Департамент ИТ

Продолжаем рассказывать о ноу-хау, которые мы используем в своей работе. Напомню, что мы в «Депарамент ИТ» строим и обслуживаем корпоративные ИТ-инфраструктуры так, что наши клиенты работают, а не звонят в техподдержку.

Сегодня поговорим об использовании тонких клиентов с операционной системой Windows Embedded. Для тех, кто не в курсе: тонкие клиенты – это компьютеры, единственная задача которых – подключать пользователя к серверу для работы. В случае тонких клиентов все вычисления выполняются не на локальном компьютере пользователя, а на сервере. Выглядят тонкие клиенты как небольшие компьютеры:

Рис. 1. Шесть поколений тонких клиентов в полном составе. Справа – «прадедушка» (HP t5550) с WinCE, слева – «правнук» тонкого клиента (t530) c Windows 10 IOT, все исправно работают.

Из-за того, что основная задача тонких клиентов – дать доступ пользователю к серверу для работы, к тонким клиентам предъявляется меньше требований по производительности, и они слабее традиционных стационарных компьютеров. Именно небольшая мощность тонких клиентов и формирует их преимущества – они дешевле стационарных компьютеров, потребляют меньше электроэнергии, занимают меньше пространства, не шумят (им хватает пассивного охлаждения), благодаря своей простоте реже ломаются. Если разобрать прадедушку и правнука тонкого клиента, то внутри у них принципиально ничего не меняется с годами, разве что для разборки прадедушки требуется открутить пять винтов, а правнук разбирается голыми руками:

Рис. 2. Тонкий клиент HP t530 (слева) и его предок HP t5550 (справа). Во всех тонких клиентах используется пассивное охлаждение и в качестве радиатора задействован в том числе и корпус тонкого клиента.

Главное преимущество тонких клиентов – это возможность безболезненно использовать их до наработки на отказ. В случае тонких клиентов все данные пользователей хранятся и обрабатываются на сервере, поэтому при отказе тонкого клиента его достаточно заменить на новый и пользователь продолжит свою работу с того места, где он остановился.

Единственное, что может омрачить работу с тонкими клиентами – это вирусы и шаловливые руки пользователей, чье влияние если не убивает, то как минимум ухудшает работу операционной системы. Если же принять во внимание, что программное обеспечение на тонких клиентах должно работать годами (если не десятилетиями) до их (тонких клиентов) фактической смерти, то проблема снижения качества их работы со временем из-за нежелательных модификаций становится очень актуальной.

Для защиты тонких клиентов от внесения нежелательных модификаций в их настройки в операционной системе Windows Embedded вшит функционал защиты от записи на диск, который блокирует попытки сохранения любых настроек и данных на диске тонкого клиента. В Windows Embedded 10 данный фильтр называется Unified Write Filter (UWF), в предыдущих версиях Windows Embedded он именуется как Enhanced Write Filter (EWF).

Принцип работы фильтра записи по-своему прост – он сохраняет изменения, которые пытаются сделать пользователи или программы в операционной системе, не на диске, а в оперативной памяти. Для работающих под Windows Embedded приложений кажется, что они работают с диском в привычном им режиме и могут сохранять на нем свои параметры и данные, но после перезагрузки тонкого клиента все сделанные изменения обнуляются и возвращается в свое исходное состояние.

Непосредственно фильтр защиты от записи на тонких клиентах представляет из себя замочек в трее, который горит зеленым, когда он включен (Рис. 3), и красным, когда отключен (Рис. 4). Выключить и включить его может только пользователь с правами администратора через этот же значок в трее (Рис. 5):

Рис. 3. Фильтр защиты от записи включен.

Рис. 4. Фильтр защиты от записи отключен.

Рис. 5. Меню управления фильтром защиты от записи.

С фильтром защиты от записи в Windows Embedded есть одна особенность, связанная с включением тонких клиентов в домен Active Directory. По умолчанию все компьютеры в домене Active Directory раз в 30 дней меняют пароли на свои учетные записи (по сути, это такой же процесс, который проходится проходить пользователям). И если вы введете тонкий клиент в домен и включите на нем фильтр записи, то пароль он автоматически понять сможет, а вот запомнить – нет. Как следствие, при следующей перезагрузке тонкий клиент вывалится из домена, и пользователи не смогут на него зайти. Решается данная проблема отключением в групповых политиках смены паролей на учетных записях тонких клиентов. Естественно, данную политику стоит применять только на тонкие клиенты (Рис. 6):

Рис. 6. Параметры настройки групповой политики для отключения смены пароля операционной системы на тонких клиентах.

Ну и напоследок о практических недостатках фильтра защиты на запись в Windows Embedded. Их два:

Первый недостаток – тонкие клиенты с включенным фильтром защиты от записи нужно периодически перезагружать (раз в неделю-две), потому что в противном случае фильтр записи занимает всю оперативную память, и тонкий клиент начинает тормозить.

Второй недостаток – фильтр записи иногда сам становится причиной сбоя в случае Windows 8.1 Embedded. Судя по всему, в Windows 8.1 Embedded система иногда стартует раньше фильтра и успевает записать какие-то данные на диск до того, как фильтр эту запись оборвет. Когда такое происходит (а может это накопительный эффект – я не исследовал) файловая система на тонком клиенте становится нечитаемой, и операционную систему на тонком клиенте приходится «перезаливать». Данная проблема отсутствует в тонких клиентах под управлением Windows 7 Embedded и Windows 10 Embedded, поэтому мы рекомендуем использовать тонкие клиенты под этими версиями операционной системы.

Переводим офис на тонкие клиенты на основе Thinstation

Нижеследующий текст автора не претендует на истину в последней инстанции и по нему не стоит судить о среднестатистическом уровне IT инфраструктуры в небольших компаниях нашей необъятной страны. Статья написана по мотивам общения с многочисленными знакомыми IT-шниками (в основном уровня «студент» и «только что из института»), начинающих свою карьеру с эникейщика в небольших компаниях.

Давайте представим себе среднестатический офис небольшой торговой фирмы с точки зрения IT:

• несколько десятков слабеньких компьютеров для секретаря, менеджеров, бухгалтерии и, конечно, главного Босса;
• одна-две-три машины, выполняющих роли:
  • домен-контроллера windows (нередки случаи, когда в сети компании отсутствует даже домен, а все компьютеры работают в одно-ранговой сети);
  • файлового сервера;
  • почтового сервера (вместо него иногда используют внешние бесплатные почтовые сервера, начиная от mail.yandex.ru и gmail.com и кончая десятидолларовым хостингом на N почтовых ящиков);
  • http-прокси для фильтрации доступа ко внешним ресурсам и логирования «куда кто ходит» (часто отсутствует)
  • маршрутизатора/файрвола на границе с внешней сетью для ограничения доступа наружу и наоборот (часто в качестве пограничного маршрутизатора используется любой SOHO-роутер начального уровня ценой до 100 долларов, он же выполняет роль DHCP сервера (для динамической раздачи IP адресов рабочим станциям сотрудников);
  • другие вещи, список которых может быть довольно большим;
• несколько принтеров, часто подключенных локально к рабочим станциям сотрудников и расшареных по сети стандартными средствами Windows (как вариант, принтеры могут быть сетевыми изначально или же подключены через аппаратные принт-сервера).
• в продвинутых случаях — один терминальный сервер (под Windows) для бухгалтерии (на нем крутится 1C а там же лежит база данных оной, а бухгалтеры, подключаясь к серверу терминалов через стандартные средства Windows (remote desktop), работают с ней на терминальном сервере (локально), что, во-первых, дает больше удобства, а во-вторых, ускоряет работу самой 1C (обычно же 1С с базой установлена на компьютере одного из бухгалтеров, а остальные подключаются к ней со своих компьютеров, работая с расшареной по сети базой).

Все это хозяйство связано в единую локальную сеть посредством одного/нескольких дешевых коммутаторов на 100Мбит. И работает это в едином домене NT/Active directory (хотя встречаются варианты одноранговых рабочих станций безо всяких доменов).

На всех машинах с Windows обычно установлен (хотя и тут бывают исключения) какой-то антивирус. Часто встречается не сетевые версии этих программ (тот же Avast), хотя, опять таки в более продвинутых (с точки зрения IT) конторах, стоят сетевые версии антивирусов с централизованным управлением и обновлением антивирусных баз.

Приведенные выше ситуации варьируются от случая к случаю, так как на конфигурацию сети, железа и софта влияют как знания/умения/желания (и, что немаловажно, лень) системного администратора(ов), так и понимание начальства (в лице главного Босса) «чем же именно этот наш системный администратор занимается, когда все и так отлично работает» (из последнего вытекает — сколько денег выделяется на оборудование для IT и зарплату будущего специалиста). Если денег выделяется мало (а так обычно и бывает — управленцы торговых компаний от IT обычно далеки и слабо понимают, что же там происходит), то поднабравшийся знаний эникейщик уходит в другую компанию. На место ушедшего приходит очередной студент и все повторяется по новой.

Думаю излишне говорить, что в подобных конторах отдел системного администрирования состоит из одного человека, который совмещает в себе инженера по прокладке/поддержанию офисной сети, системного администратора как такового (т.е. ту самую личность, что отвечает за работоспособность серверного парка на программном и аппаратном уровнях и внедрением нового функционала) и эникейшика — «мальчика на побегушках» — который занимается разрешением проблем у пользователей, протиркой мышек, сменой картриджей у принтеров и подобными вещами.

В результате, в небольших компаниях часто наблюдается довольно разнообразный парк пользовательских машин класса от pentium2/128Mb ram/5Gb hdd до P4 Celeron/1Gb ram/80Gb hdd. На всех машинах, разумеется, Windows (98, 2000 и XP Home/Pro) и разные версии софта (ставили то машины в разное время). Доходит до того, что и антивирусное ПО на машинах тоже от разных производителей.

А на нелегкую долю системного администратора (и эникейщика по совместительству), выпадает денно и нощно поддерживает весь этот зоопарк. А ведь железо иногда ломается:

• вентиляторы начинают противно жужжать (их надо чистить и смазывать или же менять на новые);
• блоки питания выходят из строя;
• винчестеры — сыпятся;
• сетевые карты (как встроенные в материнскую плату, так и внешние — перестают работать и требуют замены);
• остальное железо, обычно, летит сильно реже, но тем не менее летит тоже

При выходе из строя винчестера (или же материнской платы компьютера), операционную систему на восстановленной машине часто приходится переставлять с нуля в такой или очень похожей последовательности:

• ставим Windows;
• ставим необходимые драйвера (весь парк железа разный — не забыли?), предварительно определив модель материнской платы в данной машине и скачав из Интернет последние версии драйверов или найдя нужные у себя на файл-сервере;
• вводим машину в домен (если он настроен);
• ставим необходимый софт (офис, браузер, почтовый клиент, тотал-коммантеры, аськи, джабберы, пунто-свитчеры и подобное) — в случае домена Active Directory часть софта можно поставить автоматически, но не у всех он настроен, да и не все знают его возможности;
• ставим антивирус;
• плюс дополнительные танцы с бубном, индивидуальные для конкретной сети каждой организации вокруг новой рабочей станции;

После успешного выполнения всех пунктов (эта процедура занимает примерно два часа) рапортуем Боссу, что рабочее место сотрудника спасено и он может приступать к работе.

Счастливый обладатель восстановленного компьютера садится за свое рабочее место, после чего выясняется, что (так как доменные профили были не перемещаемые или же домена не было вовсе, ссылка «мои документы» вела на локальный диск C:, а про то, что все важное нужно сохранять на сетевом диске — на сервере, сотрудник забыл):

• у меня тут была папка с важными документами — где она?
• а еще я там фотографии из Турции сохранил, можно их восстановить?
• на рабочем столе было много важных ярлыков и еще сотня документов — куда они пропали?
• в избранном (это про закладки в браузере ) моих любимых сайтов больше нет — где их теперь искать? и так далее…

Знакомо? Хорошо, если полетел не жесткий диск, а всего лишь материнская плата. Или же часть информации на осыпавшемся диске поддается восстановлению. Но все эти процедуры занимают рабочее время системного администратора, которое можно было бы потратить с куда большей пользой — поиграть в сетевую стрелялку или же… изучить IPv6 — ведь уже все на него переходят и совсем скоро перейдут, адреса в пространстве Ipv4 уже лет пять как закончились 🙂

В результате, поддержка IT инфраструктуры небольшой компании для системного администратора превращается, по большей части в поддержку работоспособности пользовательских рабочих станций, а именно:

• переустановить Windows;
• настроить на новой машине весь необходимый софт;
• восстановить все то, что потерялось;
• доустановить нуждающимся новые программы;
• провести профилактику корпуса (пыль пропылесосить в системном блоке);

И в оставшееся время (если системный администратор не сильно ленив) надо пытаться изучить что-то новое, проапгрейдить софт на сервере (серверах) и ввести в строй новый сетевой сервис. Т.е. на основные обязанности (именно то, чем системный администратор и должен заниматься большую часть времени) времени то как раз и не остается.

Как же выйти из этого замкнутого круга?

Одним из вариантов решения вышеописанной проблемы, является отказ от «толстых» рабочих станций (там, где это можно сделать) и переход на тонкие клиенты.

Под «толстой» рабочей станцией понимается любой компьютер с установленной ОС, который и выполняет обработку большинства пользовательской информации. Т.е. браузер, офис и все остальное выполняется локально именно на рабочей станции пользователя, системный блок которой жужжит у него под столом или где то рядом.

Надо понимать, что требования современных ОС (не обязательно Windows) идут в ногу с современным железом — другими словами, для относительно комфортной работы в Windows XP старой (но полностью работоспособной и относительно мощной) машины класса Celeron 800Mgz/128Mb Ram/ 10Gb HDD может и не хватить. Работать под современной ОС на подобном железе, конечно, можно, но подтормаживать эта операционка и приложения будут довольно часто — хотя бы из-за малого количества набортной памяти и старого (читай — медленного) жесткого диска.

А тонкий клиент, если вкратце, можно определить как бездисковый компьютер, работа которого заключается лишь в подключении к удаленному серверу и отображении полученной с сервера информации на экране. Обычно такой сервер называется сервером терминалов или терминальным сервером. Вся же обработка пользовательской информации происходит именно на нем (одновременно к которому может быть подключено множество — хотя и не бесконечное количество — тонких клиентов).

Обычно тонкие клиенты делают на основе слабого (а, соответственно, и малопотребляющего) железа — часто это единая системная плата, на которой все и интегрировано. Процессор и память так же могут быть намертво припаяны к материнской плате. Некоторые тонкие клиенты имеют flash-диск (вставляемый в IDE разъем материнской платы), на котором прошита специализированная ОС (WinCE или другие).

В результате, при включении тонкого клиента (их еще называют терминалами), ОС грузится со встроенного flash-диска (обычно на загрузку уходит менее 30 секунд), после чего на экране появляется диалог подключения к терминальному серверу. Некоторые из этих клиентов умеют подключаться только Windows Terminal Server или же Citrix Metaframe, другие — в том числе и к терминальным серверам других ОС. В любом случае, в цену таких решений закладывается и цена лицензии на WindowsCE, прошитую на встроенный flash-диск. Мы рассказывали о подобных решениях ранее:

Разумеется, подобные решения существуют и у других компаний. В том числе и без встроенной ОС (за которую, в случае Microsoft Windows CE, нужно дополнительно платить, да и flash-диск копейки, но стоит).

Терминальные клиенты без встроенного flash-диска, при включении загружают нужный образ ОС по сети, после чего они тратят на загрузку те же пару десятков секунд. После чего готовы к работе, под чем подразумевается вывод на экран меню со списком терминальных серверов для подключения или же автоматическое подключение к одному из жестко заданных терминальных серверов (в зависимости от настроек) — пользователю останется ввести лишь логин и пароль. После правильного ввода оного, он попадает в свою сессию на сервере терминалов и может приступать к работе.

Несомненные плюсы терминальных решений на специализированных тонких клиентах или правильных самосборных компьютерах:

• отсутствие жесткого диска (которые греются и ломаются);
• отсутствие вентиляторов (на процессоре и блоке питания установлены лишь радиаторы, которых хватает для рассеивания выделяемого при работе тепла);
• низкое энергопотребление;
• теоретическая дешевизна (при самосборе можно подобрать очень дешевые комплектующие — ведь производительности от железа не требуется; а вот производители за специализированные тонкие клиенты попросят раза в два больше)
• минимальные временные затраты на обслуживание (при поломке такой железяки, достаточно отключить поломавшуюся и подключить запасную — работы на пять минут; а это уже минимальный простой для рабочего места сотрудника, а так же минимум затраченного на устранение поломки времени системного администратора)
• весь софт для работы пользователей настраивается централизовано на одном (двух/трех/…) терминальных серверах — это значительно проще, чем поддерживать зоопарк софта на «толстых» рабочих станциях сотрудников

Не стоит забывать и о пользовательских данных — локально терминал ничего не хранит (все данные пользователя находятся на удаленных серверах). В результате легко настроить автоматических бекап всего и вся и, в случае чего, восстановить «случайно удаленный» документ.

В общем, плюсов море, но есть и минусы:

• при отказе сети, рабочие места сотрудников «превращаются в тыкву» (а сотрудники на «толстых» клиентах могут продолжать набивать документ, к примеру, в OpenOffice);
• при отказе терминального сервера рабочие места сотрудников опять «превращаются в тыкву» (но это решается установкой нескольких — например, двух — терминальных серверов; при выходе одного из них из строя, второй его подменит или же сотрудники просто переподключатся ко второму серверу вручную)
• тонкие клиенты подходят не всем: к примеру, людям, постоянно смотрящим видео или работающим активно работающих с графикой (в фотошопе) или занимающимся версткой журнала, лучше делать это на локальном «толстом» клиенте (зато тонкие клиенты отлично подходят большинству остальных сотрудников, которым нужен лишь браузер с Интернет, почта, создание и редактирование документов в Openoffice и работа с 1C).

Последний минус, который мы тут рассматривать не будем — это лицензионная политика (если не сказать обдираловка) со стороны Microsoft. Работа на терминальном сервере под управлением ОС этой известной компании требует большого количества разнообразных лицензий:

• лицензия на Windows Server
• CAL (Client Access License) — лицензии на подключение к Windows-серверу и их кол-во должно быть не меньше количества подключаемых к серверу клиентов (обычно в составе Windows-сервера уже идет некоторое кол-во таких лицензий — от пяти и выше)
• лицензии на работу с сервером терминалов (их количество тоже должно быть равно количеству подключаемых клиентов)

Не забываем про отдельные лицензии на весь используемый софт (например на Microsoft Office) в количестве, равном количеству подключаемых к серверу клиентов. Если клиентские лицензии на Microsoft Office еще можно обойти, отказавшись от данного продукта и поставив ему замену в виде, к примеру, OpenOffice, то от самого терминального сервера в лице Windows 2000/2003 TS избавиться несколько сложнее 🙂 Хотя и это возможно в некоторых случаях.

Есть, правда, еще один «минус» (кроме боязни нового) который часто останавливает от внедрения подобных решений — почему то многие думают, что эти тонкие клиенты надо покупать (а они не очень дешевые — от 200 долларов и выше). Куда же девать весь парк уже существующих компьютеров?

Именно для ответа на последний вопрос написана данная серия статей. В ней будет рассматриваться софт тонкого клиента Thinstation.

Этот небольшой, но обладающий множеством возможностей и, что немаловажно, OpenSource софт, позволяет превратить практически любые древние компьютеры в тонкие клиенты. Минимальные требования описанные на его родном сайте к используемому железу — это Pentium 100Mhz и 16Mb оперативной памяти. Ах да, жесткий/flash диск тоже не нужен — компьютеры при включении могут скачивать образ тонкого клиента (это около двадцати! мегабайт) по сети (хотя так же возможна установка Thinstation клиента на жесткий или usb диск). В наш век операционных систем, с радостью сжирающих гигабайты места на диске после установки, это впечатляет, не так ли?

Thinstation базируется на Linux, но для его использования знаний Linux, как таковых не нужно — достаточно в своей сети поднять dhcp и tftp сервера и соответствующим образом их настроить (оба этих сервера есть и в составе продуктов Windows Server). Таким образом, даже в сети, где кроме Windows-а ничего не знают, использование Thinstation клиента затруднений не вызовет.

Thinstation умеет работать со следующими серверами терминалов:

• Сервера Microsoft Windows по протоколу RDP или через nxclient (Windows NT4TSE, W2k Server, W2k3 Server или же Windows XP в однопользовательском режиме);
• Citrix servers по протоколу ICA (на серверах MS Windows, SUN Solaris и IBM AIX);
• Сервера Tarantella
• *nix-like сервера по протоколу X11;
• подключение к VNC-серверам (tightVNC);
• подключение к SSH и Telnet серверам;

Для того, что бы загрузить Thinstation по сети, от компьютера требуется лишь встроенная или внешняя сетевая карта, поддерживающая стандарт PXE (есть и другие варианты, но, к примеру все встроенные в системную плату сетевые карты работают именно по этому протоколу).

PXE расшифровывается как Pre-boot eXecution Environment — среда предзагрузочного выполнения. Этот стандарт был впервые реализован компанией Intel. Первый признак наличия PXE-биоса на борту встроенной сетевой карты, это пункт «Enable Boot ROM» рядом с пунктом активации сетевой карты в биосе. Если встроенная сетевая карта не поддерживает загрузку по сети (или отсутствует вовсе), можно использовать любую внешнюю сетевую плату с опцией «Boot ROM» (этот вопрос в подробностях будет рассмотрен далее).

А сейчас вкратце рассмотрим процесс загрузки клиента Thinstation по сети.

• Сетевая карта по протоколу PXE запрашивает DHCP сервер следующую информацию: IP адрес, маску подсети, шлюз а так же IP-адрес сервера TFTP (на котором лежат образы, в данном случае, ThinStation) и имя образа, которое она попытается загрузить.
• DHCP сервер возвращает запрашиваемую информацию (помечая у себя, что выданный клиенту IP адрес — занят таким-то клиентом)
• Клиент подключается к TFTP серверу, IP-адрес которого ему только что сообщили и скачивает с него файл загрузчика PXE (имя которого ему опять таки сообщил DHCP-сервер)
• Скаченный PXE загрузчик исполняется и, в свою очередь скачивает с TFTP сервера конфигурационный файл, в котором прописаны имена файлов ядра ОС Linux — vmlinuz и образа файловой системы — initrd. Эти файлы скачиваются и управления передается ядру Linux
• После распаковки и загрузки ядра Linux с подмонтированным образом файловой системы, Thinstation снова обращается к TFTP серверу для скачивания необходимых ему конфигурационных файлов (там, среди прочего, записаны адреса терминальных серверов, к которым нужно подключаться), после чего запускает нужный терминальный клиент (в нашем случае это будет rdesktop) и ожидает от пользователя ввода его логина с паролем для подключения.

На первый взгляд, описанная схема выглядит сложно. Но по факту настройка оной занимает полчаса-час и в дальнейшем она работает полностью автономно. Загрузка тонкого клиента с момента первого запроса в сеть по PXE (этот момент совпадает с моментом начала загрузки ОС с жесткого диска) занимает секунд 20…30.

Как уже отмечалось выше, Thinstation умеет работать с разными терминальными серверами. Но мы в ближайших статьях, как самое простое в реализации (но еще раз напоминаю о покупке множества клиентских лицензий, необходимых для официальной работы), рассмотрим лишь связку Thinstation с Microsoft Terminal Server.

Для начала нам надо иметь настроенный сервер терминалов от Microsoft. Этот сервер может работать как в составе домена (в этом случае удобнее управлять аккаутами пользователей — они общие — особенно если терминальных серверов в сети несколько), так и в вне домена — в одноранговой сети. Второй случай отличается от первого тем, что необходимых пользователей придется заводить на каждом сервере локально и синхронизировать актуальные списки пользователей и их прав — вручную.

Вторым пунктом нашей программы будет настройка DHCP и TFTP серверов. Первый ведает динамической раздачей IP адресов для рабочих станций, а так же сообщает, с какого IP адреса (с какого сервера tftp) и какое имя файла компьютеру нужно скачать в качестве загрузочного образа тонкого клиента. А второй — tftp сервер — фактически и отдает образы тонкого клиента и конфигурационные файлы для них же. Эти настройки могут быть как глобальными (для всех бездисковых терминалов сети), так и локальные — для определенных групп машин или же одиночных тонких клиентов.

Оба эти сервиса можно поднять как в составе Windows сервера (запуском и настройкой соответствующих служб), так и отдельными демонами в составе *nix-сервера — мы это рассмотрим на примере сервера с установленным Gentoo Linux.

А третьим пунктом идет настройка клиентских машин — перевод их на загрузку по сети и рассмотрение стандартных подводных камней.

Но об этом — в следующих статьях нашего цикла.