Демонстрационная площадка свободного программного

ФОРМИРОВАНИЕ СЕГМЕНТА СВОБОДНОГО ПО В ПРОГРАММНОЙ
ПЛАТФОРМЕ СО РАН
Зыбарев Ю.М., Кратов С.В.
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН,
г. Новосибирск, Россия, ymz@sscc.ru
Введение
На сегодняшний день перед Сибирским Отделением РАН стоит задача создания
и дальнейшего развития лицензионно чистой программной среды. Подобная среда
должна обеспечивать эффективную информационную поддержку ведения профильной
деятельности организациями СО РАН с одновременным соблюдением лицензионной
чистоты всех программных продуктов, использующихся на персональных
компьютерах, серверах и ином аппаратном обеспечении институтов Сибирского
Отделения. Исторически в учреждениях СО РАН преимущественно используется
проприетарное ПО. Ярким примером являются операционные системы семейства
Microsoft Windows и прикладное ПО, работающие под управлением этих систем. В
тоже время, несмотря на активно прилагаемые в последние годы усилия по
продвижению свободного ПО со стороны государства, его доля (как ОС, так и
прикладного ПО) в учреждениях СО РАН на сегодняшний день остается невысокой.
При планировании дальнейшего развития программной среды Сибирского Отделения
представляется целесообразным плавно повышать долю свободно-распространяемого
ПО и ПО с открытым исходным кодом в учреждениях СО РАН. Это позволит
исключить технологическую зависимость от закрытых проприетарных решений, а
также снизить расходы на закупку ПО. Одним из ключевых условий успешности этого
процесса является готовность пользователей к переходу на свободное ПО (СПО). В
этой связи представляется необходимым также инициировать корпоративную
программу переподготовки специалистов СО РАН по освоению СПО и программ,
разработанных в СО РАН.
1. Информационная система Фонда алгоритмов и программ СО РАН
Обозначенный выше круг задач предлагается решать путем создания комплекса
организационных, технических, методических и программно-информационных
решений. На первом этапе в Сибирском Отделении РАН был создан Фонд алгоритмов
и программ (ФАП СО РАН) [1, 2] и для поддержки его деятельности разработана
информационная система Фонда (http://fap.sbras.ru) [3]. Одной из наиболее важных
задач данной информационной системы являются организация беспрепятственного
перевода учреждений СО РАН на свободные ОС, обеспечение своевременного
обновления ОС и ПО, предоставление пользователям максимально полной информации
о научном ПО для ОС на базе Linux. Информационная система ФAП СО РАН
включает ряд базовых и специализированных проблемных подсистем, вопросам
организации и осуществления деятельности которых и посвящена данная статья:
 Новостную подсистему (свободного ПО, высокопроизводительных
вычислений, информация о тематических конференциях, конкурсах и
грантах).
 Подсистему документооборота (учебные материалы по СПО, правовые
документы).
 Репозиторий свободного ПО (сборки операционной системы (ОС)
Ubuntu для СО РАН, зеркала пакетов ОС Ubuntu, каталог программ под
ОС на основе Linux.
 Демонстрационную
площадку
СПО
(подсистема
поддержки
продвижения свободного ПО и БД).
 Подсистему техподдержки пользователей (поддержка пользователей в
процессе перехода на свободные ОС и ПО).
2. Репозиторий свободного ПО
Одним из ключевых решений для развития в программной среде СО РАН
сегмента свободного ПО является создание репозитория СПО. В рамках решения этой
задачи созданы и доступны для пользователей следующие разработки ФАП СО РАН:
 Сборка ОС Ubuntu для пользователей СО РАН. Образ DVD со сборкой
может быть свободно загружен с сайта Фонда. Он предназначен для
ознакомления и установки дистрибутива на компьютер пользователя.
Установленная сборка ОС Ubuntu для пользователей СО РАН будет сразу
же настроена на использование локального зеркала официальных
репозиториев ОС Ubuntu в СО РАН. В основе созданного образа лежит
оригинальный образ Ubuntu, в который был внесен ряд улучшений,
связанных со спецификой решаемых задач. На диске с дистрибутивом
сборки также размещено дополнительное СПО, которое может
представлять интерес для сотрудников институтов СО РАН. Частично
данное ПО уже предустановлено в сборке, остальные пакеты можно
установить с диска с дистрибутивом сборки или, при наличии
подключения к Интернет, из локального зеркала репозиториев ОС
Ubuntu. Используя данный образ в режиме live, пользователь может
ознакомиться с системой без установки ее на компьютер. При этом для
него сразу же после загрузки будет доступен для запуска и использования
целый ряд научных программ.
 Репозитории ОС Ubuntu (http://mirror.sscc.ru) представляют собой
архивы программ для ОС Ubuntu. Каждый репозиторий содержит список
пакетов, в нём хранящихся, с указанием версий и прочей необходимой
информации. ОС, подключая репозиторий, скачивает это список и в
дальнейшем, например, при установке какой-нибудь программы,
просматривает все сохранённые списки и ищет, откуда можно загрузить
самую новую версию ПО. На сервере информационного хранилища ФАП
СО РАН создано локальное зеркало официальных репозиториев ОС
Ubuntu. Зеркалируются несколько последних релизов ОС Ubuntu
(начиная с 9.04). Синхронизация с официальными серверами происходит
ежесуточно. Из всех поддерживаемых архитектур аппаратного
обеспечения поддерживаются две наиболее популярные: i386 и amd64,
также зеркалируются пакеты, содержащие исходные коды ПО. Помимо
официальных репозиториев ОС Ubuntu репозитории СО РАН содержат
также набор дополнительного научного и общеупотребительного СПО.
3. Демонстрационная площадка свободного ПО
В рамках продвижения в учреждениях Сибирского Отделения свободного ПО,
на базе ФАП СО РАН организована демонстрационная площадка СПО [4]. Основные
задачи площадки - предоставление потенциальным пользователям свободного ПО
максимально полного объема информации по каждой имеющейся программе, а также
демонстрация их работы на технологических мощностях Фонда. Демонстрационная
площадка ФАП СО РАН включает в себя следующие основные компоненты:
 Каталог демонстрационных страниц свободного ПО (научного и общего
назначения).
 Демонстрационный сервер с предустановленной сборкой на основе ОС
Ubuntu и комплектом СПО.
Демонстрационные страницы представляют собой каталог СПО для ОС Linux,
в частности ПО, входящего в сборку на основе ОС Ubuntu для СО РАН. Каталог
состоит из отдельных стандартизованных страниц для каждой представляемой
программы. Страница отдельной программы содержит следующие основные поля:
название, аннотацию, описание достоинств и недостатков, аналог в ОС семейства
Microsoft Windows, ссылку на домашнюю страницу, дистрибутивы для различных
платформ либо исходные коды, ссылку на страницу сборки, в которую включено ПО,
ссылку на страницу репозитория, в который входит ПО, ссылку на демонстрационный
сервер, на котором установлено ПО, максимально полную документацию пользователя,
полезные ссылки (учебные материалы и т.п.), тему на форуме для обсуждения и
поддержки пользователей), форму обратной связи. На сайте каталог отображается в
виде рубрикатора с возможностью поиска. На первом этапе в каталог заносятся
отдельные образцы общесистемного CПО для ОС Linux, а также свободное ПО,
рекомендованное институтами Сибирского Отделения. В дальнейшем планируется
включение в каталог CПО для ОС семейства Microsoft Windows.
Демонстрационный сервер - выделенный сервер с предустановленной сборкой
на основе ОС Ubuntu и комплектом свободного ПО. Цель создания - демонстрация
работы свободного ПО путем его запуска на выделенном сервере с ограниченным
авторизованным доступом для пользователей. Таким образом пользователи могут не
только увидеть описание, получить всю необходимую документацию и дистрибутив
CПО, но и оценить его в режиме реальной работы без необходимости в его
предварительной установке на собственных компьютерах. В будущем также
предполагается вариант создания Web-интерфейсов к демонстрируемому CПО либо
использование иных технологий представления.
В процессе разработки данного сервиса для максимального расширения круга
пользователей планировалась организация свободного доступа к серверу. А также, для
облегчения его восстановления после программных сбоев, ставилась задача запуска его
в виртуализованном окружении. Критериями отбора средств виртуализации для
использования на демонстрационной площадке были: поддержка в качестве «гостевых»
(используемых для демонстрации) операционных систем как ОС семейства Linux, так и
Microsoft Windows, простота подключения к серверу для пользователя: в идеале с
использованием штатных средств ОС, либо (в случае невозможности) с загрузкой и
минимальной настройкой клиента, свободность самого средства виртуализации. Были
опробованы следующие средства виртуализации: FreeBSD Jail, OpenVz, VirtualBox,
KVM, Xen. Единственное средство, удовлетворяющее всем перечисленным выше
критериям, VirtualBox, показало недостаточную производительность работы по сети.
Остальные средства не удовлетворяют как минимум одному из вышеуказанных
критериев. В результате было принято решение отказаться на первом этапе от
виртуализации и использовать в качестве средства демонстрации непосредственно
аппаратный сервер с организацией доступа к нему авторизованных пользователей.
Устанавливать на сервер дополнительное СПО и выполнять иные административные
настройки могут только уполномоченные пользователи, остальные обладают только
минимально необходимым для работы с СПО набором полномочий.
Доступ к серверу осуществляется по протоколам RDP, VNC, NX. Для протокола
RDP в Windows системах существует штатный клиент, входящий в установку ОС по
умолчанию – «Подключение к удаленному рабочему столу». Для протоколов VNC и
NX существует несколько вариантов бесплатных клиентов под все ОС.
На текущий момент прошли апробацию и установлены на демонстрационный
сервер следующие основные пакеты научного и общесистемного СПО:
 Математическое СПО: системы компьютерной алгебры Sage, Maxima;
пакет
прикладных
математических
программ
Scilab;
язык
программирования для статистической обработки данных R;
программное обеспечение для анализа и визуализации научных данных
SciDAVis.
 СПО тематики «механика»: Triangle; среда для численных вычислений
Octave; программа для создания двух- и трёхмерных графиков gnuplot.
 Общесистемное СПО: офисный пакет OpenOffice.org; средство
просмотра PDF Adobe Reader; средство просмотра DjVu Evince; редактор
растровой графики GIMP; редактор векторной графики Inkscape;
браузеры Mozilla Firefox, Chromium, Opera; FTP-клиенты FileZilla, gFTP;
терминальный клиент tsclient; доступ к удаленным рабочим столам
Vinagre; программа просмотра изображений Picasa; аудиоплеер
Audacious; видеоплееры Rhythmbox, VLC; файловые менеджеры GNOME
Commander, Midnight Commander.
Демонстрационная площадка интегрирована в единый программной комплекс с
другими сервисами, уже существующими на сайте ФАП СО РАН. Наиболее явными
видятся следующие направления ее дальнейшего развития:
 Организация работы площадки не на реальном, а на выделенных
виртуальных серверах (даст возможность организовать одновременную
демонстрацию нескольких ОС и ПО под них).
 Расширение площадки новыми версиями ОС Ubuntu по мере их выхода.
 Расширение набора свободного ПО под ОС Ubuntu как на сервере, так и в
каталоге.
 Расширение площадки операционными системами семейства Microsoft
Windows и набором свободного ПО под них.
4. Переподготовка сотрудников институтов СО РАН
Для успешного развития программной среды СО РАН на основе СПО и ПО с
открытым исходным кодом необходимо формирование программы подготовки и
повышения квалификации сотрудников Сибирского Отделения. Как первый этап на
сегодняшний день разработаны программы курсов «Использование ОС Ubuntu в
качестве рабочей станции в академических организациях» для администраторов и для
пользователей. Продолжительность курсов: 2-3 дня по 7 астрономических часов в день.
Проведены первые тренинги для представителей институтов Новосибирского научного
центра СО РАН. Также на сайте ФАП СО РАН (http://fap.sbras.ru) создан отдельный
раздел для пользователей по свободному ПО, включающий:
 Информацию о сборках на базе ОС Linux для СО РАН со ссылками для
скачивания и подробными рекомендациями по установке.
 Информацию о репозиториях пакетов СПО для ОС Linux с указаниями по
подключению к ним, поиску интересующего пользователя ПО и
установке пакетов из данных репозиториев.
 Информацию об аналогах программ под ОС Linux уже использующимся
программам под ОС Windows, совместимости форматов файлов и т.д.
 Каталог учебных материалов для пользователей по переходу на ОС Linux
и решению вопросов, которые могут возникнуть при работе.
Заключение
В статье изложено описание комплекса инфраструктурных, технических и
программных решений, ориентированных на формирование системы информационной
поддержки и развития свободных программных ресурсов в СО РАН. В частности
информационной системы Фонда алгоритмов и программ, репозитория и
демонстрационной площадки свободного программного обеспечения и др.
Централизованное использование описываемых в статье сервисов в Сибирском
Отделении РАН позволит избежать дополнительных затрат на программное и
аппаратное обеспечение в каждой отдельно взятой организации Отделения.
Литература
1. Зыбарев Ю.М., Кратов С.В., Кальянов О.В., Бухтияров И.В., Соколова
О.Д. О развитии корпоративной программной среды СО РАН //
Ершовская конференция по информатике, рабочий семинар «Наукоемкое
программное обеспечение»: труды (Новосибирск, 27 июня – 1 июля 2011
г.). – Новосибирск: ИВТ СО РАН, 2011. С. 99-102.
2. Зыбарев Ю.М., Кратов С.В. Система информационной поддержки
развития корпоративных программных ресурсов // XV Международная
научно–практическая конференция «Фундаментальные и прикладные
проблемы приборостроения и информационных технологий»: сборник
научных трудов (Республика Кипр, Ларнака, 30 сентября - 5 октября 2012
г.). - М.: МГУПИ, 2012. С. 75-80.
3. Yurii Zybarev, Sergey Kratov The Information Support System of Corporate
Software Resources Development // The 7th International Forum on Strategic
Technologies: Proceedings (Томск, 17-21 сентября 2012 г.). – Tomsk: Tomsk
Polytechnic University, 2012. C. 683-685.
4. Kratov S.V. The free software demonstration platform [Электронный ресурс]
// The 6th International Forum on Strategic Technology (Китай, Харбин, 2224 августа 2011 г.). – ISBN 978-1-4577-0397-3. – 1 электрон. опт. диск
(CD-ROM).