Anton Gerold, Rupert Gnatz
Das Institut für Informatik betreibt ein umfangreiches Rechnernetz, in dem in erster Linie UNIX-Work-stations zum Einsatz kommen. Die Vernetzung war ursprünglich (ab 1983) ausschließlich auf der Basis der 10 MBit-Ethernet-Technologie realisiert worden. Inzwischen kommen im Backbone-Bereich schnellere Technologien zum Einsatz: ATM mit 155 MBit und Fast Ethernet mit 100 MBit.
Die Rechner für Forschung und Lehre sind entweder "dezentral" den einzelnen Lehrstühlen zugeordnet oder sie sind "zentral" installiert. Die den Lehrstühlen zugeordneten Systeme umfassen typischerweise Wissenschaftler-Arbeitsplatzrechner, dedizierte Rechner-Pools für fortgeschrittene Studenten, Lehrstuhl-Server sowie experimentelle, spezielle DV-Systeme. Zu den zentralen Systemen gehsren die Arbeitsplatzrechner für die Grundausbildung in Informatik, zentrale Rechner-Pools für Studenten und zentrale Server für Software-Bereitstellung, Email, Modem-Zugang, ftp-Archive und Informationssysteme wie NEWS oder World Wide Web (WWW). Eine Serviceleistung kann auf mehrere bzw. viele Maschinen - zentral, dezentral und sogar au§erhalb des institutseigenen LAN - verteilt sein (weltweit wie beim WWW oder institutsweit wie beim digitalen Bibliothekssystem OMNIS/MYRIAD).
Studierende der Informatik erhalten bei Beginn ihres Studiums eine Rechenberechtigung für die zentralen Arbeitsplatzsysteme für die gesamte Dauer des Studiums. Für Arbeiten an den Systemen eines Lehrstuhls wird die Rechenberechtigung fallweise - in der Regel in fortgeschrittenen Studienabschnitten - erteilt. Durch den zentralen Zugang über das Rechnernetz zu Rechnern eines Lehrstuhls werden den Studenten u.U. lange Wege innerhalb Münchens erspart.
Die Mitarbeiter haben immer eine Rechenberechtigung an den zentralen Arbeitsplatzsystemen und an den Rechnern ihres jeweiligen Lehrstuhls.
Die Betreuung der Rechnersysteme und des Netzes obliegt grundsätzlich
der Rechnerbetriebsgruppe (RBG) des Instituts für Informatik. Sie
arbeitet dabei eng mit den Systemadministratoren der einzelnen Lehrstühle
zusammen. Neben den laufenden Betreuungsarbeiten wickelt sie auch die Beschaffungsvorhaben
ab und führt die Arbeiten zur Installation und Inbetriebnahme neuer
Geräte durch.
Hardware
Bei den einzelnen Lehrstühlen sind als Wissenschaftler- und Studentenarbeitsplätze bzw. als Lehrstuhl-Server in erster Linie Workstations von SUN, HP, SGI und DEC installiert. DEC(Alpha)- und IBM-Workstations wurden für Forschungsprojekte beschafft.
Workstations werden heute vom Markt ausschließlich mit Farbmonitoren angeboten. Im Hinblick auf den professionellen Einsatz werden Bildschirme mit größerer Diagonale, guter Auflösung und hoher Bildwiederholfrequenz bevorzugt. Maßnahmen zur Abschirmung von Bildschirmen gegen die elektro-magnetischen Störungen durch den Bahnbetrieb am Ostbahnhof wurden getroffen bzw. sind eingeleitet.
Die Komplexität der Software verlangt eine Mindestausstattung der Arbeitsplatzrechner mit 32 MB Hauptspeicher mit einem starken Trend zu 64 MB und mehr. Die günstige Entwicklung der Preise für Speichermedien hat in den vergangenen zwei Jahren zu einer Verdoppelung der insgesamt im Informatik-Netz installierten Arbeits- und Plattenspeicher geführt: 32,6 GB (1995: 15 GB) Arbeitsspeicher und 1,32 TB (1995: 0,65 TB) Plattenspeicher.
Die Rechnerbetriebsgruppe verwaltet derzeit fast 1200 Workstations,
PCs (z.T. mit spezieller Peripherie), Notebooks, etc.; zählt man die
von ihr verwalteten IP-Adressen (einschließlich derjenigen für
Modemanschlüsse über PPP) ergibt sich eine Zahl von 2420.
Neben den Workstations werden als experimentelle, spezielle DV-Systeme
derzeit die folgenden Rechner betrieben:
Die Rechnerbetriebsgruppe hat von Anfang an Rechner im Eigenbau gefertigt. Dabei werden nicht zuletzt in einem sich rasant entwickelnden Bauteile-Markt laufend Möglichkeiten gesucht, sehr kostengünstig Lösungen mit hoher oder auch sehr hoher Leistung (z.B. Pentium-Doppelprozessor-Systeme) zu finden. Die jetzt gebauten Rechner können in der Regel sowohl unter UNIX als auch unter Windows NT 4.0 betrieben werden. Mit Solaris x86 2.5 wurden ausgezeichnete Erfahrungen gemacht. Die Arbeiten im Zusammenhang mit dem Eigenbau von Rechnern dienen vielfachen Zwecken, insbesondere der Beobachtung der Technologie- und Marktentwicklung beim Bauteilemarkt, der Pflege und Weiterentwicklung des Know-How in der Rechnerbetriebsgruppe und der Kostenreduktion. Immerhin wurden in den letzten beiden Jahren 185 der oben genannten fast 1200 Rechner im Eigenbau gefertigt.
Speziell für die Grundausbildung in Informatik ist in der "Informatikhalle" im Südgelände der TU seit August 1991 ein Cluster mit 110 Workstations HP 9000/720 installiert. Zehn dieser Workstations dienen als Server für Software und Benutzerdaten. Dieser Cluster wurde 1995/96 durch SGI-Workstations erweitert.
Der HP-Cluster wurde als Ersatz für einen Mainframe beschafft. Das Cluster-Konzept anstelle eines Mainframes war damals neu; es hat sich bis heute bewährt. Der modulare Aufbau eines solchen Workstation-Clusters erlaubt beispielsweise einen flexiblen, weiteren Ausbau bzw. eine Modernisierung in kleineren Schritten.
In den Nachtstunden, wenn der Cluster nicht für den Lehrbetrieb benötigt wird, wird er im Rahmen von Forschungsarbeiten zum verteilten bzw. parallelen Rechnen als "Parallelrechner" genutzt.
Ein erster teilweiser Ersatz des HP-Clusters ist demnächst durchzuführen,
wobei insbesondere die folgenden Ziele erreicht werden sollen: Multimedia-fähige
Arbeitsplätze, Steigerung der Rechenleistung der gesamten Anlage,
Mehrprozessor-Systeme als Anreiz zur Entwicklung paralleler Programme.
Software
Im Rechnerverbund werden als Betriebssystem die UNIX-Varianten der einzelnen Rechnerlinien eingesetzt. Ausnahmen sind in der Regel durch spezielle Forschungsprojekte oder Lehrveranstaltungen begründet.
Als graphische BenutzeroberflSche wird X11 eingesetzt. Die Rechnerbetriebsgruppe bietet anstelle der proprietären, herstellerspezifischen Oberflächen eine einheitliche Oberfläche für die von ihr betreuten Systemlinien an. Dadurch - und durch den durchgängigen Einsatz von UNIX - wird Studenten wie Mitarbeitern der Wechsel zwischen verschiedenen Rechnerlinien erleichtert. Diese Mobilität im Rechnernetz wird außerdem dadurch unterstützt, daß ein sehr umfangreiches Angebot an Public Domain (PD) Software (GNU, TeX, u.a.) auf den betreuten Rechnerlinien einheitlich zur Verfügung steht. PD Software hat den für den Einsatz in Lehre und Forschung entscheidenden Vorteil, daß in der Regel der Quellcode zugänglich ist.
Deshalb - und nicht zuletzt auch aus Kostengründen - wird der Einsatz
von Public Domain Software bevorzugt, falls sie die geforderte Funktionalität
bei guter Qualität und Stabilität im Routinebetrieb bietet. Wo
diese Möglichkeit nicht gegeben ist bzw. wo sich aus den jeweiligen
Forschungsvorhaben oder Lehrveranstaltungen entsprechende Anforderungen
ergeben, wird kommerzielle, lizenzierte Software benutzt.
Netzstruktur
Der logische Aufbau des Rechnerverbunds der Informatik (vgl. Abb.) sieht für jeden Lehrstuhl und für den zentralen Bereich im Prinzip ein eigenes Teilnetz vor. Die physikalische Realisierung wird geprägt durch die Verteilung der Lehrstühle auf insgesamt sieben Standorte, wobei einige Lehrstühle wieder auf mehrere Standorte verteilt sind.
Das LAN der Informatik basiert auf einem 155 MBit-ATM-Backbone, das die Schaltzentralen (HUBs) der einzelnen Standorte mit Lichtwellenleitern untereinander verbindet. In diese HUBs sind Ethernet-Switchkarten eingebaut, die untereinander über eine ATM-Backplane verbunden sind. Die einzelnen Lehrstühle sind strukturiert verkabelt und zum Teil direkt oder über Workgroup-Switches an die HUBs angeschlossen. Zusätzlich wurde eine Fast Ethernet Infrastruktur aufgebaut, an die die zentralen Server und verschiedene Lehrstühle der Informatik sowie der Mathematik angeschlossen sind. Die Anbindung über das LRZ an das TU Netz, das Münchner Hochschulnetz bzw. das WIN erfolgt derzeit ebenfalls mittels Fast Ethernet.
Durch bevorstehende Umzüge in neue RSume im StammgelSnde der TUM
sind derzeit Arbeiten für eine Netz-Anbindung durchzuführen.
Dabei kommt ebenfalls die Fast Ethernet-Technologie zum Einsatz.
Peripheriegeräte
An den einzelnen Lehrstühlen und zentral stehen PostScript-fähige Laserdrucker sowie Matrixdrucker zur Verfügung. Für spezielle Anwendungen sind einige Farbdrucker vorhanden. Die Preisentwicklung bei Farblaserdruckern ist in den letzten zwei Jahren erheblich langsamer vonstatten gegangen als zB bei Speichermedien. Außerdem sind die Betriebskosten kritisch.
Zur Standard-Peripherie gehören auch Laufwerke für Floppy Disks, CD-ROM und DAT-Bandsysteme. Eine Reihe von Workstations ist mit Scannern ausgestattet. Sie ermöglichen die Erfassung von Literatur und anderer Dokumente für das Archiv- bzw. Bibliothekssystem OMNIS/MYRIAD.
Abhängig von der Ausrichtung der einzelnen Lehrstühle kommt Spezialperipherie zum Einsatz, etwa im Bereich der Robotik.
In jüngerer Zeit ist die Ausstattung einzelner Workstations mit
Multimedia-Peripherie (Kamera, Video-GerSt u.a.) notwendig geworden - ein
Bedarf, der in der nächsten Zeit sicher noch zunehmen wird.
Multimedia-Hörsaal
Die Aufrüstung des Hörsaals S 1128 in einem ersten Schritt in 1996/97 zu einem Multimedia-Hörsaal entspricht der Absicht der Fakultät, in der Lehre verstärkt Multimedia zum Einsatz zu bringen. Die Ausstattung erlaubt die Aufzeichnung und Zuspielung von Bild und Ton in TV-Qualität (PAL/Componente analog) sowie den Übergang zwischen der TV- und der Rechner-Welt. Die verschiedenen Kamera-, Projektions- und Audio-Einrichtungen können über den an den Hörsaal angrenzenden Regieraum ferngesteuert werden. Übertragungen aus dem bzw. in den Hörsaal sind über Ethernet, ATM oder ISDN (in unterschiedlicher Qualität) möglich.
Erste Erfahrungen können nun ausgewertet und in einem zweiten Schritt bei der Verbesserung und Komplettierung des Ausbaus eingebracht werden. Eine in der Informatik naheliegender Weise gewünschte, voll digitale Realisierung der Video- und Audio-Signalflüsse ist aus Verfügbarkeits- und Kostengründen derzeit noch nicht möglich.
Die seit langem geplante Ergänzung von Hörsaal und Regie durch
das Multimedia-Labor zur Unterstützung von Prä- und Postproduktion
des Multimediamaterials wird ebenfalls von diesen ersten Erfahrungen profitieren
(MM-Hörsaalmit Regie als komplexe Rechnerperipherie). Wünschenswert
ist dort auch die Ansiedelung eines Video-Servers, der das im Labor aufbereitete
Material an multimedia-fähigen Arbeitsplätzen im Rechnernetz
zugänglich macht (Lecture on demand). Die Multimedia-Ausstattung
des S 1128 soll Pilotcharakter für die TU haben; auch hat sie bereits
Beachtung gefunden an anderen Hochschulen (Erlangen, Darmstadt, Stuttgart,
Frankfurt, Hagen).
Modemverbindungen
Für Remote Anwendungen gibt es gegenwärtig 31 Modemanschlüsse mit bis zu 33.600 bps (V.34), die sowohl von Mitarbeitern als auch von Studierenden genutzt werden können.19 dieser Anschlüsse sind derzeit für PPP-Verbindungen vorgesehen, wobei sich das Nutzungsprofil immer mehr in Richtung PPP verschiebt. Seit Mitte 1996 werden für PPP-Verbindungen außerdem 30 ISDN-Basiskanäle angeboten, wobei die Auslastung bereits einen Viertel übersteigt.
Damit sind gute Voraussetzungen gegeben, über einen privaten Rechner
mit Modem die zentralen Server, aber auch Rechner an den Lehrstühlen
täglich 24 Stunden, insbesondere auch an den Wochenenden vom häuslichen
Arbeitsplatz aus zu benutzen.
Sonstiges
Besondere Bedeutung hat das World Wide Web (WWW) erlangt. Unter
wird der zentrale WWW-Server der Informatik erreicht, der die Präsentationen der einzelnen Lehr- und Forschungseinheiten der Informatik zentral zugänglich macht.
In enger Zusammenarbeit mit der Pressestelle der TUM betreibt die Informatik außerdem den zentralen WWW-Server der TUM:
Weltweite Beachtung findet schließlich unter der Bezeichnung LEO - Link Everything Online - das elektronische Archiv, das hauptsächlich von der Informatik der TUM betrieben wird.
Die monatliche Zugriffszahl liegt dort derzeit bei 7 Millionen.
Leitung der Rechnerbetriebsgruppe
Direktor: Prof. Dr. Chr. Zenger
Betriebsleiter: Dr. A. Gerold
Stellv. Betriebsleiter: Dr. R. Gnatz, H.-O. Riethmayer
Copyright © 1998 Institut für Informatik, Technische Universität
München
Anke.Lünsmann@informatik.tu-muenchen.de
Erstellt: 1998-03-20
Letzte Änderung: 1998-05-19