IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA LTSP COM DEBIAN
GNU/LINUX NA UTFPR CAMPUS DOIS VIZINHOS
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Marcos Talau , Amilcar Michelin
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Analista de Tecnologia da Informação 2
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Professor de Informática
Resumo: Com o surgimento do Linux em 1991, os softwares livres passaram a ser mais utilizados e
pesquisados. Atualmente têm-se diversos projetos ligados ao mundo Linux. O LTSP é um deles. Ele permite que estações de trabalho usem recursos computacionais de um servidor para operarem. Aqui será ressaltado o processo de construção de um ambiente LTSP com Debian no laboratório de informática da UTFPR campus Dois Vizinhos. Observou-se no processo de implantação do sistema que o recurso memória RAM é importante em um ambiente com clientes e servidores de terminal; mas o processamento não pode ser um coadjuvante. Viu-se que um servidor com uma quantidade grande de memória RAM não suporta um número desejado de clientes trabalhando. O projeto LTSP possui uma instalação fácil, programas e configurações próprias. Sentiu-se a necessidade de uma adaptação do ambiente desktop do usuário para atender a as características de uma arquitetura LTSP.
Palavras-chave: Sistema Operacional, Etherboot, Processamento. Introdução
O laboratório de informática da Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Dois Vizinhos possui oito computadores do tipo Desktop. Todos eles têm um hardware parecido processador AMD-K7 com componentes típicos para tal. Os softwares usados eram da linha Microsoft. O Windows Milleniun Edition estava como sistema operacional padrão do laboratório. Considerou-se o cenário de software acima como não ideal. Primeiramente não tinha todos os softwares licenciados, o que segundo a lei brasileira 9.609 é um crime. No ponto manutenibilidade tem-se sérios problemas devido ao sistema operacional da Microsoft não ser multiusuário e ter pouquíssima segurança contra vírus, spywares, usuários maliciosos, etc. Voltando a falar do quesito licenças, poderia ter-se usado a suíte de escritório BrOffice.org para diminuir a quantidade de componentes proprietários no sistema; porém o hardware dos computadores não suportaria um uso desejável em velocidade com esta suíte.
Compilando estas idéias decidiu-se em implantar um sistema GNU/Linux com LTSP no laboratório. Dessa forma, o presente trabalho busca descrever o processo de implantação desse sistema.
Material e Métodos Escolha des Softwares
"O propósito do LTSP é criar uma maneira simplificada fazer funcionar estações de trabalho sem disco para o Linux. Por definição, uma estação de trabalho sem disco é um computador que realiza o boot depois de fazer o download do sistema operacional de um servidor através de uma rede local" (Lema, 2001).
O Linux Terminal Service Project (LTSP) foi escolhido devido a sua popularidade, flexibilidade de montagem e configuração e utilização de scripts de configuração, além de trabalhar com softwares livres de uso comum em várias distribuições GNU/Linux como: NFS, DHCPD e o TFTP. Optou-se pela escolha da versão estável de nossa época, 4.2, devido a sua maturidade de uso no mundo inteiro, além de atender aos requisitos dos usuários.
Vimos que o LTSP é composto por scripts de configuração e programas populares. Então é necessário um sistema operacional da família GNU/Linux para ele poder funcionar. Optou-se pelo uso do sistema operacional Debian GNU/Linux, devido ele ser 100% livre, ter uma ferramenta de gerenciamento de pacotes prática e rápida, possuir independência quanto a empresas - pois é mantido por voluntários, ter forte características de segurança e ter um suporte ao idioma Português do Brasil.
Processo de Instalação Debian
Começou instalando-se o sistema Debian GNU/Linux versão 4.0 codinome etch. Realizou-se o download da imagem ISO do site Debian (2007), foi gravado está imagem em uma mídia de CD-ROM.O hard disk do servidor da UTFPR (Dois Vizinhos) tinha a capacidade de 40 GB. No particionamento criou-se duas partições, uma delas swap com dois GB (tinha-se um GB de memória
RAM) e a segunda do tipo ext3, como raiz com o restante do disco.
Após o Debian, instalou-se os serviços necessários à execução plena do sistema LTSP. Segundo McQuillan (2005), existem quatro serviços básicos instalados no servidor para um estação LTSP poder funcionar. São eles: DHCP, TFTP, NFS e o XDMCP.
Através da ferramenta "apt-get" foram instalados os pacotes necessários para ter suporte aos serviços necessários do LTSP. Na Tabela 1 estão os nomes dos pacotes instalados.
Tabela 1: Serviços para o LTSP instalados no servidor
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O pacote GDM (GNOME Display Manager) é o gerenciador de login padrão do ambiente desktop GNOME. Ele também dá suporte ao protocolo XDMCP.
XDMCP Gdm 1 2.18.3-1
NFS Nfs kernel server- - 1:1.1.0~rc2-1
TFTP tftpd-hpa 0.43-1.1
DHCP dhcp3-server 3.0.4-14
Serviço Pacote Versão
Servidor LTSP
Efetuou-se o download dos pacotes "ltsp-utils" e do "ltsp-server-pkg" disponíveis no site LTSP (2007).
O pacote "ltsp-utils" é composto por três scripts escritos em linguagem Perl. Através destes scripts é que nós podemos obter pacotes e construir o sistema de arquivos base para atender aos clientes. Este conjunto de arquivos que será obtido é uma mini-distribuição GNU/Linux com alguns comandos e scripts básicos para permitir obter os recursos extras do servidor LTSP.
O "ltsp-server-pkg" contém um sistema que oferece meios para que nossos clientes LTSP possam acessar mídias em seu computador local. Após a instalação dos softwares acima, chega à hora de construir o coração do sistema LTSP.
Foi executado o comando "ltspadmin" pelo usuário "root". Este programa permite fazer o download de partes essenciais para nosso sistema, como: "ltsp_core", "ltsp_kernel", "ltsp_x_core", entre outros. Depois da obtenção eles são instalados no diretório raiz do LTSP (geralmente em "/opt/ltsp").
Ainda dentro do "ltspadmin" existem configurações que podem ser inseridas na distribuição que estamos usando.
Exemplos de configurações que podem ser efetuadas: DHCP, NFS e "/etc/hosts". Neste ponto o servidor está preparado para os clientes.
Cliente LTSP
Os computadores que irão usar o serviço LTSP não possuem nenhum sistema operacional instalado. A idéia aqui é usar os recursos do servidor.
O cliente tem que conseguir carregar em sua memória um sistema operacional. Para obtenção deste sistema operacional via rede existem vários processos que poderiam ser aplicados. Poderia ter sido usado disquete, memória ROM em placa de rede, CD-ROM e por fim hard disk. Com base em nossos recursos de hardware tomamos a decisão de qual sistema de boot usar. Se fossem usado disquetes, os alunos ficariam sem esse recurso. Tinha-se placas de rede com suporte a chips extras, porém não existia a disposição os chips. Drivers de CD-ROM também estavam escassos.
O hard disk foi escolhido. Como não se estava com a idéia de usar armazenamento nos discos locais, o hard disk ficaria abandonado. Então foi instalado nele um sistema de boot para carregar o ambiente LTSP.
A aplicação usada para ficar no hard disk foi o sistema Etherboot. Para gerar o código a ser gravado no hard disk foi utilizado o site ROM-o-matic.net (2007). Nele selecionou-se a versão do Etherboot 5.4.3. Para gerar a imagem com o código, foi escolhido o modelo de placa de rede, e o formato da ROM. Nesse último optou-se por "Hard Disk Partition Image (.zhd)" que estava em versão experimental. Com a imagem pronta, ela foi inserida no HD com o auxílio do comando "cat".
Resultados e Discussão
Chegou-se a um cenário com clientes preparados para boot e um servidor aguardando por eles. Como mostra a Figura 1.
Figura 1. Arquitetura física do ambiente LTSP criado
O meio de conexão física do cliente ao servidor foi uma LAN de 10/100 Mbs padrão ethernet.
Estado Inicial
O hardware usado no servidor era modesto. Processador P4 2.40 GHz com 2 GB de memória RAM. Os clientes tinham o seguinte hardware: Processador AMD-K7 598 MHz com uma memória de 64 MB. Aqui foi encontrado um sério problema que poderia acabar com todo o sistema LTSP. A velocidade. Quando o laboratório estava em uso, o ambiente desktop dos clientes ficava extremamente lento.
Obtemos a Figura 2 através de uma coleta de dados de processamento do servidor LTSP por um período de tempo. Usou-se o software "sysstat" com intervalo de coleta de um segundo para conseguir dados numéricos do uso do processador. As principais aplicações executadas pelos clientes durante o experimento foram: ambiente desktop GNOME (2.18) e o navegador web Iceweasel (2.0.0.3-1).
No gráfico evidência-se que o sistema ficou em um estágio extremamente crítico do uso do processador.
Achou-se fundamental utilizar outro servidor LTSP para colaborar com o processamento.
Estado Atual
A instalação dos softwares deste segundo servidor foi praticamente a mesma; porém, com exceção dos softwares usados no processo inicial de uso do sistema.
Os serviços DHCP e TFTP foram mantidos apenas no primeiro servidor.
Foi montado um esquema lógico para divisão estática de cliente-servidor no processo de boot. Quem comandou este chaveamento foi o servidor DHCP. Em suas configurações inseriram-se os endereços físicos (MAC) das placas de rede de quatro clientes, para que eles fossem direcionados ao segundo servidor. Desta forma cada servidor ficou responsável por quatro clientes.
Fez-se algumas modificações no hardware do ambiente. O servidor 1 antes possuía dois GB de memória RAM, agora possui um GB. O servidor 2 tem o mesmo hardware que o servidor 1 tem atualmente.
Com os dois servidores, fizemos os mesmos processos que geraram um primeiro gráfico. Agora obteve-se a Figura 3.
Esse ambiente da Figura 3 corrigiu o problema de velocidade. Com os dois servidores trabalhando juntos as aplicações foram executadas mais rapidamente e o sistema ficou usável.
Conclusões
O recurso memória RAM é importante em um ambiente com clientes e servidores de terminal; mas o processamento não pode ser um coadjuvante. Viu-se que um servidor com uma quantidade grande de memória RAM não suporta um número desejado de clientes trabalhando.
O projeto LTSP possui uma instalação fácil, programas e configurações próprias. Sentiu-se a necessidade de uma adaptação do ambiente desktop do usuário para atender a as características de uma arquitetura LTSP.
Referências Bibliográficas
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LEMA, Jorge Eduardo Nieto. Linux Terminal Server Project: Reduce costs and improve productivity with easy-to-install diskless workstations. Linux Journal, 2001 Issue 86, 3, 2001.
L T S P . D o w n l o a d s . L T S P . o r g , 2 0 0 7 . D i s p o n í v e l e m : <http://wiki.ltsp.org/twiki/bin/view/Ltsp/DownLoads#Ltsp_4_2> Acesso em: 06 set. 2007.
MCQUILLAN, James. LTSP - Linux Terminal Server Project - v4.1, 2005.
ROM-O-MATIC.NET. ROM-o-matic.net. Disponível em: <http://www.rom-o-matic.net/> Acesso em: 09 set. 2007.
