Die Universität Luxemburg wurde 2003 gegründet und ist die einzige staatliche Universität im Großherzogtum Luxemburg. Mit mehr als 7.000 Studierenden und rund 2.400 Beschäftigten aus aller Welt bietet die Universität eine wirklich kosmopolitische Lernerfahrung. 60 Prozent der Studierenden kommen aus dem Ausland und die Mehrheit der Beschäftigten und Forschenden hat einen internationalen Hintergrund. Strategische Entwicklungsbereiche sind die digitale Transformation, Medizin und Gesundheit sowie nachhaltige und gesellschaftliche Entwicklung.
Die Times Higher Education stuft die Universität Luxemburg im Hinblick auf ihre internationale Ausrichtung auf Platz 4 weltweit ein, auf Platz 25 im Young University Ranking 2022 und unter den 250 besten Universitäten weltweit. Die Universität hat sowohl lokal als auch global enormen Einfluss und ist eine treibende Kraft in einem Land, das sich auf dem Weg zu einer führenden wissensbasierten Gesellschaft befindet.
Auf einen Blick
Das Luxembourg Centre for Educational Testing (LUCET) untersucht, ob die Schulen in Luxemburg ihre Bildungsziele erreichen. Die Forschungseinheit der Universität Luxemburg führt jedes Jahr standardisierte Tests mit tausenden Schülern durch, um Schlüsselkompetenzen, schulische Leistungen und die Qualität des Unterrichts objektiv zu bewerten. Das Online-Assessment-System für diese Tests wird über ein SUSE Linux Enterprise Server (SLES) Cluster bereitgestellt. In Verbindung mit SUSE Manager und der SUSE Linux Enterprise High Availability Extension erreicht LUCET damit einen hocheffizienten, sicheren und zuverlässigen Betrieb der kritischen Anwendung. SUSE Linux Enterprise (SLE) Micro unterstützt zudem die effiziente Implementierung von Edge-Lösungen und ermöglicht es, das Assessment-System mobil in Schulen einzusetzen.
Der Weg zu Open Source
Um die Qualität des nationalen Bildungswesens in Luxemburg zu bewerten und zu verbessern, wurde das Centre for Educational Testing (LUCET) gegründet. Das wichtigste und ressourcenintensivste Forschungsprojekt des LUCET ist das luxemburgische Schulmonitoring-Programm Épreuves Standardisées (ÉpStan). Dieses ist ganz darauf ausgerichtet, die evidenzbasierte Entscheidungsfindung im nationalen Bildungswesen zu erleichtern. Durch ÉpStan liefert LUCET nicht nur aktuelle und politikrelevante Informationen für die nationalen Bildungsakteure, sondern baut auch eine einzigartige Längsschnittdatenbank auf. Die gesammelten Daten geben detaillierte Einblicke in die Entwicklung der Kompetenzprofile der Schüler auf ihrem Weg durch die Schule - und möglicherweise auch durch das Leben.
Für die Durchführung der standardisierten Tests entwickelte das LUCET bereits 2010 das Online-Assessment-System OASYS. Im Laufe der Jahre durchlief diese Lösung mehrere Evolutionsstufen. Die ersten Versionen des Online-Assessment-Systems wurde noch auf Apple-Servern betrieben, was im Alltag oft enormen administrativen Aufwand verursachte. Als Apple den Support für Mac OS X Server einstellte, wechselte LUCET zunächst zu Oracle Solaris. Auch dieses Betriebssystem wurde jedoch schließlich vom Hersteller abgekündigt.
Das IT-Team stand daher erneut vor der Herausforderung, eine geeignete Systemplattform für den Betrieb von OASYS zu finden. Die Anforderungen an die Leistung und Verfügbarkeit waren mittlerweile erheblich gestiegen. LUCET hatte den offiziellen Auftrag des luxemburgischen Bildungsministeriums, jedes Jahr bis zu 12.000 Schüler nach standardisierten Verfahren zu testen. Das Team für die Entwicklung und Bereitstellung von OASYS und den Online-Tests war daher auch bereits von 11 auf 50 Mitarbeiter angewachsen.
„Wir suchten eine einfach skalierbare Plattform, die die Anforderungen an landesweite Tests erfüllen konnte“, sagt Markus Scherer, Infrastructure and Architecture Engineer im LUCET. „Gleichzeitig wollten wir das Innovationstempo erhöhen und unseren Entwicklern ermöglichen, neue Technologien für die Weiterentwicklung der Software möglichst schnell zu nutzen. Daher war schnell klar, dass nur ein Open Source-Betriebssystem mit professionellem Support für uns in Frage kommt.“
„Für uns ist es eine enorme Entlastung, dass wir mit SUSE Manager heterogene Linux-Systeme zentral verwalten können und nicht mehrere Management-Lösungen parallel betreiben müssen.“
Warum SUSE?
Entscheidung für SUSE Linux Enterprise Server
Das IT-Team des LUCET zog im Wesentlichen drei Linux-Distributionen als Betriebssysteme für OASYS in Betracht: Debian, Red Hat Enterprise Linux und SUSE Linux Enterprise Server (SLES).
„Bei der Evaluierung von Debian erkannten wir, dass wir zusätzliche ManagementProdukte benötigen, um die Lösung effizient betreiben zu können. Zudem war kein ausreichender Enterprise-Support verfügbar. Wir wollten uns darauf verlassen können, dass wir schnell Unterstützung erhalten, wenn beispielsweise bei den Online-Assessments technische Probleme auftreten“, so Scherer.
Red Hat hätte die Service-Level bieten können, die das LUCET von einem Software-Lieferanten erwartete. Allerdings wäre man in einigen Bereichen an die Technologien und das Ökosystem von Red Hat gebunden gewesen. Mit der Managementlösung Red Hat Satellite hätte das Team beispielsweise nur Red Hat Enterprise Linux Systeme verwalten können. Dies widersprach der Idee von Offenheit und Vendor-Unabhängigkeit, die das universitäre Forschungsprojekt verfolgte.
„SUSE konnte unsere Anforderungen hingegen vollumfänglich erfüllen“, sagt Scherer. „SLES überzeugte im Proof-of-Concept und bot uns alle Funktionen, die wir benötigen. Schlüsselfaktoren sind sicherlich der Enterprise Support, die Hochverfügbarkeitserweiterung und auch die günstigen wirtschaftlichen Konditionen für den Bildungssektor. Nicht zuletzt spielte auch der SUSE Manager bei der Entscheidung eine wichtige Rolle.“
Entscheidung für SUSE Manager
Mit dem SUSE Manager bietet SUSE eine Linux-Managementlösung, die für DevOps- und IT-Teams entwickelt wurde und unterschiedliche Distributionen und Systemarchitekturen unterstützt. „Wir versprachen uns vom Einsatz von SUSE Manager vor allem eine höhere operative Effizienz“, unterstreicht Scherer. „Unser Fokus liegt ganz klar auf der Weiterentwicklung der OASYS-Plattform und der technischen Unterstützung der Forschungsmitarbeiter. Je weniger Zeit wir mit administrativen Tätigkeiten verbringen, desto mehr Zeit bleibt uns für diese Aufgaben.“
Zudem gefiel dem IT-Team das offene Konzept von SUSE Manager: Mit der Plattform lassen sich nicht nur SLES-Server, sondern Systeme aller gängigen Linux-Distributionen verwalten. So können beispielsweise Ubuntu-Server, auf denen eine wichtige Anwendung für statistische Auswertungen läuft, und SLES-Server über eine einzige Konsole gemanagt werden. „Für uns ist es eine enorme Entlastung, dass wir mit SUSE Manager heterogene Linux-Systeme zentral verwalten können und nicht mehrere Management-Lösungen parallel betreiben müssen“, so Scherer.
Die Mehrwerte von SUSE Linux Enterprise Server
Gemeinsam mit lokalen Consultants von SUSE in Luxemburg und dem SUSE Gold Partner hupstream setzte das IT-Team den ersten hochverfügbaren Cluster auf. Nach dem erfolgreichen Start von OASYS wurde die Umgebung anschließend schnell erweitert. Mittlerweile umfasst der Cluster auf Basis von Dell-Hardware neun Nodes und fast 80 virtuelle Maschinen, die auf dem Open Source Hypervisor KVM laufen. Ein Standalone-Server ist mit hochleistungsfähigen NVIDIA-Grafikkarten ausgestattet, die eine schnelle Ausführung von Deep Learning-Anwendungen für statistische Auswertungen ermöglichen.
Eine gespiegelte Storage-Lösung von Huawei unterstützt die Hochverfügbarkeit des Clusters. Künftig sollen Cluster und Storage-Systeme auf zwei räumlich getrennte Standorte aufgeteilt werden, damit die Anwendungen und Daten auch im Desasterfall weiterhin erreichbar sind.
Ermöglicht zuverlässige OnlineAssessments für tausende Schüler
„Die hohe Verfügbarkeit von OASYS ist eines der wichtigsten Ziele, das wir als Team heute sicherstellen müssen“, sagt Scherer. „Auch wenn tausende Schüler gleichzeitig ihre Online-Tests absolvieren, dürfen unsere Systeme nicht in die Knie gehen.“ Ausfälle oder Performance-Schwankungen würden möglicherweise die Ergebnisse verfälschen – und die betroffenen Lehrkräfte und Schüler frustrieren.
Das Team des LUCET entschied sich daher für den Einsatz der SUSE Linux Enterprise High Availability Extension (SLE HA). Die flexible, richtlinienbasierte Clustering-Lösung ermöglicht die Implementierung hochverfügbarer Linux-Cluster, die Ausfallzeiten praktisch ausschließen. SLE HA überwacht alle Server im Cluster kontinuierlich auf mögliche Fehler oder Ausfälle. Sollte ein Problem auftreten, wird der Workload von einem Server auf einen anderen verlagert, oder die Anwendung wird automatisch auf einem ordnungsgemäß funktionierenden System neu gestartet.
„Wir können stolz sagen, dass wir seit der Implementierung des SLES-Clusters keinen einzigen Bit Datenverlust hatten“, sagt Scherer. „Der Cluster verarbeitet auch Lastspitzen während der Testphase ganz hervorragend. Mittlerweile kann unsere Infrastruktur bis zu 25.000 Anwender gleichzeitig unterstützen, ohne dass die Reaktionszeiten darunter leiden.“
Die Mehrwerte von SLE Micro
Lässt sich flexibel vom Rechenzentrum bis zum Edge-Bereich einsetzen
Neben der hohen Stabilität schätzt Scherer besonders die flexiblen Einsatzmöglichkeiten der Linux-Plattform von SUSE: „Wir setzen heute nicht nur SLES als Server-Betriebssystem im Rechenzentrum ein, sondern auch SUSE Linux Enterprise (SLE) Micro für dezentrale Use Cases. Da alle Betriebssystemprodukte von SUSE auf einer gemeinsamen Codebasis aufsetzen, profitieren wir so von einheitlichen Sicherheits- und Compliance-Standards. Mit dem schlanken und unveränderlichen SLE Micro können wir sehr effizient Lösungen für den Edge-Bereich umsetzen.“
Der konkrete Use Case, um es dabei zunächst ging, war der Aufbau einer mobilen Testumgebung. Im Rahmen der Arbeit des LUCET kommt es immer wieder vor, dass Tests an Grundschulen durchgeführt werden, die noch nicht über die nötige Netzwerktechnik und eine ausreichend schnelle Internet-Anbindung verfügen. Für diese Szenarien entwickelte LUCET eine mobile Testinfrastruktur, die es ermöglicht, direkt in den Schulen Forschung zu betreiben und so kurzfristig vor Ort zur Verfügung zu stehen.
Die Umgebung umfasst 40 Apple iPads für die Testdurchführung sowie eine kompakte Cluster-Lösung auf Basis von drei Raspberry Pi-Rechnern und einem integrierten Access Point. Der mobile Cluster wird mit SLE Micro betrieben und stellt den Anwendern alle benötigten Anwendungen und Datenbanken zur Verfügung, um Online-Assessments vollkommen autark durchzuführen. „Unsere Forschungsmitarbeiter müssen den Cluster nur noch an das Stromnetz anschließen und die Endgeräte verteilen. Anschließend können sie die Tests sofort wie gewohnt durchführen“, berichtet Scherer.
Die Mehrwerte von SUSE Manager
Vereinfacht das IT-Management und reduziert den Aufwand für das Troubleshooting um 90 Prozent
Seit der Inbetriebnahme der SLES-Infrastruktur ist nicht nur die Gesamtanzahl der virtuellen Maschinen auf rund 80 angestiegen – das IT-Team muss die Umgebung auch laufend anpassen und weiterentwickeln. Entwickler und Projektteams brauchen immer wieder neue Anwendungen für ihre Arbeit, andere Workloads können hingegen heruntergefahren werden. Zudem muss das IT-Team alle Systemkomponenten immer auf einem aktuellen Stand halten.
Mit SUSE Manager lassen sich alle diese Aufgaben sehr effizient und komfortabel erledigen. „Neue virtuelle Maschinen können wir heute über Templates per Knopfdruck bereitstellen“, sagt Scherer. „Dabei geben wir ihnen auch die Konfigurationen mit, die sie für eine bestmögliche Systemperformance benötigen.“ Das Einspielen von Patches und Betriebssystem-Updates erfolgt heute weitgehend automatisiert – ohne dass es zu Unterbrechungen für die Anwender der einzelnen Dienste kommt.
Neben vielen administrativen Tätigkeiten vereinfacht der SUSE Manager auch das Troubleshooting der gesamten Infrastruktur. „Wenn früher technische Probleme nach dem Einspielen von Patches oder Updates auftraten, mussten wir oft lange auf Fehlersuche gehen“, berichtet Scherer. „Mittlerweile sehen wir einfach in der History von SUSE Manager nach, welche Änderungen stattgefunden haben, als das Problem zum ersten Mal auftrat. So lässt sich die Fehlerursache oft innerhalb von 30 Minuten eingrenzen und ein Rollback der problematischen Software anstoßen. Wir reduzieren so den Zeitaufwand für das Troubleshooting oft um mehr als 90 Prozent.“
Sorgt für umfassenden Schutz sensibler Testdaten
Der Einsatz von SUSE Manager verbessert zudem die Sicherheit der gesamten Linux-Infrastruktur des LUCET. „In der alten Umgebung verging oft relativ viel Zeit, bis wir Sicherheitsupdates auf allen Systemen eingespielt hatten“, berichtet Scherer. „Heute installieren wir neue Security-Patches grundsätzlich am Tag der Veröffentlichung. Der SUSE Manager informiert uns, sobald neue Updates und Patches zur Verfügung stehen, und aktualisiert dann alle Test-Systeme automatisch zum vorgesehenen Zeitpunkt.“ Wenn dort keine Probleme auftreten, werden auch die Produktiv-Systeme aktualisiert.
Der SUSE Manager erleichtert aber nicht nur das Patch-Management – das Team des LUCET kann auch jederzeit nachweisen, dass alle Systeme tatsächlich die vorgeschriebenen Sicherheitsanforderungen erfüllen. In Verbindung mit dem OpenSCAP-Framework bietet SUSE Manager die Möglichkeit, die Sicherheit beliebiger Linux-Systeme zu überprüfen und Audit-Scans in der Umgebung durchzuführen. So kann das IT-Team zum Beispiel den Patch-Status von Linux-Systemen ermitteln und die korrekte Konfiguration von Sicherheitseinstellungen kontrollieren. SUSE Manager ist zudem in der Lage, mögliche Gefährdungen und Compliance-Verstöße bei den regelmäßigen Audit-Scans zu erkennen.
„Die Daten, mit denen wir arbeiten, sind zwar anonymisiert, aber dennoch hochsensibel“, unterstreicht Scherer. „Die Absicherung der Infrastruktur hat für unser Team daher höchste Priorität. Auch in diesem Bereich profitieren wir von den Möglichkeiten von SUSE Manager.“
Was kommt für die Forschungseinheit LUCET als Nächstes?
Das LUCET will die Test-Infrastruktur für Online-Assessments künftig weiter ausbauen. Es gibt dabei auch bereits Überlegungen, die Technologie für Kunden außerhalb des Bildungswesens anzubieten. Die technischen Voraussetzungen für einen hochverfügbaren und einfach skalierbaren Betrieb wurden mit der Implementierung von SUSE Manager und der HA-Erweiterung für SLES bereits geschaffen.
Bei der Weiterentwicklung der Plattform denkt das Team des LUCET auch über eine Containerisierung der Kernanwendungen nach. So könnte die OASYS-Lösung für jede Bildungseinrichtung künftig in eigenen Containern laufen. „Wir sehen auch für die Zukunft großes Potenzial für unsere Partnerschaft mit SUSE“, sagt Scherer. „Die Container Management-Plattform Rancher Prime könnte uns helfen, den nächsten Entwicklungsschritt für OASYS zu machen – auch wieder zu 100 Prozent auf Open Source Basis.“