Rechenzentrum berichtet dem Senat der Universität

Rechenzentrum berichtet Senat

Am 25. Mai trägt Gerhard Schneider als Direktor des Rechenzentrums dem Senat der Universität Freiburg den jährlichen Bericht vor. Das abgelaufene Jahr war geprägt durch die Modernisierung des Maschinensaals. Das Rechenzentrum schafft hiermit die Basisinfrastruktur für die Virtualisierung von IT-Dienstleistungen und den Aufbau von HPC-Clustern.

Sichtbaren Ausdruck findet der Einstieg in den Umbau in der Maschinensaalbenutzungsordnung, mit der die Nutzung beschrieben und geregelt wird. Das ist ein wichtiger Baustein zur Rekalibrierung der Aufgabenverteilung zwischen dem Rechenzentrum und der IT, die in der Freiburger Universität von Instituten und Fakultäten eingesetzt wird. Die Neugestaltung des Verhältnisses zwischen Rechenzentrum und der Hochschule beruht auf den Basisdiensten, dem Unterhalt der Infrastrukturen für Lehre und Verwaltung sowie den Forschungsinfrastrukturen.

Zu den Basisdiensten zählen der Unterhalt und Ausbau von Netzen und der Telefonie, Content-Management-Systeme, Backup lokaler Computer und Server, Medienausgabe, Maildienste und das Hosting von Servern. Ein kommender Dienst in der Basisinfrastruktur wird das sogenannte Storage sein, das dauerhafte und sichere Speichern größter Datenmengen.

Für Verwaltung und Lehre wichtig sind die Infrastrukturen für das Campus-Management, die Lernplattform ILIAS, den Evaluationsserver, die virtuellen Klassenräume, die PC-Pools und des Arbeitsgruppenserver.

Zu den Forschungsinfrastrukturen zählen Dienste wie High-Performance-Computing (HPC), Cloud-Dienste und – dies ist für die zukünftige Ausrichtung des Rechenzentrums besonders wichtig – die Virtualisierung.

Skalierbarkeit

Bei der Entwicklung plant das Rechenzentrum ein, die Skalierbarkeit mit der gegebenen Mittelausstattung sicherzustellen. Jenseits bestimmter Grenzen wird die Hochschule, sofern sie ihre Wettbewerbsfähigkeit für die Exzellenzphase III wahren möchte, laut Prof. Schneider sich Gedanken über eine modifizierte Priorisierung machen müssen.

Sowohl der Struktur- und Entwicklungsplan der Universität Freiburg als auch die aktuellen Empfehlungen der DFG konstatieren unmissverständlich, dass jede Hochschulstrategie zwingend die IT-Strategie als tragenden Pfeiler berücksichtigen muss.

Bei der Skalierung liegt für die Basisdienste der Schwerpunkt im Ausbau der Infrastruktur, während die Skalierung der Forschungsinfrastruktur über qualifiziertes Personal gesteuert wird.

Laufende Beschaffungsprojekte wie das RZV-Cluster legen bereits erste notwendigen Grundlagen. Der Ausbau der darauf aufbauenden Dienste für Forschung und Wissenschaft wird ohne ausreichenden Personaleinsatz nicht zu stemmen zu sein.

Neuzuschnitt der Abteilungen

Als Vorgriff auf die notwendigen Maßnahmen hat das Rechenzentrum begonnen, die Abteilungen neu zuzuschneiden. Den kreative Part übernimmt die Abteilung eSciences und die Professur für Kommunikationssysteme. Bereits jetzt sind sie für die Initiierung und Leitung von Projekten zuständig, in denen neue Ideen und Dienste durchgespielt werden, die bei Erfolg später als neue Services institutionalisiert werden. Der Fokus der Projekte liegt auf der Forschungsinfrastruktur, besonders dem Forschungsdatenmanagement (FDM).

Herr Schneider hob in seinem Bericht hervor, welch großes Gewicht die für diese Projekte eingeworbenen Zweit- und Drittmittel bei der Finanzierung der Aufgaben des Rechenzentrums spielen.

Eine weitere signifikante Änderung im Organigramm des Rechenzentrums ist die Aufwertung der Abteilung E-Learning. Sie wurde aus der Abteilung Informationssyteme, nun umbenannt in Virtualisierung und Speichersysteme, herausgelöst. E-Learning besteht aus acht Mitarbeiterinnen.

Bei der Abteilung Zentrale Dienste wurde der Fokus verstärkt auf die für die Universität wichtigen Services gelegt und der vorherige Schwerpunkt Technologie & Entwicklung nicht weitergeführt. Neuentwicklungen aus einem rein technischen Ansatz heraus bargen die Gefahr, an den Bedürfnissen von Forschung und Wissenschaft vorbeizugehen.

Netzausbau

Auch für die Universität Freiburg gilt: Das Datenvolumen steigt weiter. Die Außenanbindung des Campus-Netzes wurde um eine Zehnerpotenz von 10 Gbit/s auf 100 Gbit/s verstärkt. Nach erfolgreichen Tests laufen die Vorbereitungen, den Standort des Rechenzentrums in der Hermann-Herder-Straße ebenfalls mit 100 Gbit/s anzubinden. Parallel wird an dem redundanten Anschluss des dritten Maschinensaals in Kollegiengebäude II gearbeitet, der im dritten Quartal 2016 Daten übertragen soll.

Als Ziel für die Backbones innerhalb des Campusnetzes gibt Prof. Schneider die Aufstockung der Kapazität von 10 Gbit/s auf 40 Gbit/s aus. Die Backbones liegen zwischen den zentralen Routern in der Informatik, der Biologie (ZBSA), dem Kollegiengebäude II und dem Rechenzentrum in der Hermann-Herder-Straße.

Für die Studierenden sowie Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen wird das Netz besonders über eduroam sichtbar. Es verbindet mobil und unkompliziert die Mitglieder der Uni mit dem Internet; und das nicht nur in Freiburg, auch an vielen Hochschulen weltweit.

Telefonie

Mit Stand Frühsommer 2016 gibt es immer noch einige wenige ISDN-Telefonanschlüsse mehr als VoIP-Anschlüsse. Die alte ISDN-Anlage wird nicht mehr über einen Wartungsvertrag abgedeckt und entspricht nicht mehr dem Stand der Technik.

VoIP-Telefonie hat den Vorteil, über das gleiche Netz zu übertragen, über das auch die Daten für Internet-Dienste übermittelt werden. Es kann deutlich flexibler administriert werden, bringt aber neue Herausforderungen mit sich, vor allem in der Abbildung gewohnter Eigenschaften aus der Zeit von ISDN.

Umbau Serverräume

Für den Umbau der Maschinensäle sprachen mehrere Gründe. Der Hauptteil der Server stand bis 2015 im Maschinensaal I im Erdgeschoss der Hermann-Herder-Straße. Der Saal hat viele Außenwände mit Fenstern, was die Klimatisierung und Sicherung gegen Diebstahl und Vandalismus aufwendiger macht im Vergleich zu Räumlichkeiten im Untergeschoss des Rechenzentrums. Die Klimatisierung im Maschinensaal I arbeitet mit Umluft, die in den Frühzeiten des Rechenzentrums eingebaut wurde. Die Statik im Saal I ist nicht mehr für die Lasten ausgelegt, die von modernen, kompakten Bauformen auf den Boden ausgeübt werden.

In enger Kooperation mit dem Bauamt der Universität, bei dem sich Prof. Schneider ausdrücklich bedankt, werden deshalb die Voraussetzungen geschaffen, neue moderne Maschinensäle im Keller zu bauen. Hier entstehen neue Maschinensäle mit Schränken, die sich übersichtlich organisieren, strukturiert verkabeln und effizient mit Wasser kühlen lassen. In den neuen Räumen können eigene Server von Uni-Einrichtungen, virtuelle Maschinen auf Server-Hardware des Rechenzentrums und Cluster für HPC betrieben werden.

Durch diesen Umbau wird viel Energie eingespart. Das Rechenzentrum Freiburg bekennt sich ausdrücklich zu GreenIT, ohne die Verpflichtungen an Basis- und Forschungsinfrastruktur zu reduzieren.

Virtualisierung

Eine Hauptaufgabe des neuen Maschinensaals ist die Aufnahme von Servern mit virtuellen Maschinen. Diese Technologie hat einen Reifegrad erreicht, die eine Administration einfacher macht als das Betreiben von Servern in den dezentralen Uni-Räumen außerhalb des Rechenzentrums. Dezentrale Anlagen entsprechen oft nicht den Anforderungen an Serverräumen, die von Datenschutzgesetzen gestellt werden. Kaufmännische Berechnungen zeigen für den Betrieb von virtuellen Maschinen niedrigere Kosten an Investitionen, Abschreibungen und Administration. Aus diesem Grund fordert die Hochschulleitung im Struktur- und Entwicklungsplan 2014 bis 2018, dezentrale IT-Strukturen zugunsten virtueller Server zurückzubauen.

Der laufende Betrieb eigener IT-Systeme inklusive der Erfüllung gesetzlicher Anforderungen, der Wartung und der Bezahlung von IT-Personal gehört nicht zu den Kernaufgaben von Wissenschaftlern.

Das Rechenzentrum selbst setzt massiv auf Virtualisierung. Das Campus-Management-System HISinOne beispielsweise wird zur Zeit auf mehr als 20 virtuelle Server verteilt. Am Semesteranfang, wenn erfahrungsgemäß die Zugriffszahlen in die Höhe schnellen, werden weitere virtuelle Maschinen hinzugefügt, um die Lastspitzen abzufedern. Die Administratoren im Rechenzentrum schätzen die leichtere Wartbarkeit und die Flexibilität von virtuellen Instanzen, die bei Hardware-Ausfällen auf alternative Systeme verschoben werden können.

Flankierend zu den Umbauten und Installationen bereitet das Rechenzentrum Dienstbeschreibungen für Virtualisierung, Storage und das TSM-Disaster Recovery vor. Prof. Schneider ist sich bewusst, wie wichtig eine klare Beschreibung der Dienste ist, die Leistungen und Bedingungen für die Nutzung der Dienste umreißt.

Für Projekte diesen Umfangs suchen die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen in Freiburg die Zusammenarbeit mit anderen Rechenzentren.

Forschungsinfrastrukturen

Kooperationen sind bei der Entwicklung von IT-Forschungsinfrastrukturen essenziell. Projekte in diesem Bereich sind sehr komplex und nur von mehreren Standorten gleichzeitig zu stemmen. Und über Kooperationen wird das Zielpublikum für Dienste verbreitert.

Die Durchdringung der Forschung mit Informationstechnologie ist nicht mehr auf bestimmte Fächer beschränkt, neben klassischen Anwendungsbereichen wie Physik, Mathematik, Ingenieurwissenschaften usw. ist auch der Wissensgewinn in den Lebens- und Geisteswissenschaften ohne IT nicht mehr möglich.

Die Bewerbung bei der dritten Phase der Exzellenzinitiative wird nur mit einer leistungsfähigen Forschungsinfrastruktur erfolgreich sein. Mehrere Projekte spielen durch, wie Forschungsinfrastrukturen auf ein neues Niveau gehoben werden können. Prof. Schneider verweist auf die drei aktuellen Vorhaben bwCloud, StudiCloud und das Regionale Zentrum für Virtualisierung (RZV).

IT-Versorgung für Studierende

Obwohl praktisch alle Studierende heute über eigene Computer verfügen, erfreuen sich die PC-Pools an den Standorten in der Hermann-Herder-Straße, im Kollegiengebäude II und weiteren Orten großer Beliebtheit. Prof. Schneider ist stolz auf das innovative Konzept bwLehrpools, mit dem Lehrende Umgebungen präzise vorbereiten und in die PC-Pools einspielen können.

Dieses Konzept wurde ausgeweitet zu einer Umgebung, in der elektronische Klausuren geschrieben werden können, die allen Anforderungen an Authenzität und Unverfälschbarkeit von Klausurergebnissen genügen, wie sie an Papierklausuren gestellt werden. Auch für dieses Projekt arbeitet das Rechenzentrum Freiburg mit anderen Hochschulen wie der HAW Offenburg zusammen.

E-Learning

Starke Außenwirkung hat das E-Learning, um die sich die neu geschaffene Abteilung des Rechenzentrums kümmert. Das Tagesgeschäft dieser Abteilung ist der technische Betrieb. Als einer der größten Anwender der Open-Source-Lösung ILIAS ist das Rechenzentrum Freiburg ein wesentlicher Motor der Weiterentwicklung. Sie regte neue Features an wie das Peer-Review in Lerngruppen, mit dem Studierende diese akademische Arbeitsform in digitalen Umgebungen praktisch üben, oder die Annotierung von Texten in Videos, die an einen Zeitpunkt im Video gebunden sind.

ILIAS ist weitgehend intuitiv zu bedienen und wird immer stärker als Plattform für digitale Lehrformen genutzt. Damit wird sie auch für andere Hochschulen attraktiv und ist ein weiteres Beispiel für hochschulübergreifende Kooperationen. Die praktischen Erfahrungen aus Freiburg fanden Eingang in das Konzept E-Learning des Ministeriums für Wissenschaft und Kunst Baden-Württemberg.

Kooperationen

Das Rechenzentrum Freiburg kooperiert in der Hauptsache mit den umgebenden Hochschulen sowie auf der Ebene des Landes Baden-Württemberg. Als Mitglied des Arbeitskreises der Leiter wissenschaftlicher Rechenzentren in Baden-Württemberg, zu dem auch ein Vertreter des Ministeriums für Wissenschaft und Kunst Baden-Württemberg gehört, hat Prof. Schneider mit Partnern außerhalb der Universität Freiburg zahlreiche Projekte angestoßen.

IT-Sicherheit

In der anschießenden Diskussion geht der Senat besonders auf die IT-Sicherheit ein. In ihr stellt Prof. Schneider das Konzept vor, bei dem über IP-Nummernkreise, die von außen nicht zugänglich sind, abgeschottete Netzbereiche für die zentrale Universitätsverwaltung aufgezogen sind. Der Austausch von Daten zwischen den internen Netzen und dem Internet ist nur auf dedizierten Wegen möglich, um sie leichter kontrollieren zu können. Dieses Verfahren hat sich seit mehreren Jahren bewährt. Die Senatsmitglieder zeigen sich dankbar über die Erläuterung dieses Konzeptes und regen an, es über Schulungen breiter im Mitarbeiterstamm zu verankern.

IT-Sicherheit ist zu einer Aufgabe der gesamten Universität geworden, die ebenso wie die IT-Strategie in die politische Verantwortung der Hochschulleitung fällt.

Jan Leendertse

Update 7.6.2016:

Rechtschreibkorrekturen