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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Thin Clients als Alternative zum klassischen PC (BWGZ 14/2010)



Jutta Berkemer-Ziegler
03.08.2010, 14:04
Jutta Berkemer-Zielger ist beim Gemeindetag Baden-Württemberg u.a. EDV-Administratorin. Technische Beratung erfolgte durch Holger Obergfell, Geschäftsführer der Firma ComCept GmbH Netzwerke & Kommunikation und Projektverantwortlicher für die Umstellung in der Geschäftsstelle des Gemeindetags.


Bei einer anstehenden Neubeschaffung von Geräten kann man frei zwischen den Alternativen Notebook, PC oder Thin Client wählen. In der Geschäftsstelle des Gemeindetags Baden-Württemberg wurde Ende 2009 für rund zwei Drittel der Belegschaft eine Thin Clients Lösung eingeführt. Der Entscheidungshintergrund und die Vor- und Nachteile der einzelnen Lösungen sollen in diesem Artikel gegenüber gestellt werden.


Was sind Thin Clients?
Wörtlich übersetzt bedeutet Thin Client schlanker Abnehmer. In der elektronischen Datenverwaltung versteht man hierunter ein Server-Client-Modell, also eine Möglichkeit, Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb eines Netzwerks zu verteilen. Der Server stellt beispielsweise die Bürokommunikations-Anwendungen zentral zur Verfügung. Jeder Benutzer dieser Anwendungen startet diese jedoch nicht lokal an seinem Arbeitsplatz, sondern öffnet sie direkt auf dem Server. Thin Clients sind kleine Geräte, an die eine Tastatur und Maus als Eingabegeräte und der Bildschirm als Ausgabegerät angeschlossen sind. Thin Clients sind also Desktop-Computer ohne bewegliche Teile wie beispielsweise Festplatte, CD-ROM-, DVD- oder Diskettenlaufwerke sowie Lüfter. Diese werden über eine zentrale Verwaltungssoftware konfiguriert und verwaltet.

Vorteile einer Terminalserverlösung in Verbindung mit Thin Clients

Kontrolle der Software-Lizenzen
Die Überprüfung und Übersicht über die vorhandene Software wird durch den Einsatz einer Thin-Client-Umgebung deutlich einfacher. Wird beispielsweise ein Server mit mehreren Anwendungen zur Nutzung im gesamten Netzwerk eingesetzt, muss zwar für jeden Benutzer eine Lizenz der jeweiligen Anwendung vorhanden sein, aber der Aufruf der Anwendung kann auf eine bestimmte Anzahl simultaner Zugriffe beschränkt werden. Meist nutzen die Mitarbeiter nicht zeitgleich die Anwendungen – entscheidend für die Lizenzierung ist nicht die mögliche Nutzerzahl, sondern die Anzahl zeitgleicher Zugriffe. Somit entsteht in der Lizenzierung eine Kosteneinsparmöglichkeit. Beim Einrichten des Software-Pools, also der Anzahl an Softwarelizenzen, muss darauf geachtet werden, dass er groß genug ist, um ein funktionsfähiges Benutzer-Lizenz-Verhältnis sicherzustellen.

Zugriffssteuerung / Anwendungssoftwaremanagement
Mit definierten Gruppen kann der Softwarezugriff gesteuert werden; beispielsweise wer nur ein Textverarbeitungs- und ein E-Mail-Programm und wer neben diesen auch ein Tabellenkalkulations-Programm bekommt. Zudem kann geregelt werden, welcher Nutzer eine Anwendung wie oft aufrufen kann. Dies wird zentral am Server gemacht und nicht auf jedem Desktopgerät einzeln.

Installation neuer Software
Updates des Betriebssystems, Sicherheitspatches für Anwendungen und
vieles mehr wird einmal auf dem Server installiert bzw. freigegeben und steht damit allen Thin Client Nutzern zur Verfügung. Dies bedeutet eine immense Zeiteinsparung in der Administration und reduziert somit die EDV-Kosten.
Die benötigten Anforderungen für eine Software muss am Server gegeben sein und nicht mehr an jedem Desktop. Dies reduziert die Hardwareanforderungen deutlich und damit auch die Kosten.
Wählt man Thin Clients mit einem eigenen Betriebssystem für den optimalen Anschluss lokaler Geräte, sind für diese auch künftig Updates notwendig. Diese sind aber zahlenmäßig deutlich geringer als bei einem PC.

Fernwartung
Supportkosten können durch eine Fernwartung der Thin Clients deutlich reduziert werden.

Schneller Ersatz
Ein Ausfall eines Thin Clients ist meist der Ausfall des physischen Geräts (der Hardware). Die EDV-Abteilung sollte deshalb einige Thin Clients in Reserve haben, damit beim Nutzer das Gerät ausgetauscht und das defekte Gerät in Ruhe repariert werden kann. Nachdem außer ggf. einem Treiber lokal nichts liegt, ist der Austausch denkbar einfach.

Zuverlässigkeit, Geräuschpegel
Die Thin Clients haben keine beweglichen Teile wie Festplatte, Lüfter usw.
Somit benötigen sie weniger Strom – diverse Untersuchungen haben gezeigt, dass von einem geringeren Stromverbrauch in Höhe von 20 Prozent im Vergleich zu einem entsprechenden PC ausgegangen werden kann. Die Thin Clients arbeiten völlig geräuschlos, da es kein Netzteil wie bei einem PC gibt, sondern eines wie beim Notebook, also ohne Lüfter. Gerade die beweglichen Komponenten sind diejeningen, die am ehesten Ausfallerscheinungen zeigen. Nachdem in einem Thin Client keine eingebaut sind, ist die Zuverlässigkeit deutlich höher als beim PC. Die durchschnittliche Nutzungsdauer der Thin Clients ist ebenfalls deutlich höher als beim PC, da weniger Teile veralten können. Die Geschwindigkeit der Anwendungen wird im Wesentlichen durch die Leistungsfähigkeit des Servers und die Geschwindigkeit des Netzwerks bestimmt.

Beschaffung
Thin Clients kosten rund ein Drittel eines aktuellen PCs. Somit kann bei der Beschaffung deutlich gespart werden. Bei einer Erstbeschaffung muss beachtet werden, dass ein leistungsfähiger Server zur Verfügung steht. Thin Clients sollten idealerweise ein eigenes Betriebssystem haben, so dass lokale Drucker oder andere Treiber für lokal angeschlossene Geräte auf dem Betriebssystem des Thin Clients installiert werden können. Beim Gemeindetag wurden 23 hochwerte Thin Clients mit eigenem Windows-Betriebssystem und ein neuer Server beschafft – dies bedeutete keine Mehrkosten im Vergleich zum Kauf von 23 PCs, allerdings eröffnet der Server noch weitere Möglichkeiten (vgl. später – Server-Virtualisierung).

Verbesserte Sicherheit
Die Thin Clients können mit USB-Schnittstellen ausgestattet erworben werden. Die Administration entscheidet, ob diese für die Nutzer freigeschaltet werden oder nicht. Werden sie freigegeben, dann können USB-Geräte wie ein USB-Stick, ein externes USB-Disketten- oder CD-ROM/DVD-Laufwerk angeschlossen und genutzt werden. Werden sie nicht freigegeben, dann besteht keinerlei Möglichkeit über Datenträger, Dateien in das System einzuschleusen oder zu entnehmen. Eine Möglichkeit wäre die E-Mail – hier kann aber EDV-seitig beim E-Mail-Programm bzw. in der Firewall ebenfalls entsprechend Vorsorge getroffen werden. Dieser Aspekt ist vor allem bei kleinen und mittleren Unternehmen sehr interessant, um Werksspionage vorzubeugen. Aber auch bei Verwaltungen kann so effektiv Sicherheitslücken zum Beispiel im Bereich des Datenschutzes entgegengewirkt werden.

Green IT
Vor allem der geringere Stromverbrauch und der sparsame Umgang mit Ressourcen durch eine verlängerte Nutzungsdauer der Geräte und damit spätere Beschaffung von neuen Geräten sind als positive Umweltpunkte bei den Thin Clients zu nennen.

Arbeitsumgebung für mobile Anwender und Heimarbeitsplätze
In Verbindung mit der bereits seit einigen Jahren eingesetzten VPN-Infrastruktur eröffnete sich beim Gemeindetag zudem mit der Einführung der Terminalserverlösung die Möglichkeit, mobile Anwender sowie Heimarbeitsplätze einzubinden – mit voller Funktionalität und der Möglichkeit, alle Netzwerkressourcen quasi standortunabhängig zu nutzen. Somit müssen auch keine Lizenzen für die Installation auf dem Heim-Arbeits-PC erworben werden. Dies wird durch den o.g. Pool erledigt. Eine Nutzung im Büro, von unterwegs oder von zuhause ist somit immer ohne Funktionseinschränkung mit allen üblicherweise genutzten Programmen möglich.

Jutta Berkemer-Ziegler
03.08.2010, 14:05
Nachteile der Thin Clients
Zunächst ist bei einem Anwendungsabsturz nur der einzelne Nutzer betroffen. Ein E-Mail-Programm erscheint pro Nutzer, der dieses Programm gerade offen hat, als laufende Instanz auf dem Server. Es besteht allerdings das Risiko, dass bei einer Anwendungsstörung alle Anwender betroffen sind, da alle laufenden Instanzen der Anwendung betroffen sein können.
Ist der Fehler allerdings behoben, funktioniert es auch sofort wieder bei allen betroffenen Nutzern. Bei entsprechend großer Nutzerzahl kann dies durch ein Redundanzsystem, also einem weiteren eventuell virtuellen Server, aufgefangen werden. Somit wird die Ausfallzeit minimiert – im Idealfall merkt der Endanwender gar nicht, dass ein System im Moment nicht geht. Der Administrator hat dann Gelegenheit, den Fehler in Ruhe
zu beheben.
Graphiklastige Anwendungen wie zum Beispiel CAD-Daten, die eine beschleunigte Graphikkarte voraussetzen, lassen sich auf den Thin Clients nicht oder nur schlecht ausführen. Zum einen fehlt die beschleunigte Graphikkarte, die für die lokale Bildausgabe notwendig wäre und zum anderen werden hier riesige Datenmengen durch das EDV-Netz geschleust, welches dann meist zum Flaschenhals wird.

Falls der Betrieb von Anwendungen auf Servern durch Lizenzbestimmungen
verboten ist oder eine separate, dann auch kostenpflichtige Genehmigung des Softwareherstellers benötigt wird, ist ein Thin Client ebenfalls nicht die ideale Lösung. Standardanwendungen wie Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Präsentationsprogramm, E-Mail-Programm, Internet Browser, PDF-Programme usw. haben derartige Einschränkungen regelfalls nicht in den Lizenzbestimmungen, allerdings ist dies generell bei jeder Software zu prüfen.

Ein Thin Client ist wie ein PC für mobile Nutzer keine ideale Lösung. Hier wäre dann ein Notebook das Mittel der Wahl.

Streaming-Anwendungen wie das Schauen von Onlineübertragungen,
zum Beispiel einer Landtagssitzung, oder das Hören von Nachrichten im Webradio sind ebenfalls in einer Terminalserversitzung nur bedingt nutzbar.
Bild- und Tonwiedergabe können verzögert und unterbrochen sein. Hierfür gibt es aber Lösungsansätze, beispielsweise kann dies mit dem lokalen Betriebssystem des Thin Clients abgefangen werden – ist dort ein Browser installiert, kann der Nutzer mittels einer Tastenkombination die Terminalsitzung am Bildschirm verkleinern und neben dieser mit dem Browser des Betriebssystems des Thin Clients die gewünschte Übertragung starten. Währenddessen kann in der Terminalserversitzung problemlos weitergearbeitet werden.

Kombination mit einer Servervirtualisierung
Üblicherweise wird bei der Erstbeschaffung von Thin Clients ein neuer Server beschafft, da meist die im Einsatz befindlichen Server die Aufgabe des Terminalserver bzw. Remote Desktop Services Server (RDSS) nicht übernehmen können. Hier bietet es sich an, diesen Server dann als Virtualisierungsserver aufzusetzen und den Terminalserver bzw. RDSS als ersten virtuellen Server zu betreiben.

Was ist ein virtueller Server?
Mit Hilfe spezieller Software können auf einem physischen Server mehrere virtuelle Server betrieben werden. Diese virtuellen Server können unter den unterschiedlichsten Betriebssystemen laufen und nutzen einheitliche Speicher-, Netzwerk- und Computerressourcen. Die einzelnen virtuellen Maschinen (VMs) sind dabei völlig unabhängig und beeinflussen sich gegenseitig nicht. Im Falle eines vollständigen Hardwareausfalls können solche virtuellen Server auch sehr schnell auf völlig anderer Hardware wieder in Betrieb genommen werden, ein Notfallsystem ist somit schnell und umfassend hergestellt (verbessertes Disaster Recovery).

Vorteile von virtuellen Servern im Vergleich zu einem physischen Server
• Die Hardware des Geräts wird besser ausgenutzt, da mehrere virtuelle Server zeitgleich auf dem gleichen Gerät laufen und sich die Hardware aufteilen.
• Der Energiebedarf ist ebenfalls geringer, da mehrere seither physische Server virtualisiert auf einem physischen Server zusammengefasst werden können, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen. Dies betrifft zum einen den Strombedarf, aber auch den Herstellaufwand der Server. Der Kühlbedarf nimmt ebenfalls ab.
• Die Datensicherung ist leichter, da man in sehr kurzer Zeit den Server mittels eines „Snapshots“, also eines Schnappschusses des aktuellen Zustands, sichern kann.
• Vor der Installation von Software oder Updates und Patches kann mittels
eines so genannten Snapshot die aktuelle Konfiguration gesichert werden und im Bedarfsfalle sehr schnell wieder hergestellt werden. Die Installation
kann somit gefahrlos getestet werden.
• Die Sicherheit und Verfügbarkeit von virtuellen Systemen ist mehreren Untersuchungen auf diesem Gebiet zu Folge wesentlich stabiler als vergleichbare Installationen auf physikalischen Servern. Somit steht das virtuelle System längere Zeit ausfallfrei zur Verfügung, was die Handlungsfähigkeit der Verwaltung oder des Unternehmens sicherstellt.
• Die Wartung ist einfacher und schneller durchführbar als an vergleichbaren Serverinstallationen auf physikalischen Maschinen.

Technische Eckdaten aus dem realisierten Projekt
Stromverbrauch der seither im Betrieb befindlichen PCs betrug zirka 70 Watt im Betrieb und 22 Watt im Standby/Aus. Stromverbrauch der Thin Clients beträgt zirka 15 Watt im Betrieb und 0 Watt im Standby/Aus. Dies bedeutet eine Einsparung pro Gerät
• im Betrieb ca. 55 Watt x 8,5 Std. pro Tag = 467,5 Wh pro Tag.
• im Standby/Geräte-Aus an Werktagen = 22 Watt x 15,5 Std.
pro Tag = 341 Wh pro Tag.
an Nichtarbeitstagen = 22 Watt * 24 Std. pro Tag = 528 Wh pro Tag.

Dies entspricht einer Stromeinsparung von rund 260 kWh im Jahr pro Arbeitsplatz – getauscht wurde an 20 Arbeitsplätzen, das sind also allein rund 5.200 eingesparte kWh pro Jahr. Neu hinzu kam der Stromverbrauch des neu beschafften Servers im Betrieb mit 135 Wh. Dieser wird aber durch die Virtualisierung weiterer Server in Kürze um ein Mehrfaches wieder eingespart. Zudem sind alle Arbeitsplätze nun über eine abschaltbare Steckdosenleiste versorgt, so dass Standby-Stromkosten künftig bei allen Geräten nicht mehr anfallen.

Az. 048.04