Content uploaded by Artur Rot
Author content
All content in this area was uploaded by Artur Rot on Dec 29, 2017
Content may be subject to copyright.
Wirtualizacja infrastruktury informatycznej w środowisku akademickim. Studium przypadku z zastosowaniem…
167
WIRTUALIZACJA INFRASTRUKTURY INFORMATYCZNEJ
W ŚRODOWISKU AKADEMICKIM. STUDIUM PRZYPADKU
Z ZASTOSOWANIEM TECHNOLOGII VDI
Artur Rot, Paweł Chrobak
Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu
Wydział Zarządzania, Informatyki i Finansów
Streszczenie: Wdrożenie na uczelniach wyższych technologii wirtualnych pozwala uzy-
skać szereg korzyści, wśród których najważniejsze to: lepsze wykorzystanie zasobów in-
formatycznych oraz wyższa ich wydajność, możliwość dynamicznej optymalizacji śro-
dowisk oprogramowania, ograniczenie kosztów przyszłej rozbudowy infrastruktury IT,
niższe nakłady operacyjne, wyższy stopień bezawaryjności i zapewnienie ciągłości dzia-
łania systemów informatycznych. W artykule opisano przesłanki ekonomiczne i organiza-
cyjne przemawiające za wdrażaniem rozwiązań VDI (ang. Virtual Desktop Infrastructure)
w ośrodkach dydaktycznych uczelni wyższych. Przeprowadzona analiza infrastruktury la-
boratoryjnej pozwala lepiej zrozumieć szerokie możliwość adaptacji VDI oraz wachlarz
korzyści, jakie otrzymują administratorzy i pracownicy naukowo-dydaktyczni. Oprócz
analizy korzyści przedstawiono studium przypadku wdrożenia modelowego rozwiązania
na Uniwersytecie Ekonomicznym we Wrocławiu, które obejmuje ponad 300 terminali ty-
pu zero client i ponad 500 zwirtualizowanych systemów udostępnianych studentom w 11
laboratoriach. W artykule przedstawiono także wybrane doświadczenia z realizacji pro-
jektu oraz uwagi, których omówienie i zrozumienie może być kluczowe dla udanego
wdrażania infrastruktury VDI. Opisane wdrożenie oparte jest na środowisku VMware Ho-
rizon View.
Słowa kluczowe: chmura prywatna, infrastruktura VDI, laboratorium dydaktyczne,
VMware Horizon View, wirtualizacja
DOI: 10.17512/znpcz.2017.2.15
Wprowadzenie
Organizacja badawcza Gartner, zajmująca się analizami rynku IT, corocznie
publikuje listę dziesięciu technologii informacyjnych najważniejszych dla organi-
zacji i użytkowników, wśród których od kilku lat stale pojawia się wirtualizacja
zasobów IT. Technologia ta ma aktualnie coraz więcej różnorodnych zastosowań.
Swoje rozwiązania odnajduje nie tylko w stosunku do serwerów, ale także stacji
roboczych, systemów operacyjnych, aplikacji, pamięci i sieci komputerowych.
Przynosi ona wymierne korzyści w zakresie organizacji IT, dlatego też wirtualiza-
cja szybko wchodzi do powszechnego użytku.
Rosnąca popularyzacja scentralizowanych centrów obliczeniowych, zwanych
popularnie chmurami (Rosenberg, Mateos 2012), spowodowała, iż także uczelnie
wyższe w Polsce zaczęły budować własne chmury prywatne (Rot, Sobińska 2013),
nie tylko do obsługi swoich procesów wewnętrznych, lecz także do dostarczania
Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej
Zarządzanie Nr 26 (2017) s. 167–177
dostępne na: http://www.zim.pcz.pl/znwz
Artur Rot, Paweł Chrobak
168
studentom zwirtualizowanych stacji roboczych w modelu DaaS (ang. Desktop as a
Service) (Madden, Knuth 2014). Jedną z pierwszych uczelni, która wdrożyła
w Polsce to rozwiązanie, był Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu. Celem
artykułu jest prezentacja potencjału technologii wirtualizacji, a w szczególności
identyfikacja i analiza korzyści wynikających z wirtualizacji laboratoriów studenc-
kich na przykładzie UE we Wrocławiu.
Zawarte w artykule rozważania wynikają zarówno z badań literaturowych, jak
i doświadczeń autorów, które są efektem kierowania projektem wdrożenia wirtual-
nego środowiska na Uniwersytecie Ekonomicznym we Wrocławiu. W przygoto-
wanej przez kierownictwo Uczelni Strategii rozwoju na lata 2010-2020 jednym
z postulatów wskazujących kierunki rozwoju jest poprawa sprawności funkcjonal-
nej Uczelni i wszystkich jej jednostek organizacyjnych przez pełną integrację
w oparciu o zaawansowane systemy informatyczne oraz rozwój sieci informatycz-
nej i zwiększenie jej bezpieczeństwa celem lepszego dostosowania do potrzeb dy-
daktyki, badań i zarządzania. Odpowiedzią na te wyzwania było stworzenie wirtu-
alnego środowiska, które nie tylko obsługuje aktualnie istniejące usługi i systemy
na Uczelni, ale także pozwoliło na zastosowanie w procesie dydaktycznym naj-
nowszych rozwiązań informatycznych.
Istota wirtualizacji infrastruktury informatycznej
Wirtualizację można interpretować jako „osiągnięcie logicznego zasobu przez
abstrakcję zasobów fizycznych” (Porowski 2011). Podstawą wirtualizacji środowi-
ska informatycznego jest wyodrębnianie specyficznych cech i zadań elementów
infrastruktury technologii informacyjnej (IT) i uruchamianie ich w sposób abstrak-
cyjny, z wykorzystaniem obcych rozwiązań programowych, sieciowych i sprzęto-
wych, z zachowaniem pełnej funkcjonalności (Rule, Dittner 2007). Maszyna wirtu-
alna (Virtual Machine − VM) to środowisko wirtualne dla działania programów,
które ma kontrolę nad wirtualizowanymi zasobami. Wirtualizacja pozwala na efek-
tywne wykorzystanie istniejącego sprzętu informatycznego przez modyfikowanie
cech wirtualizowanych zasobów zgodnie z potrzebami użytkowników (Mendyk-
-Krajewska, Mazur, Mazur 2014). Jest ona bardzo szerokim pojęciem i może doty-
czyć (IBM 2017):
Sieci komputerowych – wirtualizacja sieci zwiększa elastyczność wykorzysta-
nia zasobów, poprawia wykorzystanie pojemności oraz umożliwia segmentację
sieci, a co za tym idzie − podnosi znacznie poziom bezpieczeństwa sieci oraz
minimalizuje ryzyko z tym związane (Rot 2016a, s. 118-129).
Magazynów danych (pamięci masowych) – wirtualizacja pamięci masowych
pozwala agregować dane przechowywane w urządzeniach pamięci masowych
i umieszczać je w puli zasobów, do której można uzyskać szybko dostęp i którą
można łatwo zarządzać z jednego, centralnego miejsca. Dzięki temu użytkow-
nik nie widzi całej złożoności pamięci masowych, a jedynie udostępniony mu
jest logiczny obraz danych, odseparowany od skomplikowanej struktury urzą-
dzeń fizycznych.
Wirtualizacja infrastruktury informatycznej w środowisku akademickim. Studium przypadku z zastosowaniem…
169
Serwerów – ten najbardziej popularny obszar stosowania technik wirtualizacyj-
nych polega na wydzieleniu w obrębie jednego serwera fizycznego wielu
mniejszych środowisk wirtualnych, co umożliwia optymalne rozdzielenie zaso-
bów procesora, pamięci operacyjnej RAM i pamięci masowych między wiele
działających jednocześnie procesów.
Systemów operacyjnych – daje to możliwość uruchamiania systemu operacyj-
nego wewnątrz już istniejącego. System zainstalowany na komputerze fizycz-
nym zwany jest gospodarzem (host), zaś te uruchomione na maszynach wirtual-
nych to goście (guests). Dzięki temu otrzymujemy systemy pracujące
jednocześnie na tej samej fizycznej maszynie, która rozdziela zasoby sprzętowe
(pamięć RAM, pamięć masowa, procesor) komputerom typu gość według po-
trzeb.
Aplikacji – polega na izolacji od siebie różnych aplikacji, co rozwiązuje pro-
blem ich zgodności, umożliwiając im działanie razem. Dzięki wirtualizacji apli-
kacje zmieniają się w centralnie zarządzane usługi, które nie powodują konflik-
tów z innymi programami.
Stacji roboczych – wirtualizacja komputerów roboczych (desktopów) jest roz-
winięciem idei wirtualizacji aplikacji, obejmuje jednak więcej zasobów kompu-
tera. W tym przypadku wirtualizacji podlegają warstwy: systemu operacyjnego,
aplikacji oraz indywidualnych ustawień (profili) użytkownika (Turek 2011).
Obserwując szeroki zakres wirtualizacji, pokusić się można o tezę, iż stanowi
ona przyszłość informatyki, chociaż są oczywiście pewne dziedziny, w których nie
ma ona jeszcze tak dużego znaczenia czy też praktycznego zastosowania. Jednakże
w przyszłości będzie z pewnością stosowana na jeszcze większą skalę niż aktual-
nie.
Korzyści wynikające z wirtualizacji środowiska informatycznego
Wirtualizacja szybko została zaadaptowana przez organizacje oraz środowisko
akademickie, gdyż – jak wspomniano – oferuje wiele korzyści, wśród których jed-
ną z najistotniejszych jest obniżenie nakładów inwestycyjnych oraz kosztów ope-
racyjnych. Efekty te uzyskiwane są dzięki konsolidacji serwerów, a więc optymali-
zacji stopnia zużycia istniejącej infrastruktury informatycznej. Dzięki niej można
uprościć istniejące środowisko IT, tworząc przy tym dynamiczniejsze i bardziej
elastyczne centrum przetwarzania danych.
Kolejne ważne korzyści to możliwość uruchomienia na jednym serwerze kilku
maszyn wirtualnych, elastyczność konfiguracji zasobów, scentralizowane zarzą-
dzanie, mniejsze zużycie energii przez komputery oraz systemy chłodzenia (dlate-
go też czasami wirtualizację nazywa się „zieloną techniką”). Jak widać, wirtualiza-
cja środowiska informatycznego ma dużo zalet. Wyliczając liczne walory
wirtualizacji, można wymienić następujące korzyści z niej płynące (Czajkowski
2011; Roszkowski 2011):
Artur Rot, Paweł Chrobak
170
Konsolidacja serwerów, a dzięki temu optymalizacja stopnia zużycia posiada-
nego sprzętu komputerowego i lepsze wykorzystanie zasobów obliczeniowych
(computing assets) przez zwiększenie utylizacji serwerów wirtualnych na ser-
werach fizycznych.
Redukcja całkowitych kosztów aktywów w ramach modelu TCO (Total Cost
of Ownership) – TCO to całkowity koszt pozyskania, instalowania, użytkowa-
nia, utrzymywania i pozbycia się aktywów w organizacji w określonym czasie.
Służy on do oceny bieżących i prognozowanych wydatków lub kosztów infra-
struktury IT. Jego obniżenie następuje przez zwiększenie wykorzystania sprzę-
tu.
Ograniczenie kosztów przyszłej rozbudowy infrastruktury IT – potrzeba rozbu-
dowy środowiska IT o nowe usługi, które muszą być świadczone przez serwery,
związana jest jedynie z koniecznością stworzenia nowej maszyny wirtualnej
wraz z serwerem.
Niższe nakłady inwestycyjne CAPEX (capital expenditures) – oszczędności
zyskiwane są przede wszystkim dzięki mniejszej liczbie fizycznych serwerów,
interfejsów, okablowania sieciowego oraz różnych urządzeń sieciowych.
Niższe koszty operacyjne OPEX (operating expenditures) – oszczędności te
wynikają m.in. ze zmniejszenia zapotrzebowania na energię elektryczną,
z ograniczenia kosztów serwisu itp.
Bezawaryjność i ciągłość działania systemów IT – systemy te mogą pracować
w sposób ciągły, bez zakłóceń dzięki technologiom wspomagającym pracę ma-
szyn wirtualnych.
Wzrost bezpieczeństwa i niezawodności infrastruktury dzięki właściwościom
wysokiej dostępności (high availability) platformy wirtualizacji.
Możliwość budowy rozwiązań odtwarzania awaryjnego (disaster recovery),
dzięki możliwości automatycznego uruchomienia serwera wirtualnego
w ośrodku zapasowym, po awarii podstawowego centrum przetwarzania da-
nych.
Scentralizowane zarządzanie infrastrukturą – systemy operacyjne zainstalowane
na serwerach wirtualnych nie wymagają tworzenia kopii bezpieczeństwa, insta-
lacji aktualizacji i poprawek do systemu operacyjnego lub zainstalowanego
oprogramowania i podejmowania wielu innych czynności. Operacje, które mu-
szą być wykonywane na serwerach wirtualnych, są zlecane jednej centralnej
konsoli zarządzającej i są przez nią nadzorowane.
Podsumowując powyższe rozważania, można stwierdzić, iż wirtualizacja po-
zwala na obniżenie wydatków inwestycyjnych i operacyjnych, jak i łatwiejsze oraz
tańsze zarządzanie infrastrukturą IT. Wirtualizacja serwerów przynosi również
wzrost bezpieczeństwa i niezawodności infrastruktury przez zwiększenie dostępno-
ści oprogramowania i ciągłości działania niezależnie od sprzętu i systemów opera-
cyjnych (Rot 2016b).
Wirtualizacja infrastruktury informatycznej w środowisku akademickim. Studium przypadku z zastosowaniem…
171
Ekonomiczno-organizacyjne przesłanki wdrażania VDI w środowisku
dydaktycznym
Charakterystyka laboratoriów studenckich
Stanowiska komputerowe w laboratoriach studenckich mają swoją specyfikę,
której analiza pozwala zrozumieć szerokie możliwości adaptacji VDI w takim śro-
dowisku. Poniższe punkty opisują tę specyfikę:
Do większości zajęć używana jest taka sama konfiguracja programowa stano-
wisk (pakiet MS Office oraz oprogramowanie specyficzne dla różnych zajęć,
jak Mathematica, Statistica, pakiet Visual Studio, pakiety graficzne itp.).
Dla części bardziej zaawansowanych przedmiotów potrzebna jest specyficzna
konfiguracja (z reguły wymagająca wydajniejszych komputerów) głównie
w przypadku konfiguracji, gdzie instalowana jest lokalnie baza danych (najczę-
ściej są to przedmioty związane z bazami danych, hurtowniami danych czy
oprogramowaniem ERP). Sytuacja ta często jest rozwiązywana poprzez wyod-
rębnienie specjalistycznych laboratoriów. Jednakże tworzenie specjalistycznych
laboratoriów powoduje trudności w harmonogramowaniu zajęć oraz prowadzi
do nieoptymalnego zarządzania czasem wykorzystania tych laboratoriów lub do
problemów z ich dostępnością.
Pożądane jest, aby każdy student przystępujący do zajęć miał do dyspozycji
komputer bez zbędnych plików czy zmian konfiguracyjnych, które mógł pozo-
stawić poprzedni użytkownik.
Kluczowe jest, aby wszystkie komputery w laboratorium miały dokładnie taką
samą konfigurację oprogramowania, aby każdy student mógł realizować zada-
nia w podobny sposób.
Jednym z głównych problemów administratorów są zmiany konfiguracyjne
powodowane przez studentów.
Najczęściej studenci realizują proste zadania (jak edycja arkuszy kalkulacyj-
nych), przez co wykorzystanie procesora pozostaje na poziomie 5-10% przez
90% czasu jego użytkowania.
Należy również stwierdzić, że bardzo czasochłonne i żmudne jest utrzymanie
szeregu klasycznych laboratoriów (w formie komputerów PC). Oczywiście ta cza-
sochłonność wyraża się liczbą etatów administratorów, którzy znaczną część czasu
poświęcają na wykonywanie tych samych, często niepotrzebnych czynności.
Korzyści wynikające z wdrożenia technologii VDI w laboratoriach
studenckich
Z dokonanej wcześniej analizy wyłania się model optymalnego rozwiązania or-
ganizacyjnego, jakie daje zastąpienie klasycznych komputerów PC architekturą
VDI oraz urządzeniami końcowymi klasy zero client. Korzyści ekonomiczne
i organizacyjne, które pozwolą uczelniom efektywniej gospodarować swoim bu-
dżetem w obszarze IT, wynikające z zastosowania omawianych rozwiązań, mogą
być m.in. następujące:
Artur Rot, Paweł Chrobak
172
Koszty utrzymania administracji – wdrożenie architektury VDI pozwala zna-
cząco uprościć proces administrowania, utrzymywania laboratoriów i stanowisk
komputerowych. W środowiskach korporacyjnych w latach 90. ubiegłego wie-
ku przyjmowało się, że jeden etat administracyjny pokrywał obsługę ok. 50 sta-
cji roboczych. Wraz z upływem czasu i poszerzającą się ofertą narzędzi do au-
tomatyzacji procesów administracyjnych dziś przyjmuje się, że jeden
administrator obsługuje ok. 500 i więcej stacji roboczych.
Koszty eksploatacyjne – typowy terminal zintegrowany z monitorem LED wy-
konany w technologii zero client zużywa średnio 40-50 W energii elektrycznej,
co jest 4-krotnie niższym zużyciem od typowej stacji roboczej (która zużywa
wraz z monitorem ok. 200 W). Oczywiście w skład infrastruktury VDI wchodzi
także zespół serwerów i macierz dyskowa, więc uśredniając wyniki dla typowe-
go przykładu dziesięciu 30-stanowiskowych laboratoriów, można przyjąć osz-
czędność energii elektrycznej na poziomie ok. 50%.
Koszty wymiany sprzętu – zakłada się średni czas amortyzacji stacji roboczej
na 3 lata, przy czym w praktyce uczelnianej czas ten szacuje się na okres 5 lat.
Producenci sprzętu VDI jako jedną z zalet VDI wskazują na dwukrotnie dłuższy
okres amortyzacji klienta VDI od typowej stacji roboczej. Kluczowy jest fakt,
że terminal VDI nie ma w sobie żadnych podzespołów, które decydują
o umownym starzeniu się sprzętu. Terminale VDI nie mają żadnych części me-
chanicznych, nawet wentylatorów, dzięki czemu wskaźnik MTBF (ang. Mean
Time Betwean Failures) wynosi dla nich ok. 70 000 godzin, co jest wartością
ponad dwukrotnie wyższą od typowej stacji roboczej (MTBF = 30 000 godzin).
Należy też zauważyć, że sam koszt terminala VDI jest o ok. 25% niższy niż
przeciętnego zestawu komputerowego do laboratorium.
Aspekty technologiczne wdrażania VDI w laboratoriach dydaktycznych
Zanim opisany zostanie modelowy przykład wdrożenia infrastruktury VDI
w laboratoriach Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu, warto wspomnieć,
jakie cechy tej koncepcji czynią ją szczególnie przydatną w rozwiązaniach projek-
towania laboratoriów dydaktycznych. Obecnie na rynku jest dwóch wiodących
dostawców rozwiązań VDI:
VMware Horizon View – opierający się na wirtualizatorach VMware vSphere
i protokole PCoIP,
Microsoft Hyper-V wraz z Microsoft System Center i protokołem RDP.
Infrastruktura VDI daje administratorom IT uczelni wyższych wydajne i stabil-
ne środowisko zarządzania laboratoriami dydaktycznymi, automatyzując wiele
procesów oraz podnosząc niezawodność całego rozwiązania. Poniżej zostaną wy-
mienione główne aspekty usprawniające pracę administratorów.
Centralne wdrażanie i konserwacja systemów wirtualnych – administrator przy-
gotowuje jeden obraz systemu – tzw. golden image, który dostępny będzie tylko
do odczytu, przy czym każde sklonowanie obrazu i utworzenie systemu wirtu-
alnego nie powoduje kopiowania całego obrazu. System odczytuje dane ze zło-
tego obrazu, a wszystkie zmiany realizowane w systemie wirtualnym zapisywa-
Wirtualizacja infrastruktury informatycznej w środowisku akademickim. Studium przypadku z zastosowaniem…
173
ne są w tak zwanych obrazach linked clone. Oszczędność miejsca jest stosun-
kowo wysoka i w procesie zwiększania liczby stacji roboczych rośnie (Lowe,
Marshall 2013).
Błyskawiczne odświeżanie systemów wirtualnych – jedną z implikacji złotych
obrazów jest fakt, że jeśli wirtualny system operacyjny tylko czyta dane ze zło-
tego obrazu (bez możliwości zapisu nań czegokolwiek) i wszystkie zmiany róż-
nicowe zapisuje na linked clone, to usunięcie danych z tego miejsca natychmia-
stowo powoduje, że przywracany jest czysty obraz systemu operacyjnego.
System automatycznie odłącza sesję użytkownika po 15 minutach braku aktyw-
ności i od razu odświeża obraz systemu wirtualnego, co przywraca go do stanu
początkowego (proces ten trwa kilka sekund dla każdego systemu) (Asselin,
O’Doherty 2014).
Ciągłość działania laboratorium – użytkownik nie ma możliwości konfigurowa-
nia jakichkolwiek ustawień, tak aby zakłócić ciągłość działania terminali.
Polityka bezpieczeństwa – w zależności od przyjętej przez administratorów
filozofii bezpieczeństwa można zainstalować jeden centralny program antywi-
rusowy z agentami dla poszczególnych systemów wirtualnych lub nawet zrezy-
gnować z oprogramowania antywirusowego na stacjach roboczych, opierając
się na założeniu, że i tak komputery zostaną przywrócone do stanu początko-
wego.
Ponadto środowisko VDI oferuje wiele dodatkowych funkcji, które pozwalają
na: balansowanie obciążenia (przenoszenie wirtualnych systemów w locie na inne
serwery w klastrze), wyłączanie serwerów przy mniejszych obciążeniach, tworze-
nie kopii migawkowych i wiele innych. Przed wdrożeniem konieczne jest oczywi-
ście rozplanowanie niezbędnych zasobów serwerowych, które zapewnią odpo-
wiednią wydajność.
Studium przypadku – Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu
Autorzy niniejszego artykułu byli autorami koncepcji przebudowy infrastruktu-
ry IT na Uniwersytecie Ekonomicznym we Wrocławiu i stworzenia tam chmury
prywatnej. Uczelnia była jedną z pierwszych w Polsce, która wdrożyła takie roz-
wiązania na tak dużą skalę (8 laboratoriów VDI, ok. 40% wszystkich laborato-
riów).
Pierwsza faza projektu objęła instalację i konfigurację 7 laboratoriów ze 175
terminalami zero client (Samsung NC240) oraz nową serwerownię opartą na ser-
werach Blade firmy Dell, gdzie łącznie zainstalowano sześć 2-procesorowych ser-
werów z 864 GB pamięci RAM oraz możliwością szybkiego skalowania do 16
serwerów. Jako pamięć masową wykorzystano macierz EMC z dyskami o łącznej
pojemości roboczej 10 TB. Połowę serwerów przeznaczono na obsługę VDI, pozo-
stała część została wykorzystana do wirtualizacji środowiska serwerowego. Po
3 miesiącach od uruchomienia infrastruktury w puli serwerowej pracowało już 60
serwerów – zwirtualizowano większość istniejących serwerów obsługujących
Uczelnię (łącznie z serwerami pocztowymi i WWW). Koszt projektu zamknął się
kwotą około 1,3 mln zł. Po roku od wdrożenia, w związku z tym, że projekt spełnił
Artur Rot, Paweł Chrobak
174
wszystkie wymagania, zaczęto poszerzać bazę laboratoriów pracujących w VDI.
Obecnie jest ponad 300 terminali, ponad 500 wirtualnych systemów, a studenci
mogą podłączać się do 1 z 8 dostępnych obrazów w zależności od zajęć i niezbęd-
nej konfiguracji. Na potrzeby VDI przeznaczonych jest sześć 2-procesorowych
serwerów, posiadających łącznie 1,27 TB RAM. Macierz dyskowa oraz niektóre
serwery wyposażone są w pamięć cache opartą na SSD. Na Rysunku 1 przedsta-
wiono fragment obecnej infrastruktury sieciowej obsługującej VDI.
Rysunek 1. Fragment infrastruktury sieciowej na Uniwersytecie
Ekonomicznym we Wrocławiu
Źródło: Opracowanie własne
Rozwiązania sprzętowo-programowe wdrożone na Uniwersytecie Ekonomicz-
nym we Wrocławiu pozwoliły na zastosowanie w procesie dydaktycznym najnow-
szych narzędzi. Zakup nowoczesnego sprzętu pozwolił realizować znacznie bogat-
szy wachlarz scenariuszy w programie laboratoriów. Jednocześnie elastyczność
zaplecza sprzętowego pozwoliła prowadzącym w taki sposób dobierać konfigura-
cje laboratoryjne, aby pokrywać możliwie szeroką gamę zagadnień. Dzięki temu
studenci są nie tylko w stanie rozwiązywać omówione w trakcie zajęć problemy,
ale także uczą się samodzielnej pracy ze sprzętem. Taka forma zajęć prowadzona
Wirtualizacja infrastruktury informatycznej w środowisku akademickim. Studium przypadku z zastosowaniem…
175
jest w szeregu zadań projektowych, w szczególności projektów grupowych cechu-
jących się największą swobodą w samodzielnym podejmowaniu decyzji i propo-
nowaniu rozwiązań.
Uproszczenie sprzętu w technologii zero client zmniejszyło koszty utrzymania
infrastruktury w porównaniu z tradycyjnym stanowiskiem pracy wyposażonym
w komputer PC i monitor. Klient zerowy pobiera znacznie mniej mocy niż trady-
cyjne stanowisko pracy i zmniejsza liczbę zainstalowanych urządzeń, dzięki czemu
pozwala obniżyć nawet kilkukrotnie zużycie energii; jest także całkowicie cichy
i wyjątkowo niezawodny. Usterki mechaniczne odchodzą do przeszłości, co
zmniejsza liczbę przestojów i eliminuje koszty serwisowania. Użytkownicy nie
muszą się już obawiać awarii systemu w swoich urządzeniach. Terminale cechuje
aktualnie mniejszy nakład zadań administracyjnych w porównaniu z klasycznymi
komputerami PC, ponieważ zaproponowana architektura jest w bardzo dużym
stopniu scentralizowana, a obsługa stacji roboczych może być wykonywana przez
jedną osobę. W prosty i szybki sposób można dokonać personalizacji określonych
grup terminali, np. na potrzeby konkretnych zajęć; łatwo utrzymać porządek apli-
kacyjny, istnieje możliwość szybkiego przywrócenia wzorcowej stacji roboczej.
Również podstawowe zadania administracyjne, jak aktualizacja systemu, aktuali-
zacja oprogramowania czy instalacja oprogramowania dodatkowego, mogą być
wykonywane zdalnie i automatycznie przez jedną osobę na wielu komputerach
jednocześnie. Zastąpienie komputerów terminalami pozwoliło opóźnić proces sta-
rzenia się sprzętu i zmniejszyć koszty jego modernizacji. O ile klasyczny komputer
wymaga modernizacji (w środowisku akademickim praktycznie wymiany) co oko-
ło 4 lata, o tyle użycie terminali powoduje, że technologicznie starzeją się one
znacznie wolniej. Dzięki centralizacji mocy obliczeniowej oraz wirtualizacji mo-
żemy założyć, iż cykl życia terminali na Uniwersytecie Ekonomicznym we Wro-
cławiu będzie się wahał w granicach nawet 7-8 lat, a koszt ich wymiany będzie
o około 50% niższy niż klasycznych komputerów. Zaproponowane rozwiązanie
jest warte implementacji przede wszystkim ze względów opłacalności, ale również
z uwagi na możliwości rozbudowy i prostotę utrzymania.
Podsumowanie
Środowisko informatyczne ma kluczowe znaczenie dla dzisiejszych organizacji,
w tym także środowisk akademickich, które oczekują większej elastyczności
i szybszego działania systemów informatycznych, a także wyższej wydajności
i kontroli nad kosztami. Wdrażanie nowych usług z wykorzystaniem środowisk
wirtualnych oraz migracja już funkcjonujących do tego typu rozwiązań będą
z pewnością w najbliższych latach zyskiwać coraz bardziej na popularności. Dlate-
go też wirtualizacja wydaje się aktualnie jedną z najbardziej perspektywicznych
innowacji technologicznych w obszarze informatyki. Oferuje ona wiele korzyści,
gdyż rozwiązania te dają nowe możliwości, prowadzą do optymalnego wykorzy-
stania istniejących zasobów, zapewniają ciągłość działania, zwiększają bezpieczeń-
stwo zasobów informatycznych, a także przyczyniają się do znaczących oszczęd-
ności.
Artur Rot, Paweł Chrobak
176
Literatura
1. Asselin S., O’Doherty P. (2014), VMware Horizon Suite: Building End User Services,
VMware Press.
2. Czajkowski A. (2011), Wirtualizacja jako narzędzie wspomagające nauczanie na poziomie
studiów wyższych na kierunkach informatycznych, [w:] Baron-Polańczyk E. (red.), Projek-
towanie w komputerowym wspomaganiu procesu dydaktycznego, Oficyna Wydawnicza
Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra, s. 193-212.
3. IBM (2017), Virtualization in Education, Global Education White Paper, http://www-
07.ibm.com/solutions/in/education/download/Virtualization%20in%20Education.pdf
(dostęp: 07.01.2017).
4. Lowe S., Marshall N. (2013), Mastering VMware vSphere 5.5, John Wiley & Sons,
Indianapolis.
5. Madden B., Knuth G. (2014), Desktops as a Service: Everything You Need to Know about
DaaS & Hosted VDI, Burning Troll Production, San Francisco.
6. Mendyk-Krajewska T., Mazur Z., Mazur H. (2014), Konkurencyjność rozwiązań wirtual-
nych infrastruktury informatycznej, „Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego. Eko-
nomiczne Problemy Usług”, nr 113, t. 2, s. 261-271.
7. Porowski D. (2011), Co to jest wirtualizacja, Microsoft, http://technet.microsoft.com/pl-
pl/library/co-to-jest-wirtualizacja.aspx (dostęp: 19.03.2017).
8. Rosenberg J., Mateos A. (2012), Chmura obliczeniowa. Rozwiązania dla biznesu, Helion,
Gliwice.
9. Roszkowski M. (2011), Wpływ wirtualizacji środowiska informatycznego na funkcjonowa-
nie przedsiębiorstwa, „Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Mana-
gement”, t. 57, http://www.pszw.edu.pl/pl/publikacje/item/984-tomt057-4 (dostęp:
17.01.2017), s. 225-235.
10. Rot A. (2016a), Wybrane metody pomiaru efektywności ekonomicznej inwestycji związa-
nych z zarządzaniem ryzykiem IT w organizacjach, „Zeszyty Naukowe Politechniki Często-
chowskiej. Zarządzanie”, nr 23, t. 1, s. 118-129.
11. Rot A. (2016b), Zarządzanie ryzykiem w cyberprzestrzeni – wybrane zagadnienia teorii
i praktyki, [w:] Komorowski T.M., Swacha J. (red.), Projektowanie i realizacja systemów
informatycznych zarządzania. Wybrane aspekty, PTI, Warszawa, s. 35-50.
12. Rot A., Sobińska M. (2013), IT Security Threats in Cloud Computing Sourcing Model,
[w:] Ganzha M., Maciaszek L., Paprzycki M. (red.), Proceedings of the 2013 Federated
Conference on Computer Science and Information, PTI, Kraków, fedcsis.org/proceedings/
2013/ pliks/fedcsis.pdf (dostęp: 18.11.2016), s. 1141-1144.
13. Rule D., Dittner R. (2007), The Best Damn Server Virtualization Book Period, Syngress
Publishing, Burlington.
14. Turek T. (2011), Wybrane aspekty wirtualizacji środowiska informatycznego w przedsię-
biorstwach partnerskich, „Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego. Ekonomiczne
Problemy Usług”, nr 67, s. 396-403.
Wirtualizacja infrastruktury informatycznej w środowisku akademickim. Studium przypadku z zastosowaniem…
177
VIRTUALIZATION OF IT INFRASTRUCTURE IN AN ACADEMIC
ENVIRONMENT. A CASE STUDY USING THE EXAMPLE
OF VDI TECHNOLOGY
Abstract: Implementing virtualization technologies in higher education has many
benefits, including better use of IT resources, higher performance, the ability to dynamic
optimization of software environments, reduction of future IT infrastructure costs, lower
operating expenses, lower failure rates. This article describes the economic and
organizational premises for implementing VDI (Virtual Desktop Infrastructure) solutions
in academic institutions. The analysis of laboratory infrastructure makes it possible to
better understand the wide range of VDI adaptability and the range of benefits received by
IT administrators and academics. A case study of a model solution at the Wroclaw
University of Economics, which includes more than 300 zero client terminals and more
than 500 virtualized systems for students in 11 laboratories, has been presented in the
paper. The article also presents selected experiences from the project and comments that
can be key to successful implementation of VDI infrastructure. The implementation is
based on the VMware Horizon View environment.
Keywords: academic IT laboratory, private cloud, VDI infrastructure, virtualization,
VMware Horizon View
