Thin Clients

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Thin_client

und http://de.wikipedia.org/wiki/Linux_Terminal_Server_Project aus Wikipedia Deutschland

Thin Client (engl. wörtlich "dünner Dienstnutzer", inhaltlich bezogen auf Client-Server-Modell) bezeichnet innerhalb der elektronischen Datenverarbeitung eine Anwendung oder einen Computer als Endgerät (Terminal) eines Netzwerkes, dessen funktionale Ausstattung auf die Ein- und Ausgabe beschränkt ist.

Damit steht der Thin Client zwischen dem Konzept des Fat Client und dem des Ultra Thin Client. Ein Fat Client ist neben der Ein- und Ausgabe auch für die Verarbeitung der Daten zuständig. Lediglich zur Kommunikation und Datenspeicherung werden Dienste eines Servers genutzt. Ultra Thin Clients dienen nur dazu Daten auszugeben.

Thin Client Arbeitsplatzgeräte

400px-Tier_Architekturen

Für den Betrieb einer Thin Client Anwendung wird weniger Hardwareleistung als für den Betrieb einer Fat Client Anwendung benötigt. Sie stellen lediglich die Benutzerschnittstelle dar, die Datenverarbeitung erfolgt durch einen Server. Beispiele für Thin Client Anwendungen sind Web-Browser oder Anwendungen für den Zugriff auf Terminalserver. Bei der Nutzung eines Terminalservers werden alle Eingaben über ein spezielles Protokoll (X Window System, Remote Desktop Protocol (RDP), Citrix ICA) an den Terminalserver gesendet. Auf dem Server werden die Eingaben verarbeitet und die Ausgabe wird zurück zum Client geschickt, der diese nur noch anzeigen muss.

Spezielle Geräte, die für den Betrieb von Thin Client Anwendungen vorgesehen sind, werden oftmals als Thin Client bezeichnet. Für diese Thin Clients gibt es keine eindeutige Definition, in der Regel wird darunter ein Desktop-Computer ohne bewegliche Teile, beispielsweise Festplatten, CD-Laufwerke oder Lüfter, verstanden[1].

Hersteller von Thin Clients

Laut einer IDC-Studie aus dem Jahr 2006 wird der weltweite Markt für Thin Client Arbeitsplatzgeräte von den Firmen Wyse Technology und Hewlett-Packard dominiert. Diese beiden Firmen erreichen eine Marktanteil von gut 70 %.

Vor- und Nachteile

Der größte Vorteil von Thin Clients gegenüber Fat Clients ist der einfachere Betrieb. Auf den Thin Clients läuft nur die Software, die für den Zugriff auf zentral betriebene Anwendungen benötigt wird. Diese Basissoftware kann unabhängig von den Anwendungen, die tatsächlich genutzt werden, einheitlich betrieben werden. Ein Ansatz hierzu ist die Nutzung von Konfigurations-Images, die, nachdem sie erstellt wurden, an die zu konfigurierenden Thin Clients verteilt werden. Dies ermöglicht außerdem ein sehr einfaches Management durch zentrale oder dezentrale Steuerungssysteme. Aufgrund des einfacheren Betriebs sind Thin Clients kostengünstiger als konventionelle PCs. Darüber hinaus sind Thin Clients, durch den Verzicht auf bewegliche Teile, etwas kostengünstiger zu erwerben.

Unter dem Schlagwort Green IT rücken zwei weitere Vorteile in den Vordergrund: Der Einsatz von Thin Clients, inklusive der verwendeten Server, benötigt 20 % weniger Strom als die Nutzung konventioneller Systeme. Die Nutzungsdauer eines Thin Clients beträgt durchschnittlich sieben Jahre, ein konventioneller Desktop wird drei bis vier Jahre genutzt.

Trotz dieser Vorteile werden Thin Clients zur Zeit relativ wenig eingesetzt. Im Jahr 2008 wurden in Europa 27 Millionen Desktop-PCs und 1,2 Millionen Thin Clients verkauft. Dies liegt an den Nachteilen, die der Einsatz von Thin Clients mit sich bringt: Rechenintensive und grafiklastige Anwendungen lassen sich nicht sinnvoll über Server bereitstellen. Die meisten Windows-Anwendungen werden für Fat Clients programmiert. Daher muss bei der Nutzung von Thin-Clients mit Problemen gerechnet werden. Oftmals ist der Betrieb von Anwendungen auf Servern durch Lizenzbestimmungen verboten und erfordert zusätzliche und meist kostspielige Genehmigungen des Softwareherstellers, die zudem nicht in jedem Fall gewährt werden. Thin Clients können ohne Netzwerkverbindung nicht genutzt werden. Für mobile Nutzer sind sie daher nur eingeschränkt nutzbar.

Devon IT TC5 unterstützt LTSP

tc5

Das Linux Terminal Server Project (LTSP) ist ein Linux-Programmpaket, das dazu dient, Benutzern von Terminals Zugriff auf den Terminal-Server zu gewähren, von dem aus Anwendungen ausgeführt und mittels des Terminals gesteuert werden können. Einsatzgebiete sind beispielsweise Internetcafés oder Büros, bei denen an jedem Arbeitsplatz die gleichen Anwendungen zur Verfügung stehen und die Kosten pro Arbeitsplatz gering gehalten werden sollen. Der Effekt der Kostenminimierung entsteht dadurch, dass für die Terminals keine schnellen Systeme und mitunter keine Festplatten vorgehalten werden müssen.

Der DevonIT TC5 Thin Client ist durch seinen Intel-Chipsatz zu 100% linuxtauglich und kann ein solches auch problemlos per PXE booten. USB und Grafik werden vom Linux-Kernel folglich unterstützt.

Ubuntu 8.04 LTSP v5 mit Devon IT Thin Client TC5

in unserem Labor konnten wir einen neuen Linux-Terminalserver auf Basis von Ubuntu 8.04 und LTSP v5.in Verbindung mit den Devon IT Thin Client TC5 realisieren.

Der TC5 ist durch seinen Intel-Chipsatz zu 100% linuxtauglich und kann ein solches auch problemlos per PXE booten. USB und Grafik werden vom Linux-Kernel folglich unterstützt.

Diese aktuelle Installation bietet erweiterte Möglichkeiten:

* Desktop-Umgebung Gnome
* zusätzliche Anwendungen wie OpenOffice, Gimp und Nautilus.
* Mozilla Firefox
* lokale USB-Sticks werden in der Sitzung automatisch gemountet

Das Linux Terminal Server Project (LTSP) ist ein Linux-Programmpaket, das dazu dient, Benutzern von Terminals Zugriff auf den Terminal-Server zu gewähren, von dem aus Anwendungen ausgeführt und mittels des Terminals gesteuert werden können. Einsatzgebiete sind beispielsweise Internetcafés oder Büros, bei denen an jedem Arbeitsplatz die gleichen Anwendungen zur Verfügung stehen und die Kosten pro Arbeitsplatz gering gehalten werden sollen. Der Effekt der Kostenminimierung entsteht dadurch, dass für die Terminals keine schnellen Systeme und mitunter keine Festplatten vorgehalten werden müssen.

Link zum Projekt: http://ltsp.org/

Verwendete Technologie

X-Server

Technisch gesehen vereinfacht LTSP die Ausnutzung der Fähigkeiten des grafischen X-Servers, ein beliebiges Linux-Programm in die zwei Teile Programmausführung und Anzeige zu trennen. Die Programmausführung erfolgt auf einem leistungsstarken Server, während die Anzeige zusammen mit der Eingabe über Tastatur oder Maus auf beliebig vielen Terminals erfolgen kann. Die Anzahl der Thin Clients wird hier von der Übertragungsrate des Netzwerkes und der Leistungsfähigkeit des Servers bestimmt.

Lokale Geräte

Für den Einsatz von lokalen Geräten an den Thin Clients verwendet LTSP eine eigene Entwicklung, eine Mischung aus udev und FUSE. Mit dieser ist es möglich, USB-Massenspeicher, CD-Roms und Disketten an die Clients anzuschließen und sie auf dem Server auszulesen.

Vor- und Nachteile

LTSP hat die gleichen Vor- und Nachteile, welche jede Terminalserver-Installation mit sich bringt.

Weitere spezifische Vorteile:

Unterstützung lokaler (also im Thin Client eingebaute) Soundkarten und lokale Speichermedien wie Memorystick oder CD-ROM.

Möglichkeit preiswerter Ausstattungen von Schulen und Internetcafés. Ein Beispiel einer Linux-Distribution für Schulen mit vorinstalliertem Linux Terminal Server ist Edubuntu.

Die Thin Clients benötigen keinerlei Software außer dem BIOS, also keine weitere Systeme oder Programme in einem ROM. Sie müssen deshalb nicht aktualisiert werden und können Jahrzehnte verwendet werden. Es können auch alte PCs als Thin Clients dienen.

Administratoren können fast alle Administrations-Aufgaben am System auch graphisch am Thin Client erledigen.

3D und Video

Da die eigentlichen Anwendungen auf dem Server ausgeführt werden und die Darstellung der Ausgabe auf den Clients über einen entfernten X-Server auf den Client über eine Ethernetverbindung realisiert wird, kommt es zu logischen Problemen, speziell im OpenGL-Bereich. Angepasste Grafikkartentreiber stellen ein DRI (Direct Rendering Interface) bereit, über die Applikationen 3D-Anweisungen direkt über den internen Computerbus an die Grafikkarte leiten können. Ist die Grafikkarte physikalisch von der Anwendung getrennt, also nicht im selben Computersystem, ist diese schnelle Methode der 3D-Darstellung nicht möglich. Dies ist in LTSP-Systemen der Fall. Trotzdem bietet das X-Server-System die Möglichkeit, 3D-Anweisungen an die Grafikkarte zu leiten ohne das Ergebnis lokal berechnen zu müssen. Voraussetzung ist natürlich ein X-Server mit Treibern, die 3D-Funktionen unterstützten (bei NVIDIA und ATI proprietär).

3D-Anwendungen sind also durchaus auf den Thinclients abbildbar, jedoch abhängig von der Ethernet-Anbindung, da alle OpenGL-Befehle über das Netzwerk gesendet werden.

Spiele mit relativ simpler 3D-Anforderung, wie xmoto sind über eine 100-Mbit-Verbindung durchaus betrachtbar.

3D-Modelling-Anwendungen fallen nicht gänzlich in dieses Feld, da die finale 3D-Berechnung durch Software Renderingengines bewerkstelligt wird. Die OpenGL-Funktionalität des XServers findet allerdings während des Modellierung an sich Verwendung. Blender lässt sich via LTSP und vernünftigen Grafikkarten-Treibern beispielsweise gut bedienen.

Für die Videodarstellung gilt ähnliches. Unterstützt der X-Server mit den entsprechenden Treiber-Modulen ein passendes Video-Protokoll, wie xvideo (wird etwa vom Standard VESA-Modul nicht unterstützt), ist eine gute Videodarstellung je nach Verbindungsrate zu erwarten. Mit einer 100-MBit-Verbindung ist das Ansehen einer SVCD durchaus möglich, HDTV-Inhalte überfordern jedoch selbst ein Gigabit-Netzwerk.

Zukunft

Ältere LTSP-Versionen (bis Version 4) stellen durch ihr Projekt eigene Softwarepakete der Linux-Umgebung für die Clients zur Verfügung (Kernel, libraries, x-server etc). Diese sind auf Minimalismus, Größe und Geschwindigkeit optimiert. Ein Nachinstallieren von Programmen auf den Clients (bzw. deren NFS-Umgebung) bereitet schon alleine durch das Fehlen einer Paketverwaltung wie RPM oder DEB Schwierigkeiten.

Mit der Zeit wuchs nicht nur die Leistung der Server- und Desktop-Rechner, sondern auch die der Thin Clients. Clients mit einer Leistung kleiner 300 MHz sind mittlerweile eher unüblich. So gilt es doch in der Regel zumindest gängige Monitore mit einer Auflösung >= 1280 x 1024 zu bedienen, wofür wiederum eine Grafikkarte mit AGP-Steckplatz gängig ist.

Somit ergeben sich für die Clients auch größere Arbeitsgebiete, wie etwa „Video decoding on client side“, Irda-Ansteuerung (Infrarot-Fernbedienung), Installation proprietärer Grafikkartentreiber (für AIX, TV-Out, OpenGL beispielsweise), Nutzung lokaler Geräte wie TV-Karten etc.

Nachfolgende LTSP-Versionen (ab Version 5) liefern den Clients eine Umgebung, die einer regulären Linux-Distribution entspricht. Dadurch kann der Benutzer das Linux-System der Thin Clients beliebig erweitern und Pakete nach eigenem Wunsch installieren. So lassen sich die Clients mit bessererer Unterstützung für ACPI, Irda usw. erweitern. Da dies wenig mit dem ursprünglichem LTSP-Projekt gemein hat, erhielt es den Codenamen 'muekow'.

Terminals [Bearbeiten]

Die Terminals können aus alten, leistungsschwachen Rechnern bestehen (z.B. Pentium I mit 90 MHz, ohne Festplatte, 100 MBit Netzwerkkarte, Grafikkarte; ein vorhandener PCI-Bus erleichtert hierbei die Hardwareerkennung) oder aus dedizierten Thin Clients. Als Wirtsbetriebssystem dient eine beliebige Linux-Distribution. Das Booten der Terminals erfolgt über PXE-fähige Netzwerkkarten, mittels Diskette oder CD-ROM.

Verwendete Technologie [Bearbeiten]

X-Server [Bearbeiten]

Lokale Geräte [Bearbeiten]

Vor- und Nachteile [Bearbeiten]