамках первого этапа на базе хранилища EMC AX4-5fc для каждого сервера были созданы логические диски (LUN) размером по 20 Гб. Для установки VMware ESX 4 из состава vSphere 4.0 использовался цифровой KVM-коммутатор, позволяющий переназначить графическую консоль сервера на монитор оператора.
Следующим шагом стала установка сервера управления vCenter Server 4. Для этого был создан раздел размером 100 Гб и установлена Windows Server 2003 R2 с 3 Гб оперативной памяти. Для комфортного управления базой данных vCenter, а в будущем и сервера View вместо Microsoft SQL Exspress был установлен полноценный SQL Server. В заключение был создан VMware Cluster с включённой опцией “высокая доступность”.
Далее была выполнена установка самого сервера View 4 с параметрами, аналогичными тем, что были у виртуальной машины vCenter. Для оптимизации дискового пространства на vCenter Server использовался VMware View Composer.
Далее была создана виртуальная машина с русской версией Windows XP SP3, установлен Windows Media Player 11, а также набор видео- и аудиокодеков для использования функции multimedia redirection. После чего на основе виртуальной машины был сделан снимок файловой системы, с которого позже были созданы рабочие места клиентов .
В результате были решены все задачи. Виртуализация позволила снизить энергопотребление в три раза — с 36 кВт, которые потребовались бы для питания аналогичного по мощности парка ПК, до 12 кВт. Доступной электрической мощности хватит даже при значительном увеличении нагрузки на ИТ-инфраструктуру, ожидаемой в начале нового учебного года, когда в эксплуатацию вступят обучающие компьютерные классы.
Удалось оперативно развернуть 100 рабочих мест в дополнение к прежним тридцати. К сентябрю 2010-го планируется суммарно развернуть еще 80 рабочих мест (итого из 210 мест 180 будет с поддержкой мультимедиа). При этом уже сейчас значительно повысилась производительность труда ИТ-персонала: с увеличившимся в несколько раз объемом работ справляется прежний штат специалистов. Значительно ускорилось реагирование на проблемы пользователей, поскольку полный функционал управления ИТ-инфраструктурой (от серверов до виртуальных рабочих мест) доступен через Интернет. При необходимости ИТ-менеджеры могут дистанционно загружать и устанавливать программы, перераспределять ресурсы памяти и корректировать работу системы при возникающих неполадках. Время реагирования на проблемы и сбои сократилось до минимума.
С успехом была решена задача, поставленная кафедрой иностранных языков. Ей требовались приложения, поддерживающие не только трансляцию видео и звука, но и запись голоса. Пробные испытания показали, что в версии VMware VDI 3.5, которая считалась наиболее передовой на момент внедрения, был недостаточно проработан функционал проброса гарнитуры. Тогда ИТ-отдел факультета и специалисты компании “Акрополис” изучили характеристики новой версии VMware View 4, дата выхода которой совпадала со сроком сдачи проекта. Продукт должен был полностью удовлетворить мультимедийным потребностям вуза. “В результате мы положились на заявленные вендором возможности последней версии VMware View 4, внедрили ее... и не ошиблись в своем выборе”, — вспоминает Алексей Гусев. С помощью этого продукта с улучшенным функционалом удалось решить задачу поддержки потокового видео и двунаправленного аудио.
К сентябрю 2010 г. должна завершиться настройка всех необходимых программ, в том числе не адаптированных под серверные платформы и не предназначенных для работы в терминальном режиме. К ним относятся, например, некоторые экономические программы для персонального использования. Уже сейчас очевидно, что для адаптации такого ПО будет весьма полезен функционал VMware ThinApp.
В процессе виртуализации в среде ИТ-специалистов образовательного учреждения родились новые идеи относительно использования новой системы. Алексей Гусев делится планами: “Мы рассматриваем возможность информатизации и виртуализации системы документооборота, чтобы облегчить и ускорить обработку бумаг. Другая перспектива — это работа с функцией офлайн-десктопов, с помощью которой студенты получили бы возможность выполнять различные задания дома, а затем, приходя в университет, синхронизировать свои устройства с “местными” рабочими машинами”.
Виртуализация на гуманитарном факультете СПбГУ ИТМО
Решение:
VMware vSphere 4.0;
VMware View 4.0.
Оборудование:
до виртуализации
5 серверов PIV/Xeon, менее 3 ГГц;
30 тонких клиентов (Linux, RDP 5.2);
10 ПК, Pentium III;
после виртуализации
4 blade-сервера по 2 Xeon E5540 / 2,53 ГГц;
2 blade-сервера по 2 Xeon X5550 / 2,66 ГГц;
СХД EMC CLARiiON AX4-5F, 2 полки;
30 тонких клиентов (Linux, RDP 5.2);
180 тонких клиентов Fujitsu FUTRO S550 PCoIP;
ОС Windows 2003, 2008, FreeBSD.
СПЕЦПРОЕКТ
