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IT-Management der Virtuellen Universität

5. Tagung der DFN-Nutzergruppe Hochschulverwaltung19. - 21. 2.2001 in Kassel

Dr. Klaus Sternberger FernUniversität Hagen

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IT-Management der Virtuellen Universität (VU)

ein kurzer Überblick

1. Die FernUniversität auf dem Weg zur Virtuellen Uni

2. Struktur und Funktionen der VU

3. Technische Plattform

4. IT-Organisation

5. Status und Ausblick

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Die FernUniversität auf einen Blick

68

6

1

80

420

450

770

1.700

58.000

130.000.000

Studienzentren

Fachbereiche

Universität

Professoren u. Professorinnen

Wiss. Mitarbeiter/innen

Tutoren und Mentoren

Techn. u. Verw. Mitarbeiter/innen

Kurse (Vorlesungen)

Studierende

DM HaushaltsvolumenLernraum Virtuelle Universität

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Überleitung zur Virtuellen Universität

• „Virtualisierung“ aller Funktionsbereiche• Lehrangebot

• Betreuung, Kommunikation, Kooperation

• Übungs-, Praktikums-, Seminarbetrieb

• Zugang zu Bibliotheken, Informationsressourcen

• Prüfungsangelegenheiten

• Administration

• Ziele

• Abbildung des gesamten Studien- und Lehrbetriebs auf ein

integriertes, netzgestütztes System

• im Ggs. zur Virtualisierung von Teilfunktionen, z.B. MBone-Übertragung einer Vorlesung

• dazu ist eine technische Plattform erforderlich

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Lernraum Virtuelle Universität

Lernraum Virtuelle Universität -

hochschulweite Integration

Technischer Betrieb

URZ

wird z. Zt. aufgebaut

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Technischer Betrieb

URZ

wird z. Zt. aufgebaut

Lernraum Virtuelle Universität

Fach-bereiche

Forschungs-projekte

Lehrgebiete

Ver-waltung

Inhalte

ZFE

Rektorat

Biblio-thek

Lernraum Virtuelle Universität -

hochschulweite Integration

Gruppe:

Studien- und Lehrbetriebs-organisation

beschliesst

LVU-Büro im Rektorbüro

Prorektor als Medienbeauftragter

1 wiss. MA

1admin. MA

Nutzer-gruppe

erstellt Benutzeranforderungen und stellt Projektvorschläge zusammen

unterstützt

ZFE

1MA

URZ

1MA

UB

1MA

Experten-gruppe

berät Rektorat und Nutzergruppe

LVU-Entwicklung

(Tools, Strukturen, System)

URZneu

AG Design

Regel-betrieb

Forschung

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Funktionen der VU-Plattformallgemein

• Plattform zur netzgestützten Verteilung bzw. zum Abruf von Lehr- und Lernmaterialien

• Kommunikations- und Interaktionsplattform für Lernende und Lehrende

• Abbildung weiterer Dienste einer realen Universitätwie Büro, Bibliothek, Shop, Info-Vermittlung,...

• die Studierenden nutzen ihren PC dabei als• Lernstation• Kommunikationszentrum• Informationsagenten

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Nutzer + Betreiber

• Studierende, als primäre Adressaten, entsprechend den belegten Kursen

• Gäste, mit eingeschränkten Nutzungsmöglichkeiten (nur wenige Kurse)

• Bereichsadministratoren, zur Pflege und Betreuung fachlich-inhaltlicher Angebote(z.B. Multimedia-Kurse, Übungen, Infos, ...)

• VU-Administratoren (URZ) zur technischen Steuerung des Gesamtsystems

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Funktionen (1)

• Lehre– Einstiegsseite mit kursrelevanten Informationen– individuelle Kursübersicht, belegte Kurse– Verzweigung auf

+ Kurstext u. Inhaltsverzeichnis, Glossar etc.+ Übungen, z. T. mit automatischer

Rückmeldung nach erfolgter Korrektur+ integrierte Kommunikationsfunktionen

– Kurse und Übungen netzgestützt zu bearbeiten oder abzurufen

• Büro– Kursdatenverwaltung (nur für Kursbetreuer)– Kursauswahl (für Gäste)– An-/Abmeldung

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Funktionen (2)

• Bibliothek - Schnittstelle zu UB-Diensten

• Cafeteria - zur Förderung von Lern- und Arbeitsgruppen

• Info, Shop, Hilfe, ...

• Administrationsfunktionen

– Zugang als Gast:https://vu.fernuni-hagen.de/ (gast/gast)

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Struktur der Virtuellen Universität

Netz-Dienste

E-

Mail

News ftp IRC

BS

CW

Vid

eo

-C

on

ferenc

eWWW

Netz-Zugang GWiN VPN

DFNZugang@Home

Uni@Home

LokaleEinwähl-Router

VU-Systeme

Web-AssignVirtuelle UniversitätET-Online

NetzfunktionenSLO-Systeme

DatenStudenten-DB

KVS

Quell-DB Multimedia-LehrmoduleInfo-Dienste

StudierendeNutzer

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Systemumgebungen

Lernraum Virtuelle Universität

Anwendung

VCI Plattform 2000

Software ET-Online VU WebAssign

Betriebssystem LinuxSolaris(WWW-Server)

Solaris Solaris Solaris 8

Scriptsprache PHP 4 Perl, C/C++ Java Java, Perl, C/C++

DB-System SQL 7 Oracle 8i Informix odermySQL,Portierung aufOracle

Oracle 8.1.7

Web-Server Apache 1.2incl. SSL 1.8

Apache 1.3incl. SSL

Apache mit SSLund Servlet--Anbindung

Apache 1.3SSL

sonstiges --- Authentifikations-modul

--- I-Planet DirectoryServer

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Plattform 2000

Studierende

Netz-Dienste

E-

Mail

News ftp IRC

BS

CW

Vid

eo

-C

on

ferenc

eWWW

Netz-Zugang GWiN VPN

DFNZugang@Home

Uni@Home

LokaleEinwähl-Router

VU-Systeme

Web-AssignVirtuelle UniversitätET-Online

NetzfunktionenSLO-Systeme

Lehr-Information

Studenten-DB

KVS

Quell-DB Multimedia-LehrmoduleInfo-Dienste

Plattform 2000

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Systembasis für die Plattform 2000

Lernraum Virtuelle Universität

MCU

Newsftp, IRC

BSCW

WWW-ServerMailhost

Sun E 450

Load Balancing

E 450

Netz-zugang

DirectoryService

GWiN34 Mbit/s

VPN

DFNZugang@Home

Backup + Archiv-Systemeauf ADSM-Basis

VU-Applikation

Sun E 5500

DB-Server

Sun E 4500

Oracle 8iSun T3ES655 GB

NSM

Verwaltung

Informix SSA-T40145 GB

HIS + SLO-ApplikationenIBM RS/6000-

F80

-F40

Firewall

NSM

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Technische Plattform

• Applikationsserver Sun E4500

– Apache Web-Server als Nutzerinterface– Vielzahl von Skripten mit VU-Funktionen– Directory Server

• Datenbank-Server Sun E4500

– Oracle 8i EE mit verschiedenen Zusatzprodukten– RAID Storage Sun T3 ES mit 655 Gbytes

• Netzdienste-Server– allgemeine Web-Server und Mailhost auf 2x E450 – Load Balancing-Konfiguration– News, ftp auf mittleren Servern– BSCW-Server als Basis für Gruppenkommunikation

• Videokonferenz (in Aufbauphase)– Meeting Point-Server (WhitePine)– Übertragungprobleme bei >5 Teilnehmern über <=64 Kbit-

Verbindungen

– Lizenzprodukt mit Application Sharing im Test, Web-basierte Nutzung

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Zugang zur VU

• Netzzugang– direkte Einwahl, 72 ports– VPN-Einwahl

• uni@home (Telekom), Citytarif• in Kürze:

DFNZugang@home (Talkline) für 2,48 Pf/min– andere Service Provider über DeCIX/GWiN,

IP-Adresse nicht in FeU-Domain (Lizenzprobleme!)

• Zentraler Account– Antrag per Web-Interface– Abwicklung per Netz– keine automatische Account-Vergabe bei Einschreibung

• Steuerung über zentralen Directory Server– I-Planet Directory Server 4.1 mit Replica‘s– knappe Attribute-Liste,

enthält i.W. nur Accountdaten, Mail-Adresse und SSL-Key– in Vorbereitung: Differenzierung interne/externe Nutzer

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Schnittstellen zu Verwaltungssystemen

• Vorrang der bestehenden Verfahren zur– Einschreibung

– Kursbelegung

– Gebührenverwaltung

• VU-Systeme bedienen sich der Standard-Verfahren und -Datenbanken, also SOS/POS und FernUni-Funktionen

• Belegung eines Kurses ist Voraussetzung für VU-Nutzung

• Dynamischer Abruf möglich, Absicherung durch Caching der Daten in VU

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Fachbereiche,Lehrgebiete als VU-Anbieter/-Anwender

Studierendelehrbezogene Beratung,

Arbeitsbereich

VU-Systeme

Betreuung der VU-Applikationen und Datenbanken

Implementierung von Lehrmodulen in VU-Plattform

Unterstützung zu Kommunikationsdiensten etc.

Fernstudien- undVerwaltungs-systeme

Server- undNetzbetrieb

Systembetreuung

SchnittstellenVU - SLO

Technischer Betriebder VU-Server und Netzdienste

Beratung undIT-Service

URZ-Hotline,PC- und LAN-Systeme

Keine Relevanz für die VU

Telef. BeratungsdienstMo. - Fr. 9 - 22 Uhr

2. Level-Support anwendungsbezogen

Rückkopplung von Problemen

Kursbetreuung

1. Level-Support zu VU-Problemen technischer Art

URZ-URZ-ArbeitsbereicheArbeitsbereiche

VU-Regelbetrieb im URZ

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Sicherheitsfunktionen

• Firewall vor sensiblen Systemen,ergänzt um Access-Filter auf Routern

• Verwendung privater, nicht route-fähiger Netzadressen (10.x) für kritische Systeme

• SSL-gesicherte Kommunikationskanäle für VU-Nutzung• SSL-Authentifizierung für einzelne Funktionen,

z. B. Prüfungsergebnis-Abfrage, PGP nur bei Mail von Bedeutung

• Minimierung von Accounts und unterstützten Netzdiensten auf kritischen Servern

• Checksum-Sicherung für Systeme und Anwendungen• Datensicherung über ADSM/TSM und automatisches

Backup- und Archiv-System

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Verfügbarkeit der Plattform

• 24 x 7-Betrieb der VU unverzichtbar

• Dienstzeiten Mo. 8.00 - Fr. 18.00 Uhrd. h. ca. 70 % ohne Systembetreuung

• Wochenende- wichtige Arbeitsphase für Fernstudierende- lange Phase ohne personellen Support

• Sicherstellung einer höheren Verfügbarkeit durch- technische Lösungsansätze- oder: Bereitschaftsdienst

• Ziel: möglichst weitgehend mit technischer Unterstützung

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Verfügbarkeits-Management (1)

1. Konfigurationsansätze

• Redundante Hardware-Systeme– Prozessoren, Hot-plug-Platten, RAID-Speicher– Netzschnittstellen, Netzteile/Stromversorgung– Cluster-Konfiguration?

• Applikationen mit Load Balancing– WWW-Server + Mailhost– Technische Lösung mit Cisco Local Director 430

(in Vorbereitung)

• Netzzugang (für Studierende)– uni@home VPN-Lösung seit WS 98: bundesweit zum Citytarif – DFNZugang@home über GWiN-Kernnetz als Nachfolger– GWiN-Anschluss mit Backup-Zuleitung:

aktuell noch nicht, aber bei DFN in Diskussion– notwendig für Virtuelle Universität,

da DFNZugang@home (und andere SP) über GWiN erfolgt

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Verfügbarkeits-Management (2)

2. Software-Ansatz

System-Management-Tool: BMC Patrol

• Software-gestützte Überwachung von– Betriebssystemen– Applikationen– Datenbanken– Netzkomponenten

• autonome Agenten arbeiten auf überwachtem System und sammeln lokal Daten, z. B. zu

– CPU-Auslastung– Füllgrad definierter Files– Antwortzeiten

• erlaubt Reaktionen vor Ausfall einer Funktion

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Verfügbarkeits-Management (3)

• Agenten erzeugen im Zusammenwirken mit sog. Knowledge Module (KM) Events, die auf einer Überwachungskonsole graphisch angezeigt werden

• Agenten lösen selbstdefinierte Aktionen aus, z. B.– Message (Mail, SMS, ...) an Bereitschaftsdienst

– Reset einer „hängengebliebenen“ Anwendung

– Reboot eines Systems

– ...

• Dazu Entwicklung eigener Skripte (im Aufbau), die Parameter zu Betriebserfahrungen in Aktionen umsetzen

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BMC PATROL - StrukturBMC PATROL - Struktur

– Console– Agent– Knowledge

Module– Event Manager

– Console– Agent– Knowledge

Module– Event Manager

History

KM

AgentAgent

KM

Events

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Überwachte Systeme und Merkmale

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Definiton von Grenzwerten

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Graphische Anzeige

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Status Anfang 2001

• Produktionsaufnahme der Plattform 2000 im URZ unmittelbar bevorstehend

Nutzungsdaten Ende WS2000/01• Ca. 11.000 Studierende aktiv• 323 Kursbetreuer • 173 Kurse

– 69 Informatik

– 32 Mathematik

– 17 Erziehungs- und Geistenwissenschaften

– 15 Wirtschaftswissenschaften

– 15 Externe

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Perspektiven

• Rektoratsbeschluss zur Entwicklung der nächsten VU-Generation bis 2003

• Plattform 2000 für die nächsten Jahre Basis der VU-Angebote der FernUniversität

• Hochschulweite Entwicklung bzw. Umstellung auf Multimedia-Kurse und Netzanwendungen

• Einbeziehung externer Angebote in Diskussion• Vorläufer-Versionen verfügbar im Rahmen des

NRW-Projektes CampusSource– als Quellcodes– ohne Lizenzgebühr, ohne Garantie– mit Recht zur Änderung und Verteilung

• Plattform für eine Deutsche Virtuelle Universität ?

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Vielen Dank für Ihr Interesse !