自由軟體與集中式管理之電腦教室 - DRBL

1

自由軟體 與

集中式管理之電腦教室

蕭志榥

http://opensource.nchc.org.tw

http://drbl.nchc.org.tw, http://drbl.sf.net

國家高速網路與計算中心

自由軟體實驗室

Apr, 2004

主題



自由軟體與開放原始碼軟體簡介



集中式管理之電腦教室

–

Penguinzilla

企鵝龍

(DRBL)

簡介

3

Polling



自由軟體 / 開放原始碼軟體 / 免費軟 體的差別？



使用過 Linux / BSD 系統？



使用 Linux / BSD 當 Server ？



使用 Linux 教學？

觀念與理念的接受最重要

擁抱自由永遠不嫌晚

自由軟體與開放原始碼簡介

5

Free Software vs. Open Source

●

“ Free Software”  term author –  Richard Stallman

●

“ Open Source”  term author –  Eric Raymond

●

"Open Souce Definition" (OSD) – Bruce Perens

●

Richard Stallman

等

Free Software

的擁護者並不 同意由

Open Source

這個名詞來取代

Free 

Software

●

Freedom to Use, Copy, Modify and Distribute 

(UCMD)

Free ?

● 是自由，不是免費，但是因為可以

U. C. M. D.

所 以費用趨近於零

●

Free beer ? No...

●

Free speech ­ By Richard Stallman.

●

“ Free software is free as limestone, wood and silicon. 

Those are all elemental substances, freely proudced  by nature.... Free software is produced by human  nature”  ­ By Doc Searls.

● 自由軟體是建在互惠的基礎上

● 自由軟體還是可以收費，不過不能阻止買者再自由 傳播散佈自由軟體

7

Copyleft vs. Copyright

●

Copyleft ­ Reciprocity

– A general method for making a program free software and requiring all  modified and extended versions of the program to be free software as  well. 

– To copyleft a program, the software is first copyrighted, and the software  is distributed under a license, a legal instrument that gives everyone the  rights to use, modify, and redistribute the program's code or any program  derived from it but only if the distribution terms are unchanged.  Thus the  code and freedoms become legally inseparable. 

From Martin Fink, "The Business and Economics of Linux and Open Source", Prentice Hall PTR

Summary of OSD

●

Free redistribution

●

Source code

●

Derived works

●

Integrity of the author's source code

●

No discrimination against person or groups

●

No discrimination against fields of endeavor

●

Dsitribution of license

●

License must not be specific to a product

●

License must not contaminate other software

9

Some Open Source Licenses

●

Copyleft or not ?

– Apache Software License ­ No

– BSD License – No

– GNU General Public License (GPL) ­ Yes

– GNU Lesser General Public License (LGPL) – Yes

– IBM Public License – Yes

– Mozilla Public License (MPL) – Yes

– MIT License – No

– Python License – No

– Qt Public License (QPL) – Yes

– Sun Industry Standards Source License (SISSL) ­ No

From Martin Fink, "The Business and Economics of Linux and Open Source", Prentice Hall PTR

   GNU – Gnu is Not Unix!

– 1983/9/27

– " 教主”：Richard Stallman http://www.stallman.org/

– Free software manifesto

http://www.gnu.org/gnu/manifesto.html

– Free means freedom!

– Free Software Foundation – FSF

– 軟體應該是人類的共同智能，屬於公 共財！

11

GNU – Richard Stallman

● 試想，如果有人跟你說：只要你保證不拷貝給 其他人使用的話，我就把這些寶貝拷貝給你 用。其實這樣的人才是魔鬼

; 

而誘人當魔鬼 的，則是賣高價軟體的人

­ Stallman

●

Stallman:

「我要做出一系列亂棒的自由軟體，

好到讓廠家們只要不用他就會倒店的程度。」

Legal Issues

●

GPL – General Public License

●

LGPL – Lesser General Public License 

● 非官方中文翻譯

– http://www.gnu.org/licenses/translations.zh.html

13

Opensource

傳教士：

Eric S. Raymond

– http://www.tuxedo.org/~esr/

– Opensource 一詞的發明人

– The Cathedral & The Bazaar

– The Art of UNIX Programming

– A Brief History of Hackerdom

The Cathedral & The Bazaar

●

Case study

– Linus Torvalds' Linux

– Esr's fetchmail

– Netscape, Mozilla

– Many many more!

● 把你的使用者視為協同發 展人

,

可以讓你傷最少的腦 筋

,

但做到原始碼的快速改 善

, 

程式的除錯有績效

. 

● 中文翻譯版：

http://www.linux.org.tw/CLDP/doc/Cathedral­Bazaar.html

15

●

[

格言

1] 

好軟體都是起源於程式發展者要解 決切身之痛

. 

●

[

格言

2] 

優秀的程式師知道要寫程式

,

偉大的 程式師知道要改寫

(

和重覆利用

) 

程式

. 

●

[

格言

5] 

當你對一個問題不再感興趣時

,

你最 後的責任就是找位能勝任的接棒人

. 

●

[

格言

7] 

儘早

, 

經常發表新版本

,

並且傾聽使 用者的意見

. 

●

[

格言

8]

足夠多的人來看程式

,

所有的錯誤都 變得淺顯

­  Linus 

定律

The Cathedral & The Bazaar

Linux History

●

Linux Torvalds,  Finland

●

Just for fun!

●

Related to Minix

●

Newsgroup flame

●

Free Software

●

Internet effect

17

Linus  名言

● 人類進化演進的過程

­ Linus

三定律

– 為求生存

– 為求社會地位

– 為娛樂， Just for fun!

– Examples: Sex 、戰爭、電視、手機、Linux

●

Software is like sex, it's better when it's free.

● 全球性的團隊遊戲

(for developer)

What's Linux?

●

Linux 

是一套自由的

32*

位元多人多工

Unix­

like 

作業系統，同時相容於

System V 

與

BSD 

並且符合

POSIX

標準。

●

It's GPLed!

●

Ported to other platforms: i386, IA64, X86­64, 

DEC's Alpha, Sun SPARC, PowerPC, VAX, SGI 

MIPS etc.

19

Linux Features

●

Totaly Free!

●

Opensource

●

Cross platform 

● 多人多工

● 具網路功能

● 上千種

GNU 

軟體

● 可與其他作業系統並存

Linux History

●

Developers worldwide

●

Opensource, thounds  of eyeballs

●

Community support

●

Vendors support

– Redhat

– Mandrake

– Suse

– IBM

– ...

21

Linux & distribution

●

Linux

是

kernel

！

●

A distribution = Linux kernel + software packages

●

Linux kernel +

基本的

libc utilities + X Window  system

● 最重要的工具集：

GNU tools!

● 嚴格來講、叫做

GNU/Linux

Linux Distributions

●

LFS – Linux From Scratch 

– http://www.linuxfromscratch.org/

●

Slackware

– http://www.slackware.org/

●

Redhat

– http://www.redhat.com/

●

Mandrake

– http://www.mandrake.com/

23

Linux Distributions

●

Suse

– http://www.suse.com/

●

Debian

– http://www.debian.org/

●

Gentoo

– http://www.gentoo.org/

Linux Distribution

●

TurboLinux

●

OpenLinux

●

UnitedLinux

●

Etc

25

NCHC 發展與推廣自由軟體的 背景

2002 年 5 月 NCHC 在立法院公聽會提出國家型 開放原始碼計畫的構想，計畫雖未成立，但我 們秉持

理念 自由 經費

✔ 鼓勵創新，培植本土軟體資訊人材

✔ 建立資訊工業自主實力

✔ 節省政府支出，每年省下二十億以上

✔ 促進資料交換格式開放，確保資訊自由

NCHC 發展與推廣自由軟體的 背景

●台灣，大部分個人電腦的作業系統與辦公室軟體均為少數外商的產品

●至民國 89 年底，政府機關與學校單位設置的個人電腦總數為 1,229,276 部，估計支付外商公司軟體授權費超過新台幣七十億元以上

●教育之所以為教育就是要學生學習能組合與創造的工具，例如數學和英 文課程

●我們的教育，如果只是整天教小孩子昂貴的軟體與作業系統，那學生只 有兩條路，不是非常有錢來買軟體，就是作罪犯來盜版。

●如果我們的老師永遠睜一眼閉一眼，小孩子從小就受這樣的教育，惡小 為之，人格必定扭曲。為何要讓學生生活在那樣的環境中？

●政府機構所採購的電腦，內裝的軟體可能只使用 20%~30% ，卻需付 100%

的軟體費用，最重要的是沒有 U.C.M.D 的自由

●身為政府機構，若有能力卻不做，有違我們的認知與良心

27

FOSS­Free Open Source Software

✔ 免費只是自由的一個要素，只看到『免費』太 短視，

M$ IE

就是一個例子

... 2003

年

5

月

7

日

M$ IE

程式經理

Bryan Countryman

表示

...

✔ 要求『降價』如同向毒梟討價還價，只圖短暫 的苟安，不如培養競爭對手，泰國就是一個例 子

✔ 要堅持自由開放原始碼軟體

(FOSS)

的精神

✔ 你可以任意

copy

，任意傳播散佈

✔ 台灣人這麼愛

copy

，為何不發展一個東西讓 大家來

copy

，被

copy

的人很爽，

copy

的人 也拷貝的很爽

...

自由軟體的精神，符合人性

Debian GNU/Linux

● 非商業化、最自由的套 件

● 由全世界

5000

多個志願

者共同維護

●

http://www.debian.org/

● 安裝難度略高

● 但容易控制管理

29

資訊消費新主張 :  請賣給我一開 機就可以用的電腦 !

朝陽科技大學洪朝貴教授主張

:

✔

PDA

一買來就可以建立通訊錄

, 

計算

, 

安排 行程

, 

對吧

? 

從來沒有聽說過買了

PDA 

之 後還需要自己下載一大堆軟體

, 

才可以真正做 有用的事。

✔ 我們談的不是功能陽春的

wordpad, Outlook 

Express, 

小畫家

; 

也不是價格昂貴的

MS 

Word 

與

Photoshop

。 我們談的是合法

, 

免 費的

OpenOffice.org, Mozilla Composer, 

與

Gimp

。 知名電腦品牌大量生產的電腦

, 

明明 可以在出廠時預先安裝這些軟體

...

資訊消費新主張 :  請賣給我一開 機就可以用的電腦 ! ( 續 )

✔ 如果賣衣服的廠商像電腦製造商一樣

, 

或許會 堅持要消費者自己縫鈕扣

;

✔ 如果賣收音機的廠商像電腦製造商一樣

, 

或許 會堅持要消費者自己畫頻道刻度

;

✔ 如果小吃店像電腦製造商一樣

, 

或許會堅持要 消費者自己炒菜

;

31

教學上自由、開放原始碼軟體的 選擇

✔ 作業系統

­ Linux, BSD

系列

...

✔ Debian, Mandrake, RedHat/Fedora, FreeBSD...

✔ 瀏覽器

­ Mozilla, Konqueror... 

✔ 收發電子郵件

­ Mozilla, Thunderbird, Kmail...

✔ 影像、多媒體

­ The GIMP, Xine, Mplayer, Xmms,  VLC...

✔ 辦公室軟體

­ OpenOffice.org, Koffice...

✔ 字典

­ Stardict, Kdict...

✔ 燒錄軟體

­ K3b, Nautilus CD burner, arson...

✔ 即時通訊軟體

­ gaim, jabber...

使用自由、開放原始碼軟體可能 遇到的問題與解決方式

✔ 遇到的問題

­ 

封閉格式檔案

✔ 網頁只針對 M$ IE 撰寫，其他瀏覽器無法開啟

✔ 檔案只有 M$ 獨家的程式可以完整的開啟、編輯或執行，例如 .doc,  .exe 檔

✔ 解決方式

­

我們的主張

✔ 無障礙的網頁，請遵循 W3C 標準撰寫網頁

✔ 公開空間，提供開放格式的檔案是人人的責任，尤其政府單位與學 校更是有責任與義務做到。這不是技術問題，是公德心問題

✔ 不是反微軟，而是反壟斷 ­ 自由軟體、不自由軟體在開放格式的共 通標準下和平共存與公平競爭。這樣社會才有正義，世界才能進步

✔ 舉微軟在歐盟的例子 ­  微軟反駁說是類似汽車加新配備，事實是 ...

33

企鵝龍 Penguinzilla

  (DRBL ­ Diskless Remote Boot in Linux)

國網中心自由軟體實驗室開發

Penguinzilla (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

– Penguinzilla 環境下， OS 存在server 端， client 端的作業系統可保 留

2.

簡化管理工作

– 所有的服務集中在 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

35

Penguinzilla  示意圖

server

switch 1

node001 node013 node027 node040

NIC 1

NIC 4 NIC 3

NIC 2

switch 2 switch 3

node014

~

^node028

~

public ip

private ip private ip private ip

~

LTSP vs. Penguinzilla

既有 LTSP ，何要 Penguinzilla ?

 中央集權

vs. 

地方分權



LTSP

無法充分使用

local

電腦的硬體資源，例如用戶 端無法撥放聲音，無法使用隨身碟與光碟機



Penguinzilla

不適用於老舊電腦使用

 因地制宜，取己所需

37

Clonezilla ­ 

Penguinzilla 的內建殺手級功能

✔

Clonezilla [OCS (Opensource Clone System)]

– 搭配 partimage (http://www.partimage.org) 可以將作業系統由 server  clone 回client 。功能類似 MS Windows 下的企業版 Ghost ，不過更 漂亮的地方是人不需要在現場，可以設定好執行時間，系統自動 做。以 NCHC PC 教室為例， 36 台 clients clone 3.5 Gbytes 的 M$ 

Windows XP 環境，使用 unicast 方式約 50 分鐘到 1 小時，使用 multicast 方式則只要約 8 分鐘。

✔ 由

Server

可遠端控制

Client

開機 ^* 與關機

✔ 由

Server

可遠端控制

Client

的作業系統選擇

✔ 可備份與還原多種作業系統，包含

Linux, M$ 

Windows

等

* 主機需支援 wake on LAN 功能

Penguinzilla 集中管理功能

✔ 由

server

可下一個指令可以

✔ 控制所有學生機器的開 * 、關機

✔ 收發學生的作業

✔ 修改所有機器的管理者密碼

✔ 複製檔案給所有機器

✔ 切換學生機器的登入選擇 ( 自動登入、一般登入、限時登入 )

✔ 切換學生電腦的作業系統或是工作 (FreeDOS, DRBL client, local Hd 內的作業系統 , memtest,  clonezilla, 網路安裝

RedHa/Fedora/Mandrake...)

✔ 新功能持續開發中

39

Penguinzilla features

✔

It's GPLed!!!

✔ 程式碼完全公開，任何人都可以自由使用、複 製、修改與散佈

✔ 作者們就在你面前

硬體需求

● 伺服器

– 基本需求 : CPU 450MHz 以上為佳，記憶體 256 MB 以上， fast  ethernet 網路卡 ( 以兩張以上為佳 ) ，硬碟 20GBytes 以上為佳 .

– HPC 需求 :  永無止境

● 用戶端

– 基本需求 : CPU 300 Mhz 以上為佳，記憶體 128 MB 以上為佳，

fast ethernet 網路卡，無需硬碟，若網路卡未內建 bootrom 或是 PXE 功能，則需有軟碟機來提供網路開機的機制。

– HPC 需求 :  永無止境

● 網路設備

– 基本需求 : fast ethernet switch, port 數目配合client machine 的數 目，一般電腦教室 40 台client machines ， 2 台 24 ports switch 即可

41

Penguinzilla 整體運作示意圖

server client

node001 IP

DHCP

pxe/etherboot

192.168.0.40

kernel TFTP

TFTP

^boot

NFS file system

/, /usr, /home ...

NIS account

^user login

client node040 ...

pxe/etherboot

192.168.0.1 boot

/, /usr, /home ...

user login

如何安裝 ?

●

http://drbl.nchc.org.tw; http://drbl.sf.net

●

Penguinzilla for Debian Linux

– 兩步安裝法：尚未安裝任何作業系統的主機，使用光碟來安裝，約

20­30 分鐘左右可以完成整個電腦教室的架設 ( 安裝時間視主機速

度而定 )

– 四步安裝法：自行安裝好 Debian Linux 之後，下載程式來安裝與設

定，約 20 ­ 30 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 )

●

Penguinzilla for RedHat Linux

– 四步安裝法：自行安裝好 RedHat Linux 之後，下載程式來安裝與

設定，約20 ­ 30 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

15MB ( )

43

使用 Penguinzilla 的學校與單位

✔ 教育部的舊電腦延續計畫 - 宜蘭 (5 所學校 ) ， 桃園 (5 所學校 ) ，苗栗 ( 預計 5 所學校 )

✔ 新竹縣 ( 預計至少有 12 所學校 )...

✔ 國家高速電腦網路與計算中心 *

✔ 新竹市青草湖社區大學

✔ 嘉義縣網中心

✔ 嘉義市崇文國小

✔ 新竹市建功國小 *

✔ 桃園縣楊明國小

✔ 苗栗縣五穀國小

✔ ...

* Installed by NCHC Opensource Taskforce

Penguinzilla 運用在 NCHC 上 課情形

Penguinzilla 運用在新竹市建 功國小教師自由軟體研習營 上課情形

45

Question ?