Cluster OS and Tools

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1 自由軟體 DRBL/Clonezilla 介紹 蕭志榥 孫振凱 王耀聰 蔡育欽 國家高速網路與計算中心 自由軟體實驗室 Q3,

2 Stand On the Shoulder of Giants 自由軟體 (Free Software) 站在巨人的肩膀上 是自由軟體發展的理念 其靈活 可自由使用 複製 修改與再散播的 價值 將有效解決資訊教育的管理成本及商業 軟體高成本負擔的問題 2

3 平衡商業獨家軟體與知識教育 知識和軟體都需要讓孩子 帶著走 商業獨家軟體授權高成本 獨家 在校學習 也需回家複習 學校每台 ( 平均 ) 約 6 千至 1 萬 學生家用 ( 平均 ) 約 1 至 2 萬 知識與法治的學習 教育知識 也需教育尊重 尊重智財權觀念 3

4 自由軟體智慧電腦教室 Free Software Smart Classroom Free Software Smart Classroom DRBL, Clonezilla, DRBLwinroll, Tux2live, Partclone Cluster computing Grid computing 4

5 國網中心自由軟體開發 高速計算技術及經驗發展之核心技術 企鵝龍 DRBL (Diskless Remote Boot in Linux) 無碟環境 適合將整個電 腦教室轉換成純自由軟體 環境 再生龍 Clonezilla 適用完整系統備份 裸機 還原或災難復原 是自由 不僅是免費 使用 複製 修改與再散播軟體的自由 免費是附加價值 人人皆可自由享用 5

6 企鵝龍 (DRBL) 簡介 自由軟體 國家高速網路與計算中心所開發 遵循 GPL 合約下 任何人都有使用 複製 修改與散播的自 由 當然也就沒有軟體授權費的困擾 符合國際的標準 並沒有重新發明輪子 支援多元化的資訊教育 電腦教室可以很方便與快速的切換作業 系統 學生電腦可以不需要有硬碟 有硬碟 DRBL 也可以充分利用 集中管理 內建回復系統 可以同時複製或是還原多台 (~40 台 ) 學生電腦 硬碟裡的作業系統 (Linux, MS Windows 9X/2K/XP 皆可 ) 6

7 DRBL 與 Clonezilla 開發大事紀 2002/05 商業軟體聯盟大規模掃蕩盜版 2002/06/17 輔仁大學毛慶禎教授在福營國中 主持 會診 LTSP 會 議 NCHC 在該會議中第一次提出 DRBL 的想法 2002/06/20 DRBL 雛形完成 2002/07/15 新店大豐國小研習 DRBL 第一次上線面對使用者測試 2004/01/01 Clonezilla (OCS 的程式名稱 ) 雛形問世 Clonezilla 正式 整合到 DRBL 中 2005/11/28 發行大一統版本 一個版本適用所有支援的 GNU/Linux 2006/05/08 新增 DRBL Single System Image (SSI) 與 Clonezilla box 模式 這些模式 理論上 server 一張網卡可以支援 253 台 client 2007/03/14 首次發行 Clonezilla live... 7

8 DRBL 與 Clonezilla Diskless Remote Boot in Linux (DRBL) 提供一個無碟或 是硬碟上無系統的環境 不同於 LTSP (Linux Terminal Server Project), DRBL 使用分散式的硬體資源 所以用戶端可以充份的 使用所有的硬體 可與用戶端硬碟中的作業系統共存 用戶端電腦隨插即用 (plug-and-play) Clonezilla 是硬碟資料複製的工具, 類似 Symantec Ghost, True image 或是 Rembo 支援點播 (unicast) 或是群播 (multicast) 複製 DRBL: 基本上無碟環境使用, GNU/Linux 專用 Clonezilla: 有硬碟環境使用, 安裝在 GNU/Linux, 可以佈 署 Linux/M$ Windows 8

9 DRBL Diskless Remote Boot in Linux pxe/etherboot + nfs + nis - 站在巨人的肩膀上 起源 PC Cluster -> 自由軟體電腦教室需求 1. 支援多元化的電腦教學 - Linux 與 M$ Windows 可同時並存 DRBL 環境下 所有程式與資料存在 server 端 client 端 的作業系統可保留 2. 簡化管理工作 集中在 server 管理 減少檢視每台 client 軟體的困擾 作業系統與軟體只需要在 server 上安裝一遍即可 3. 硬體與安裝雖簡化 軟體卻完整 軟體和逐一安裝的機器一樣 沒有任何偷工減料 9

10 DRBL 自由版的無碟環境 網路幾乎是標準配備 到處都有 便宜且速度快 在 DRBL 中 網路線取代用戶端的硬碟與硬碟的排線 所有 DRBL 用戶端的電腦共同分享伺服器上的一個硬碟 Diskfull PC = + + Diskless PC Server image source: 10

11 Clonezilla 自由版的再生還原系統 Clonezilla [OCS (Opensource Clone System)] 功能類似 ghost, trueimage 包含伺服器版 Clonezilla SE 與單機版 Clonezilla Live 伺服器版可以將作業系統由伺服器還原回用戶端 以 NCHC Pc 教室為例, 41 台 clients clone 4.7 Gbytes 的 MS Windows Xp 環境 使用 multicast 方式還原只要約 10 分鐘 支援的檔案系統 : Linux 上的 ext2/3/4, reiserfs, reiserfs4, xfs, jfs MS Windows 上的 NTFS, FAT Mac Os 的 HFS+ 不支援的檔案系統以硬碟上每一磁區的資料都複製的方式處理 11

12 DRBL 示意圖 public ip NIC 1 NIC 2 server NIC 3 private ip switch 1 node001 ~ node013 NIC 4 private ip switch 2 node014 ~ private ip switch 3 node027 node028 node040 ~ 12

13 DRBL 的建議規格 以下所列的規格僅供參考 採購時可依據經費與當時 最佳的設備來採購 HPC 的需求是永無止境的 伺服器 建議規格 :CPU 2.6 GHz 記憶體 1 GB Gigabits 網路卡 4 張 客戶端 最低規格 :CPU 450 MHz 記憶體 256 MB fast ethernet(100mbps) 網路卡 多張 最低規格 :CPU 300 MHz 記憶體 128 MB 100Mbps 網路卡 若是新購電腦 的話建議直接買有支援網路開機 (PXE) 的網卡或是內建 PXE 功能網卡的主機板 網路連接設備 最低需求 :100Mbps 的交換器 建議規格 : 以 40 人的電腦教室為例 兩台 24 埠 100Mbps 的交換器 每台上面另 外個別有 2 個 Gigabits ports 13

14 DRBL 整體運作示意圖 server client nodes switch DHCP IP TFTP kernel NFS file system NIS account pxe/etherboot pxe/etherboot boot boot /, /usr, /home... /, /usr, /home... user login user login 14

15 如何安裝? DRBL for Debian, Ubuntu, B2D Linux, RedHat, Fedora, CentOS, Mandriva, SuSE 四步安裝法 1. 自行安裝好 GNU/Linux 之後 2. 下載程式來安裝 3. 設定 server 4. 約 分鐘左右可以完成整個電腦教室的架 設 ( 安裝時間視主機與網路速度與而定 ) 每增加一台 client server 所需額外增加的硬碟空間 約是 100 ~ 200 MB ( 視主機安裝軟體多寡而定 ) 15

16 DRBL and Clonezilla 16

17 電腦教室成功案例 宜蘭縣 - 梗枋國小 龍潭國小 三民國小 頭 城國小等皆採用 DRBL 來教學等 台北縣新店大豐國小 - 採用 DRBL 來達成多元 化教學 嘉義縣網中心 - 提供嘉義縣專用的 Clonezilla Box 伺服器還原光碟 台南市立新興國小 - 採用 DRBL 無磁碟系 統 榮獲 94 年 Linux 黃金企鵝獎應用類獎 花蓮縣 - 縣網中心提供全縣 Clonezilla server 建置服務 建置 Linux 的電腦教室 17

18 電腦教室成功案例 ( 續 ) 美國肯德基州路易斯維爾大學 University of Louisville 日本東京 Christian University 使用 DRBL 於學校實驗室 荷蘭 NCCW ( National Computer Centre Wonen ) 使用 Clonezilla 來佈署筆記型電腦的軟體環境 使用 Clonezilla 於電腦教室 印尼亞齊數位學習中心 使用 Clonezilla 於電腦教室 18

19 電腦教室成功案例 ( 續 ) 嘉義縣網中心 縣網中心提供嘉義縣 94PC 更新案專用 DRBL Clonezilla Box 伺服器還原光碟 odules/news/article.php? storyid=102 感謝嘉義縣網提供示意圖 19

20 電腦教室成功案例 ( 續 ) 台南市立新興國小 採用 DRBL 無磁碟系統 榮獲 2005 年 Linux 黃金企鵝獎應用類獎項 感謝蔡淑燕老師 提供照片 20

21 個人電腦叢集成功案例 國家高速網路與計算中心 Formosa 1: 150 nodes, Xeon 3.0G*2/node, gigabits switch, Using Clonezilla Formosa 2: 82 nodes AMD Opteron 275*2/node (IBM e326), gigabits switch, using Clonezilla 21

22 個人電腦叢集成功案例 ( 續 ) 國立交通大學生物科技學系 / 生物資訊中心 Server: Dual Intel Xeon/Nocona 3.4GHz 15 nodes of dual Intel Xeon/Nocona 2.8 GHz 48 gigabits ports switch Using DRBL 國立交通大學分子中心 16 nodes AMD Opteron 275*2/Node gigabits switch, using Clonezilla 台北教育大學自然科學教育學系 5 nodes AMD Opteron 275*2/Node (IBM e326) gigabits switch, using Clonezilla 22

23 叢集計算上相關文章 論文與報導 ( 續 ) Performance Evaluation of SLIM and DRBL Diskless PC Clusters on Fedora Core 3 Authors: Chao-Tung Yang; Ping-I Chen; Ya-Ling Chen, Tunghai University, Taiwan, R.O.C Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies, PDCAT Sixth International Conference on Dec Page(s): Implement the PIC-MCC simulation of ECR plasma source on PC cluster with DRBL, an effective approach to integrate PC cluster Authors: Shiau, J.H.; Hu, Y.; Lin, T.L.; Huang, K.L. Cellular Neural Networks and Their Applications, th International Workshop on May 2005 Page(s):

24 叢集計算上相關文章 論文與報導 ( 續 ) Condor: Building a Linux cluster on a budget sid=05/11/08/ &tid=44 Condor and DRBL Author: Bruno Goncalves Authors: Bruno Goncalves & Stefan Boettcher. Emory University Condor Week, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin. April 24-27, tions/goncalves_condor_drbl.ppt DRBL 與 Clonezilla 在 Linux Magazine 69 期 (Aug 2006) 24

25 國際自由軟體競賽 2007 年 11 月 29 日 Centri 協會在法國 Soissons 所舉辦的國際自由軟體競賽中 (Les Trophees du libre) DRBL 贏得 'public sector software' 分類的首獎 or 25

26 2008 DRBL & Clonezilla 國際活動 2008 Libre Software Meeting 法國 LSM (Libre Software Meeting) 2008 邀請 July 2, 2008 Clonezilla Live, the bare metal backup and restore tool 2008 Linux World and Expo Aug 4-7, 2008 美國舊金山 世界最大的 Linux 相關展覽之一 1..org Pavilion (booth #:.org 3) 2. BoF Clonezilla hands on Lab: the universal bare metal backup and recovery tool for Linux, Mac OS and MS Windows 6:00 pm 7:00 pm, Wednesday, August 6th, 2008, Room:

27 2009 年相關活動 Libre Software Meeting (LSM) 2009 法國南特 (Nantes), 7 月 7-11 日 DRBL: The diskless GNU/Linux and MS Windows solution OpenSource World Conference & Expo 美國舊金山, 8 月 org Zone (booth #:.org 1) 27

28 成功案例 大豐國小, 台灣 台北縣新店市大豐國小 使用 DRBL 與 Clonezilla 管理電腦教室 2006 年知名 Linux 網站 distrowatch.com特別報導 Linux in education 國網中心 2007 年 7 月 4 日 DRBL 與 Clonezilla 記者 會在大豐國小舉行 <play> 大豐國小電腦教室 圖片來源 distrowatch.com 28

29 成功案例 花蓮縣網 使用 DRBL 來大量 佈署 Linux 系統 2008 年 6 月已有 145 所學校使用 (131 所中小學 14 所高中職 ) 花蓮縣網來函感謝 29

30 ADOC 邀請至菲律賓, 2007/June 30

31 LSM 2008, France 31

32 美國 Ubuntu Live 會議, 2007/July 32

33 Linux world and Francisco, 2007 Dell booth, 'Massive Deployments' 33

34 International Free Software Contest Soissons, France, Nov,

35 2008 Linux World and Expo, San Francisco 35

36 第二屆 2008 年國家實驗研究院傑 出科技貢獻獎 DRBL/Clonezilla 團隊獲得 ' 技術發展 ' 類的 ' 玉山 獎 '( 第一名 ) 36

37 2008 年行政院傑出科技貢獻獎 高效能計算平台 DRBL 與 Clonezilla 軟體的技術發展與推廣應用 頒獎典禮 : 2009 年 3 月 11 日 37

38 成功案例 日本 Tokyo Christian University, Japan DRBL Photo courtesy of Frank Tuzi 38

39 成功案例 美國 University of Louisville, Kentucky, USA Deploy laptop local OS by Clonezilla Photo courtesy of Matt Luckett 39

40 DRBL 與 Clonezilla 在台灣 公務單位 中小學 大學 政府單位 醫院 電視台 中小企業 其他 國內已知使用者或單位超過 個 40

41 DRBL 與 Clonezilla 全球使用者分佈 DRBL Clonezilla >800,000 DRBL/Clonezilla Downloads 41

42 展示 DRBL 42

43 展示 Clonezilla Live 43

44 自由下載與使用

45 問題? Great!????? 45