Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Problemstellung:
Der Bildungssektor befindet sich in einer Phase der Transformation. Immer häufiger werden Computer im Unterricht eingesetzt. Die Möglichkeiten zur sinnvollen Nutzung sind vielfältig und es werden zunehmend didaktische Konzepte vorgelegt, die dies verdeutlichen. So können Computer beispielsweise genutzt werden, um aktuelles Informationsmaterial zu tagespolitischen Themen zu bekommen oder um in Lebewesen ablaufende physiologische Prozesse mit Hilfe von Animationen zu veranschaulichen. Somit wird der Unterricht nicht mehr auf teilweise veralteten Schulbüchern aufgebaut, sondern aktuelle Inhalte werden mittels multimedialer Darstellung interessant aufgearbeitet. Das eröffnet den Schülern und Lehrern, die sich auf die neuen Technologien einlassen, enorme Potentiale.
Voraussetzung für die angesprochene sinnvolle Nutzung von Computern im Unterricht an einer Schule ist zunächst die Einrichtung von Computerräumen mit vernetzten PCs. Mit sich ausweitender Nutzung erhöhen sich zunehmend die Anforderungen an die Verlässlichkeit und die Sicherheit des gesamten Computersystems. In diesem Zusammenhang kommt dem Serversystem als dessen zentralem Bestandteil eine besondere Bedeutung zu.
Gang der Untersuchung:
Im Kapitel II werden die vielfältigen Anforderungen besprochen, die sowohl von den potentiellen Nutzern, d.h. den Schülern und Lehrern, als auch von den Systemadministratoren an ein Server-System in einer Schule gestellt werden.
Darauf folgt ein Kapitel (Kap. III) mit den Grundlagen zum Serversystem Linux, die man zum weiteren Verständnis benötigt. Der wirtschaftliche Aspekt wird dort ebenfalls besprochen, insbesondere die Kostenseite/Marktrelevanz und die Sicherheitsaspekte.
Das nächste Kapitel (Kap. IV) beschäftigt sich mit der Realisierung, d.h. mit der Installation und Konfiguration sowie mit den Betriebsaspekten, wie z.B. der Benutzerverwaltung, der Rechtevergabe und den Aufgaben des Administrators.
Im Anschluss (Kap. V) wird die Geschichte des Computer- und Serversystems an der Marienschule beschrieben.
Mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen wird diese Arbeit beendet (Kap. VI).
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis4
Vorwort5
I.Einleitung6
II.Anforderungen an ein Serversystem in der Schule8
1.Nutzungsmöglichkeiten für Schüler/Lehrer8
2.Möglichkeiten des Administrators10
III.Grundlagen von Linux und Vergleich mit […]
Der Bildungssektor befindet sich in einer Phase der Transformation. Immer häufiger werden Computer im Unterricht eingesetzt. Die Möglichkeiten zur sinnvollen Nutzung sind vielfältig und es werden zunehmend didaktische Konzepte vorgelegt, die dies verdeutlichen. So können Computer beispielsweise genutzt werden, um aktuelles Informationsmaterial zu tagespolitischen Themen zu bekommen oder um in Lebewesen ablaufende physiologische Prozesse mit Hilfe von Animationen zu veranschaulichen. Somit wird der Unterricht nicht mehr auf teilweise veralteten Schulbüchern aufgebaut, sondern aktuelle Inhalte werden mittels multimedialer Darstellung interessant aufgearbeitet. Das eröffnet den Schülern und Lehrern, die sich auf die neuen Technologien einlassen, enorme Potentiale.
Voraussetzung für die angesprochene sinnvolle Nutzung von Computern im Unterricht an einer Schule ist zunächst die Einrichtung von Computerräumen mit vernetzten PCs. Mit sich ausweitender Nutzung erhöhen sich zunehmend die Anforderungen an die Verlässlichkeit und die Sicherheit des gesamten Computersystems. In diesem Zusammenhang kommt dem Serversystem als dessen zentralem Bestandteil eine besondere Bedeutung zu.
Gang der Untersuchung:
Im Kapitel II werden die vielfältigen Anforderungen besprochen, die sowohl von den potentiellen Nutzern, d.h. den Schülern und Lehrern, als auch von den Systemadministratoren an ein Server-System in einer Schule gestellt werden.
Darauf folgt ein Kapitel (Kap. III) mit den Grundlagen zum Serversystem Linux, die man zum weiteren Verständnis benötigt. Der wirtschaftliche Aspekt wird dort ebenfalls besprochen, insbesondere die Kostenseite/Marktrelevanz und die Sicherheitsaspekte.
Das nächste Kapitel (Kap. IV) beschäftigt sich mit der Realisierung, d.h. mit der Installation und Konfiguration sowie mit den Betriebsaspekten, wie z.B. der Benutzerverwaltung, der Rechtevergabe und den Aufgaben des Administrators.
Im Anschluss (Kap. V) wird die Geschichte des Computer- und Serversystems an der Marienschule beschrieben.
Mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen wird diese Arbeit beendet (Kap. VI).
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis4
Vorwort5
I.Einleitung6
II.Anforderungen an ein Serversystem in der Schule8
1.Nutzungsmöglichkeiten für Schüler/Lehrer8
2.Möglichkeiten des Administrators10
III.Grundlagen von Linux und Vergleich mit […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 7465
Zimmermann, Christian: Linux als Serverbetriebssystem an Schulen
Hamburg: Diplomica GmbH, 2003
Zugl.: Fachhochschule Köln, Abt. Gummersbach, Fachhochschule, Diplomarbeit, 2003
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Diplomica GmbH
http://www.diplom.de, Hamburg 2003
Printed in Germany
Inhaltsverzeichnis
2
Inhaltsverzeichnis
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ... 4
Vorwort ... 5
I.
Einleitung... 6
II.
Anforderungen an ein Serversystem in der Schule ... 8
1.
Nutzungsmöglichkeiten für Schüler/Lehrer ... 8
2.
Möglichkeiten des Administrators ... 10
III.
Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen ... 13
1.
Linux als Open-Source-Software ... 13
2.
Architektur... 14
3.
Verzeichnisstruktur ... 16
4.
Kernel... 17
5.
Module ... 17
6.
Sicherheitsaspekte und Zuverlässigkeit ... 18
7.
Kosten/Nutzen-Betrachtung ... 18
8.
Performanceanalyse ... 23
9.
Wartungskosten ... 24
IV.
Realisierung ... 25
1.
Installation und Konfiguration... 25
1.1.
Hardware... 25
1.2.
Software ... 29
1.3.
Kernel... 31
1.4.
Netzwerkkonfiguration... 48
1.5.
Samba... 50
1.6.
FTP ... 56
1.7.
Sendmail ... 59
1.8.
Apache ... 62
1.9.
Squid-Proxy... 69
1.10.
Squid-Guard... 74
1.11.
Firewall... 75
1.12.
Datensicherung ... 77
Inhaltsverzeichnis
3
2.
Systemorganisation ... 79
2.1.
Benutzerverwaltung ... 79
2.2.
Rechtevergabe... 80
2.3.
Administrationsaufgaben... 81
3.
Betrieb... 83
3.1.
Überwachung ... 83
3.2.
Problembehebung... 83
V.
Geschichte des Computer- und Serversystems der Marienschule ... 86
1.
Anfangszustand ... 86
2.
Erste Ausbaustufe... 86
3.
Zweite Ausbaustufe... 87
VI.
Fazit und Ausblick ... 89
VII.
Anhang ... 91
1.
Benutzerordnung der Marienschule ... 91
2.
Eidesstattliche Erklärung... 96
VIII.
Literaturverzeichnis ... 97
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis
4
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis
Abbildung 1: Linux-Server mit seinen Funktionen/Diensten ... 12
Abbildung 2: Bestandteile von Linux... 15
Abbildung 3: Kostenvergleich Datenbanken OpenSource contra Proprietär ... 20
Abbildung 4: Marktlage von Linux... 21
Abbildung 5: Samba schlägt Windows 2003... 23
Abbildung 6: Hardwareszenario des Servers... 27
Abbildung 7: Inhalt der SuSE-Distribution... 29
Abbildung 8: Ist-Zustand Marienschule ... 87
Abbildung 9: Soll-Zustand Marienschule ... 88
Tabelle 1: Verzeichnisstruktur von Linux ... 17
Tabelle 2: Kosteneinsparung durch OSS bei Unternehmen ... 19
Tabelle 3: Vergleichsprodukte Proprietär contra OpenSource... 19
Tabelle 4: Kostenvergleich Windows/Linux ... 22
Tabelle 5: Hardwaretroubleshooting... 84
Tabelle 6: Softwaretroubleshooting ... 85
Vorwort
5
Vorwort
Die vorliegende Diplomarbeit soll den Einsatz von Linux als Betriebssystem für Ser-
ver in Schulen beschreiben.
Linux wurde als Serverbetriebssystem gewählt, weil es viele Vorteile gegenüber an-
deren Serverbetriebssystemen besitzt. Dies aufzuzeigen ist der Kernaspekt der Ar-
beit.
In der Diplomarbeit wird darüber hinaus sowohl auf den organisatorischen Aspekt als
auch auf die Konfiguration des Systems eingegangen. Auf die generelle Beschrei-
bung der Funktionen oder der internen Strukturen von Linux, die für die Einrichtung
nicht nötig sind, wird verzichtet.
Die konkrete Umsetzung fand in der Erzbischöflichen Marienschule, einem Gymna-
sium in Leverkusen, statt.
Danken möchte ich allen, die mich während der Diplomarbeit unterstützt haben:
Meinen betreuenden Professoren, insbesondere Prof. Dr. Frank Victor und Prof Dr.
Heide Faeskorn-Woyke, sowie den Lehrern und Schülern der Marienschule Opladen,
die für die Erstellung der Diplomarbeit unverzichtbar waren. Besonderen Dank gilt
des Weiteren meinen Freunden und meinen Eltern, die mich während meines Studi-
ums unterstützt haben.
Christian Zimmermann
Langenfeld,
im Oktober 2003
I. Einleitung
6
I. Einleitung
,,Für uns ist Linux die größte Bedrohung;
bei Unix sind wir Angreifer,
bei Linux der, der attackiert wird"
Steve Ballmer, Präsident von Microsoft, 2001
Der Bildungssektor befindet sich in einer Phase der Transformation. Immer häufiger
werden Computer im Unterricht eingesetzt. Die Möglichkeiten zur sinnvollen Nutzung
sind vielfältig und es werden zunehmend didaktische Konzepte vorgelegt, die dies
verdeutlichen (vgl. [HILDEBR2001]). So können Computer beispielsweise genutzt
werden, um aktuelles Informationsmaterial zu tagespolitschen Themen zu bekom-
men oder um in Lebewesen ablaufende physiologische Prozesse mit Hilfe von Ani-
mationen zu veranschaulichen. Somit wird der Unterricht nicht mehr auf teilweise
veralteten Schulbüchern aufgebaut, sondern aktuelle Inhalte werden mittels multime-
dialer Darstellung interessant aufgearbeitet. Das eröffnet den Schülern und Lehrern,
die sich auf die neuen Technologien einlassen, enorme Potentiale.
Voraussetzung für die angesprochene sinnvolle Nutzung von Computern im Unter-
richt an einer Schule ist zunächst die Einrichtung von Computerräumen mit vernetz-
ten PCs. Mit sich ausweitender Nutzung erhöhen sich zunehmend die Anforderungen
an die Verlässlichkeit und die Sicherheit des gesamten Computersystems. In diesem
Zusammenhang kommt dem Serversystem als dessen zentralem Bestandteil eine
besondere Bedeutung zu.
Im folgenden Kapitel (Kap. II) werden die vielfältigen Anforderungen besprochen, die
sowohl von den potentiellen Nutzern, d.h. den Schülern und Lehrern, als auch von
den Systemadministratoren an ein Server-System in einer Schule gestellt werden.
Darauf folgt ein Kapitel (Kap. III) mit den Grundlagen zum Serversystem Linux, die
man zum weiteren Verständnis benötigt. Der wirtschaftliche Aspekt wird dort eben-
falls besprochen, insbesondere die Kostenseite/Marktrelevanz und die Sicherheits-
aspekte.
I. Einleitung
7
Das nächste Kapitel (Kap. IV) beschäftigt sich mit der Realisierung, d.h. mit der In-
stallation und Konfiguration sowie mit den Betriebsaspekten, wie z.B. der Benutzer-
verwaltung, der Rechtevergabe und den Aufgaben des Administrators.
Im Anschluss (Kap. V) wird die Geschichte des Computer- und Serversystems an der
Marienschule beschrieben.
Mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick auf mögliche zukünftige Entwick-
lungen wird diese Arbeit beendet (Kap. VI).
II. Nutzungsmöglichkeiten und Anforderungen
8
II. Anforderungen an ein Serversystem in der Schule
Dieses Kapitel beschäftigt sich mit den wünschenswerten Nutzungsmöglichkeiten
von Computern in der Schule und den daraus resultierende Anforderungen an ein
Serversystem als zentralem Bestandteil des gesamten Computernetzwerks. Der
Schulträger möchte ein modernes und funktionelles System, dass den Bedürfnissen
der einzelnen Fachschaften gewachsen ist und eine Bereicherung des Unterrichts
darstellt. Zugleich soll das System möglichst kostengünstig sein, da die schulinternen
Fördermittel meist sehr knapp bemessen sind. Dank schulischen Fördervereinen
können weitere Gelder in das Projekt einfließen. Deshalb sind auch geringere Folge-
kosten und Betriebskosten ein wichtiges Kriterium.
Bei der Konzeptualisierung eines Serversystems sollte man sich vorab überlegt ha-
ben, welche Anforderungen man an ein solches System stellt. Beispielsweise muss
festgelegt werden, welche Dienste man dem Benutzer zur Verfügung stellt (Dateifrei-
gabe, E-Mail, etc.) und welche Dienste man dem Server zugesteht (Datensicherung,
Virenscanner etc.). Nach diesen Gesichtspunkten sollte das System sowohl hard-
wareseitig als auch softwareseitig ausgelegt werden.
1.
Nutzungsmöglichkeiten für Schüler/Lehrer
Sicherlich wird oftmals die serverseitige Freigabe von Dateien, also das netzweite
Ablegen von Dateien auf dem Server, als wichtigste Anforderung an den Server
gesehen. Jedem Benutzer kann so ein privater Ort (Netzlaufwerk oder Ordner) für
seine Dateien eingerichtet werden. Für bestimmte Benutzergruppen kann ein spe-
zieller Zugriff eingerichtet werden (z.B. der Zugriff von allen Lehrern auf ein
bestimmtes Netzlaufwerk) oder man erstellt ein öffentliches Netzlaufwerk für alle Be-
nutzer. Dies hat den Vorteil, dass man so recht schnell Dateien austauschen bzw.
anderen Benutzern zur Weiterbearbeitung bereitstellen kann (vgl.
[SAMBAORG,2003]).
Oft möchten Lehrer auf CDs oder DVSs zugreifen und deren Inhalt für alle Benutzer
verfügbar machen. Man kann CD- und DVD-Images
1
auf den Server legen und mit
einem Zusatzprogramm, welches auf den Clients installiert sein muß, diese Images
1
Abbild der CD in einer Datei
II. Nutzungsmöglichkeiten und Anforderungen
9
laden, so als würde die CD bzw. DVD im eigenen CD-ROM- bzw. DVD-Laufwerk lie-
gen.
Im Zusammenhang mit der Freigabe lassen sich auch so genannte ,,servergespei-
cherte Profile" einrichten. Ein Profil entspricht den unter Windows geltenden Benut-
zereinstellungen, wie z.B. Einträge des Startmenüs, Desktop, Darstellungen, Ein-
stellungen von diversen Programmen (Office, Outlook, Internet Explorer) sowie dem
,,Eigene Dateien" -Ordner. Der Vorteil der servergespeicherten Profile liegt darin,
dass sich der Benutzer an einem beliebigen Rechner anmelden kann und jedes Mal
die gleichen Einstellungen hat und auch seine eigenen Dateien verfügbar sind. So
sind die Benutzer nicht mehr auf einen bestimmten Rechner angewiesen und es
kann flexibler gearbeitet werden (vgl. [SAMBAORG,2003]).
Eine ebenfalls immer mehr an Bedeutung gewinnende Funktion ist die Einrichtung
von E-Mail-Adressen für jeden Benutzer. Damit wird für jeden neuen Benutzer au-
tomatisch eine E-Mail-Adresse gleichlautend mit seinem Benutzernamen angelegt.
Auf die notwendigen Voraussetzungen wird später eingegangen (vgl.
[SENDMAIL,2003]).
Der Zugang zum Internet per Einwahl (ISDN, DSL, (Kabel)-Modem) oder per
Standleitung und die damit verbundene Weiterleitung an die angeschlossenen Rech-
ner im Netzwerk ist eine Funktion, die heute jeder Hardwarerouter erfüllt. Lässt man
dies softwareseitig vom Server erledigen, hat man reichhaltige Konfigurationsmög-
lichkeiten. Interessant ist dabei z.B. ein Sperren des Internetzugriffs per Script für
eine vorher definierte Rechnergruppe. Es lässt sich auch eine Firewall einrichten, die
das interne Netz vor Angriffen von außen schützt (vgl. [NETFILTER,2003]).
Die Installation eines Webservers bietet jedem Benutzer die Möglichkeit, seine
eigene Homepage sowohl im Intranet als auch im Internet zu präsentieren. Die Ver-
waltung und Wartung wird von jedem Benutzer selbst vorgenommen. Es besteht
außerdem die Möglichkeit einer globalen Homepage, die aber nur privilegierte Be-
nutzer verwalten können (vgl. [APACHE2003]).
Wenn beabsichtigt ist, den Benutzern die Möglichkeit zu geben, ihre Dateien von zu
Hause aus herunterzuladen und zu bearbeiten, so sollte ein FTP-Server eingesetzt
II. Nutzungsmöglichkeiten und Anforderungen
10
werden. Hier kann man auch konfigurieren, welche Benutzergruppen auf welche
Ordner zugreifen können. So kann man beispielsweise Lehrern genehmigen, auf ihr
eigenes Laufwerk auf dem Server und auf die Laufwerke der Schüler zuzugreifen, wo
hingegen den Schülern nur der Zugriff auf die eigenen Dateien gestattet wird (vgl.
[PROFTPD2003])
2.
Möglichkeiten des Administrators
Da das System den Benutzern einen Zugang zum Internet bereit stellen kann, gibt es
die Möglichkeit, Webseiten über einen Proxyserver zwischen zu speichern. Dies ist
sinnvoll, da verschiedene Benutzer häufig die gleichen Internetseiten aufrufen. Der
Proxyserver lädt diese Dateien nur einmal aus dem Internet und speichert sie in einer
lokalen Datenbank. Bei einem weiteren Zugriff auf die Seite ruft der Proxyserver die
Dateien einfach aus der Datenbank ab, ohne sie neu aus dem Internet zu laden. Das
spart Zeit und belastet die Internetverbindung nicht zu stark (vgl.
[SQUIDORG,2003]).
Viel interessanter ist die damit zusammenhängende Möglichkeit der Content-
Filterung. Hierbei lassen sich bestimmte Inhalte/Webseiten sperren, z.B. solche mit
gewaltverherrlichendem oder pornographischem Inhalt (vgl. [SQUIDGUARD,2003]).
Zur Administration des Systems, der benutzereigenen Dateien oder zum Lesen und
Schreiben von E-Mails lässt sich ein SSH-Server
2
einrichten. Der SSH-Server ist
dem betagten und sehr unsicheren Telnet-Zugang vorzuziehen. Es handelt sich hier-
bei um die Einwahl auf die Konsole des Servers (vergleichbar mit der MS-DOS-Ein-
gabeaufforderung unter Windows), in der man Dateien verwalten oder textbasierte
Programme starten kann (vgl. [OPENSSL2003]).
Eine gute Möglichkeit, den Server zu verwalten, bietet Webmin. Es handelt sich da-
bei um eine webbasierte Konfigurationssoftware, mit Hilfe derer man
Systemeinstellungen und Server konfigurieren kann. Hier kann man auch Benutzer
sehr einfach über den Webbrowser verwalten (vgl. [WEBMIN2003]).
2
Abk.: Secure-Shell-Server
II. Nutzungsmöglichkeiten und Anforderungen
11
Will man eine Datenbank einsetzen, um z.B. ein Webforum
3
einzurichten, bietet sich
hier MySQL
4
in Verbindung mit dem PHP-Modul für den Webserver an. Jeder Benut-
zer hat auch die Möglichkeit, eigene Datenbanken anzulegen (vgl. [MYSQL2003]).
Das Thema Virenschutz ist sehr wichtig, um sich vor Datenverlust zu schützen.
Deshalb gibt es eine sehr gute Möglichkeit, dies serverseitig zu realisieren. Prinzipiell
sind alle Dateien gefährdet, die auf dem Server abgelegt werden. Nun kann man
diese Dateien automatisiert serverseitig prüfen lassen. Bei Virenbefall wird die Datei
gesperrt oder wahlweise in einen Quarantäne-Ordner verschoben. Viele Viren wer-
den heute über E-Mail in die lokalen Netzwerke eingeschleust. Deshalb kann man
den Virenscanner auch für ein- und ausgehende Mails einrichten (vgl.
[OPENAV,2003]).
Was oftmals sehr vernachlässigt wird, ist die Datensicherung. Eine tägliche Daten-
sicherung sollte vorgesehen sein. Diese lässt sich über ein Backup-Programm auf
Bandlaufwerke oder auch mittels eines simplen Kopiervorgangs auf eine zweite
Festplatte gewährleisten. Am besten verwendet man hierfür zwei externe Festplatten,
wobei eine davon an einem sicheren Ort gelagert ist und regelmäßig ausgetauscht
wird. Eine andere Möglichkeit ist es, die Datensicherung auf einem weiteren, dedi-
zierten Rechner
5
durchzuführen. Dieser Rechner kann gegebenenfalls als Ersatzser-
ver eingesetzt werden.
Um den Server vor Spannungsschwankungen oder gar Stromausfall zu schützen,
sollte man eine USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) einsetzen. Dieses
Gerät sorgt für einen ,,sauberen" Strom und versorgt den Server im Falle eines
Stromausfalls für einige Minuten mit Strom. Eine entsprechende Software auf dem
Server fährt diesen sauber herunter, sobald der Strom länger ausgefallen ist, um
einen möglichen Datenverlust so gering wie möglich zu halten.
Abbildung 1 fasst die Systemarchitektur, aufgeteilt nach den einzelnen Aufgaben,
zusammen.
3
Diskussionsforum, in das man über den Browser Artikel verfassen und abrufen kann
4
Abk.: My Structured Query Language
5
Ein speziell dafür bereitgestellter Rechner, der keine anderen Aufgaben ausführt
II. Nutzungsmöglichkeiten und Anforderungen
12
Abbildung 1: Linux-Server mit seinen Funktionen/Diensten
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
13
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
,,Der fundamentale Akt von Freundschaft unter
denkenden Wesen besteht darin, einander etwas
beizubringen und Wissen gemeinsam zu nutzen.
Dieser gute Wille, die Bereitschaft, unserem Nächsten
zu helfen, ist genau das, was die Gesellschaft
zusammenhält und was sie lebenswert macht."
Richard M. Stallman, Gründer der Free Software Foundation
Im folgenden Kapitel wird auf die nötigen Grundlagen eingegangen, die wichtig sind,
um ein Linux-Server-System mit den einzelnen Diensten zu implementieren. Auf eine
detaillierte Beschreibungen der Installation verschiedener Distributionen sowie
einfache Systembefehle wird verzichtet, da diese vorausgesetzt werden. Im weiteren
wird ein Vergleich zwischen Linux als Betriebssystem und einer vorhandenen Alter-
native (Microsoft Server Betriebssystem) erstellt und die Vor- und Nachteile abgewo-
gen, insbesondere für den Einsatz an einer Schule.
Linux ist ein (lebendiges) Betriebssystem, welches stets weiterentwickelt wird. Neben
einem vorhandenen Grundwissen spielt daher auch die Weiterbildung eine sehr
große Rolle.
1.
Linux als Open-Source-Software
Linux ist eine Open-Source-Software, also eine im Quelltext offen gelegte und frei
erhältliche Software. Es ist aus dem Projekt GNU (ein rekursives Akronym aus
,,GNU's not Unix") entstanden, bei dem man das Ziel vor Augen hatte, ein unix-
artiges Betriebssystem zu schaffen, welches als freie Software kopiert, verbreitet,
analysiert und verbessert werden darf. Innerhalb des Projektes GNU wurde eine
Lizenzregelung erarbeitet, die GPL (General Public License), die es erlaubt, GPL-
lizensierte Software zu modifizieren, zu kopieren und zu verbreiten, vorausgesetzt,
dass die daraus resultierende ,,abgeleitete Software" ebenfalls wieder unter GPL ver-
öffentlicht wird. (vgl. [GNUORG2003])
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
14
Bekannte Beispiele für GPL-Software sind z.B. der Compiler GCC, Benutzeroberflä-
chen KDE
6
und Gnome
7
sowie ,,Star Office" von Sun Microsystems.
Die Vorteile der Open Source Software sind die höhere Qualität, welche daraus re-
sultiert, dass die Software von anderen Experten beurteilt werden kann und somit
rasch Fehler aufgedeckt und beseitigt werden können. Open Source Software ist als
sicherer anzusehen als die kommerzielle Software, da der Code von Organisationen
wie z.B. dem BSI (Bund für Sicherheit in der Informationstechnik) kontrolliert werden
und somit ein Urteil zur Sicherheit gegeben werden kann. Desweiteren kann man
Open Source Software weiterverwenden und an seine eigenen Produkte anpassen.
,,Man muss das Rad nicht neu erfinden". Die Open Source Produkte bieten zudem
eine höhere Reife, welche sich durch Unabhängigkeit begründet. Es muss sich z.B.
an keinen Termin zur Markteinführung gehalten werden, des weiteren treiben
Prestige-Gründe die Open-Source-Entwickler dazu, das Produkt möglichst mit hoher
Qualität auf den Markt zu bringen (vgl. [Raison et al., 2001]).
,,Geht es um den Einsatz in Unternehmen, bieten die so genannten Linux-
Distributoren ihre große Palette von Beratungs-, Trainings- und Wartungsdiensten
an. Denn auch die Profis in den Betrieben brauchen Unterstützung, wenn sie ihre
Systeme umstellen wollen. Sie schätzen vor allem, dass Linux so zuverlässig läuft.
Wolfgang Schek von der Lufthansa Systems ist voll des Lobes. ,,Die in unserem Re-
chenzentrum gesammelten Erfahrungen mit Linux sind durchweg positiv", schreibt er
in einem Artikel für das Fachblatt Computerwoche. Die Stabilität und Leistung seien
sehr gut, und im Vergleich zu Unix- und Windows-Rechnern verzeichne Linux eine
deutlich geringere Ausfallrate. Gäbe es dann doch mal Probleme, ,,finden sich im
Internet oder mit Hilfe der immer sehr engagierten Linux-Community rasch Lösun-
gen" [ZEIT442003].
2. Architektur
Linux wurde von Linus Benedict Torvalds 1991 entwickelt (damals war er ein 21-
jähriger Student an der Universität in Helsinki) und als GNU General Public License
herausgegeben. Hauptmerkmale sind:
6
Abk.: K Desktop Environment
7
Abk.: GNU Network Object Model Environment
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
15
- extreme Zuverlässigkeit durch modernes Memory-Management, Abstürze sind
äußerst selten
- Multiuser-Fähigkeit: Mehrere Benutzer können auf demselben Rechner arbei-
ten
- Multitasking:
Mehrere
Programme können zeitgleich ablaufen
- Plattformunabhängigkeit: Linux ist neben Intel-PC (der ursprünglichen Hard-
wareplattform) auch für Alpha-, PowerPC-, 680x0-, Mips-, ARM- und Sparc-
Rechner verfügbar
- Quelltexte zu allen wichtigen Betriebssystemteilen sind verfügbar
- Netzwerkfähigkeit: Integration von TCP/IP und Implementierung aller
wichtigen darauf aufbauenden Netzwerkprotokolle (HTTP
8
, FTP
9
, NNTP
10
,..)
- Kompatibilität zu einer großen Anzahl von Hardware-Erweiterungen
(Netzwerkkarten, Grafikkarten etc.)
(vgl. [NESTROY,2003])
Abbildung 2: Bestandteile von Linux
,,Linux" bezeichnet eigentlich nur den Betriebssystem-Kern, dessen Aufgaben das
Memory-Management, die Prozessverwaltung, die Verwaltung des Dateisystems und
die Netzwerkanbindung sind (vgl. [NESTROY,2003]).
Die Benutzeroberfläche ist textorientiert und getrennt von einer grafischen Oberflä-
che (X Window). Bei Microsoft Windows 2000 ist die grafische Oberfläche fest mit
dem Betriebssystem gekoppelt. Von einem eventuellen Absturz der grafischen Ober-
fläche kann das ganze System betroffen sein, wohingegen das Linux System nicht
8
Abk.: HyperText Transfer Protocol
9
Abk.: File Transfer Protocol
10
Abk.: Network News Transfer Protocol
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
16
auf die grafische Oberfläche angewiesen ist und weiterlaufen kann (vgl.
[NESTROY,2003]).
Es gibt weiterhin eine Sammlung von Tools, die sogenannten GNU-Tools, mit denen
man den Großteil der Systemarbeit bewerkstelligen kann, wie z.B. Dateiverwaltung,
Textmanipulation, Befehlsinterpreter, etc. Hierbei handelt es sich um kleine, flexible
Programme, die man mittels Skripten zu komplexen Werkzeugen zusammenfügen
kann. (vgl. [NESTROY,2003]).
3. Verzeichnisstruktur
Bei Linux gibt es einen Dateisystem-Standard (engl. Filesystem-Hierachy-Standard
FHS), nachzulesen unter
http:\\tsx-11.mit.edu/pub/linux/docs/linux-
standards/fsstnd
.
Im Folgenden nun eine Auflistung der Standard-Verzeichnisse und ihrer Bedeutung:
Verzeichnis
Beschreibung
/bin
Wichtige Dienstprogramme für alle Anwender.
/boot
Wichtige Informationen über die Linux-Ladeprogramme und Boot-
Scripte (LILO).
/dev
Verzeichnis mit allen Gerätedateien, über die die vorhandene Hardware
gemountet werden kann.
/etc
In diesem Verzeichnis und den untergeordneten liegen alle
Konfigurationsdateien.
/home
Benutzerdateien
/lib
Shared Libraries
/opt
Add-Ons, die einen festen Bestandteil von Linux ausmachen
/proc
Einträge über laufende Prozesse (Pseudo-Dateisystem)
/root
Homeverzeichnis des Administrators
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
17
/sbin
Systemprogramme des Administrators für (für normale User nicht aus-
führbar - System Binaries).
/temp
Mülleimer
/usr
X-Window-System, Dienstprogramme, Doku, Man-Pages, Header-
Dateien für C-Compiler, Bibliotheken, Quellcodes, Systemkomanndos
usw.
/var
Ablage für variable sich häufig ändernde Daten
Tabelle 1: Verzeichnisstruktur von Linux
4. Kernel
Der Kernel besteht aus einer Vielzahl von Komponenten. Der Quellcode befindet sich
üblicherweise unter /usr/src/linux, das übersetzte (compilierte) Programm vmlinuz in
/boot. Der Kernel befasst sich mit der Hauptspeicherverwaltung, die auch die Ver-
waltung einer Swap-Partition beinhaltet, dem Zugriff auf Peripheriegeräte über spe-
zielle Gerätedateien (/dev), der Verwaltung des Dateisystems, einer Programm- und
Prozessverwaltung, die garantiert, dass einzelne Programme völlig unabhängig von-
einander arbeiten können und einer Verwaltung von Zugriffsrechten, die unbefugten
Zugriff verhindern soll.
5. Module
Linux ist ein monolithisches System, d.h., dass der Kernel ein einziges großes Pro-
gramm ist, in dem alle Komponenten Zugriff auf interne Datenstrukturen haben.
Dadurch ist Linux schwer erweiterbar. Dieses Problem hat man gelöst, indem man
Module verwendet, die zur Laufzeit geladen und wieder entfernt werden können.
Dies hat zum einen den Vorteil, dass Linux schneller Booten kann, da die Module nur
bei Bedarf geladen werden müssen und zum anderen die Kompilierung des Kernels
schneller vonstatten geht. Als Nachteil hierbei ist anzuführen, dass der Kernel größer
wird, da er zusätzliche Datenstrukturen bereitstellen muss, um mit den Modulen um-
gehen zu können, und er einen Geschwindigkeitsnachteil gegenüber statisch einge-
bunden Kernel-Bestandteilen hat. (vgl. [EHMICH,2003])
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
18
6. Sicherheitsaspekte
und
Zuverlässigkeit
Eine Studie des Bloor Research North America bestätigt, dass Linux alle Datenver-
arbeitungsaufgaben in Unternehmen jeglicher Größe meistert. ,,Die Forscher nahmen
das freie Betriebssystem anhand von sieben Kriterien unter die Lupe. Sie prüften die
Software auf Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Flexibilität, Sicherheit, Administrierbar-
keit und Serverkonsolidierung beziehungsweise performance. Dabei konnte das
Open-Source-System die Analysten in allen Punkten überzeugen. [...] Beim Punkt
Zuverlässigkeit überzeugte die Forscher vor allem die gute Leistung im Bereich spe-
zieller, dezidierter Anwendungen zum Beispiel wenn die Plattform als ausgewie-
sene Firewall installiert wird. Im Bereich Sicherheit weist Bloor auf die sich aus dem
gleichen Stammbaum ableitenden Ähnlichkeiten mit Unix hin, betont aber den wichti-
gen Mehrwert, den die Verfüg-, Prüf- und Modifizierbarkeit des offenen Quellcodes
mit sich bringt. Dadurch seien verdeckte Einstiegstüren in das Betriebssystem ,,fak-
tisch eliminiert" worden. Entwickler könnten zudem ihre eigenen, geheimen und
proprietären Sicherheitserweiterungen in den Kernel einbauen. Das verstoße nicht
gegen die GNU General Public Licence, solange der Code nicht kommerziell weiter
verwendet werde." [HEISE301002].
Natürlich ist Linux nicht vor Sicherheitslücken resistent. Wie schon erwähnt wird der
Code von Programmen oftmals geprüft und im Falle eines auftretenden Exploits
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gibt es prompt eine fehlerbehobene Version.
Wenn man die entsprechenden News verfolgt, bei denen auf solche Fehler hinge-
wiesen wird, sollte man schnellstmöglich reagieren und ein Update einspielen. Bei
Microsoft dauert es manchmal Monate, bis für einen Fehler das entsprechende
Update bereitgestellt wird.
7. Kosten/Nutzen-Betrachtung
Linux wird immer häufiger als Alternative zu Microsoft eingesetzt: das Vertrauen der
Anwender wächst. Einsparungen von 30 Prozent sind beim Einsatz von Open-
Source-Software möglich, so die Soreon-Studie (vgl. [CRN252003]).
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Softwarecode, der dazu genutzt wird, über Designfehler einer Software eine ungewollte
Funktionalität bereitzustellen und im schlimmsten Fall Administratorrechte zu erlagen
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
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Kosteneinsparung durch Open-Source-Software
Server
Betriebssystem
Desktop/
Büroanwendung
Datenbank Content
Management-
System
(CMS)
Kleinunternehmen 2%
2%
-
-
Mittelunternehmen 7%
6%
-
-
Großunternehmen 29%
20%
25%
25%
#
Kaum Kostenvorteil
#
Spürbarer Kostenvorteil
#
Signifikanter Kostenvorteil
Tabelle 2: Kosteneinsparung durch OSS bei Unternehmen
Quelle: Soreon Research 2003/ CRN-252003
Die Akzeptanz von Linux als kostengünstige Alternative steigt stetig. ,,Traute man
Linux bis vor ein oder zwei Jahren lediglich den zuverlässigen Einsatz als Web-Ser-
ver zu, so findet sich das OS-Betriebssystem jetzt auch als produktiver Application-
und Datenbankserver." [CRN252003]. Open-Source-Software ist für den Kunden
durchaus nicht kostenlos, denn es wird eine Menge Dienstleistung benötigt um die
Open-Source-Software zu implementieren. Die Anschaffungskosten von Open-
Source-Software sind oft sehr niedrig im Vergleich zu ihren proprietären
Vergleichsprodukten. ,,Die Lizenzkosten für den MS Windows Server hingegen
bewegen sich zwischen 2.500 Euro für Kleinunternehmen und bis zu 100.000 Euro
für große Firmen. Das beträgt bei ersteren immerhin 18 Prozent der Totalkosten,
beim zweiten bereits 52 Prozent." [CRN252003].
Vergleichsprodukte
Kategorie Proprietär Open
Source
Server
MS Windows Server
2000/2003
Suse Linux 8.x
Office MS
Office
2000/XP
OpenOffice.org
Datenbank Oracle
9.1 PostgreSQL
CMS
Web CMS Imperia 7
Open CMS 5.0
Groupware MS
Exchange/Lotus Notes In Entwicklung:
www.kroupware.com
Tabelle 3: Vergleichsprodukte Proprietär contra OpenSource
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
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Andererseits kommt es laut der Soreon-Erhebung bei Linux-Servern zu einem 50
Prozent höheren Schulungsaufwand (Siehe Grafik ,,Kostenvergleich Datenbanken").
Abbildung 3: Kostenvergleich Datenbanken OpenSource contra Proprietär
Es wird angenommen, dass Open-Source-Software sich in den nächsten fünf Jahren
in Unternehmen und Verwaltungen massiv ausbreiten wird. Das fordert Microsoft
dazu auf, in dieser Konkurrenzsituation Preisnachlässe zu gewähren, wie der Fall an
der Münchener Stadtverwaltung gezeigt hat, wo die Redmonder einen Nachlass von
30 Prozent angeboten hatten. Trotzdem entschied sich die Stadtverwaltung für Linux
(vgl. [SZ20030528]).
Im Februar 2003 hatte Linux bei neu ausgelieferten Server-
Betriebssystemen einen Anteil von 26 Prozent. SuSE-Chef Richard Seibt prognosti-
zierte in einem Interview mit der Süddeutschen Zeitung, der Marktanteil könne bis
spätestens 2005 auf 50 Prozent erhöht werden. (vgl. [KEFKNET03])
,,Die Metagroup kommt in einer Marktanalyse zu dem Ergebnis, dass der Anteil von
Linux an neuen Server-Betriebssystem-Installationen derzeit bei 15 bis 20 Prozent
liegt. Bis 2007 soll Linux den Anteil auf Intel-Servern auf 45 Prozent aller neu
ausgelieferten Systeme steigern können. Auch in Rechenzentren dürfte Linux deut-
lich zulegen von heute drei Prozent auf elf Prozent im Jahr 2007. Bis 2012 rechnen
die Metagroup-Analysten für diesen Bereich sogar mit einem Anstieg auf 26 Prozent.
Der große Verlierer wird Unix sein, dessen Anteil der Prognose zufolge von 40 auf 20
III. Grundlagen von Linux und Vergleich mit Alternativen
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Prozent sinken soll. Intel-Plattformen werden in Rechenzentren bis 2007 auf 54 Pro-
zent zulegen und 2012 mit 82 Prozent klar dominieren." [NETWOR0603]
Auch große Serverhersteller setzen mittlerweile auf Linux als strategische Plattform,
was natürlich zu Lasten der klassischen Unix-Systeme geht. Novell hat angekündigt,
dass Netware 7 (Code-Name Uinta), welches Ende 2004 erwartet wird, künftig unter
Linux laufen wird (vgl. [NETWOR0603]).
Abbildung 4: Marktlage von Linux
Quelle: NetworkWorld 11/03-ww /Microsoft
,,...Zuvor hatte die Kölner Unternehmensberatung Infora im Auftrag des Bundestages
eine Kosten-Nutzen-Studie erstellt. In der Studie war die Variante, nach der nur
einige Server auf Linux, der große Rest aber auf Windows umgestellt wird, am kos-
tengünstigsten." [RPONL0303]
Eine Studie der Berliner Usability-Experten Relevantive AG hat gezeigt, dass Linux
mit der KDE-Oberfläche und Windows XP in der Bedienbarkeit fast auf gleichem
Rang stehen (vgl. [HEISE020803]). Dies zeigt wiederum, wie anwenderfreundlich
Linux mittlerweile ist.
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2003
- ISBN (eBook)
- 9783832474652
- ISBN (Paperback)
- 9783838674650
- Dateigröße
- 1.2 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Technische Hochschule Köln, ehem. Fachhochschule Köln – Informatik und Ingenieurwissenschaften
- Erscheinungsdatum
- 2014 (April)
- Note
- 2,0
- Schlagworte
- open-source netzwerk unternehmen konzeption unix
