Multiterminais, limitações e a busca por soluções

(Imagem de Jéfer Benedett Dörr)

A história:

A utilização do Multiterminal na educação iniciou-se no laboratório de informática do DINF/UFPR (Departamento de Informática da Universidade Federal do Paraná) , em 2005. Logo após, surgiu a primeira implementação em massa no Paraná Digital, contando com mais de 40 mil pontos de trabalho. A solução utilizada foi baseada no uso de mais de uma placa de vídeo padrão e na disponibilidade de placas mãe com número suficiente de conectores de barramento PCI para tal. O software da solução era totalmente livre graças ao esforço local de desenvolvimento em conjunto com a comunidade do sistema gráfico do Linux (X.org). O processamento remoto foi outro pressuposto adotado, assim a capacidade de processamento e memória necessários para cada terminal poderia ser considerada baixa e uma única CPU oferecia os recursos computacionais suficientes para proporcionar uma experiência de uso agradável ao usuário.

Depois, com o lançamento do Linux Educacional 3, o FNDE/MEC adotou princípios semelhantes e passou a entregar equipamentos multiterminais para as escolas brasileiras.  Porém, alguns anos depois do aparecimento do Multiterminal, algumas mudanças tecnológicas se colocam em marcha. Primeiramente, a evolução da integração de circuitos permitiu que as placas mães dos computadores passassem a oferecer de maneira integrada recursos que anteriormente só estavam disponíveis através de placas de expansão conectadas ao barramento de entrada/saída. Com essa integração, o número de conectores de barramento PCI disponíveis nas placas mãe começou a diminuir.

Ao mesmo tempo, os adaptadores gráficos passaram a ser também aceleradores gráficos e a fabricação de adaptadores gráficos de baixo custo foi descontinuada. O advento dos aceleradores gráficos aumenta a demanda de velocidade no barramento levando à criação de novos padrões, acarretando a impossibilidade técnica da construção do número adequado de conectores nas placas mãe para ter-se diversas placas de vídeo conectadas simultaneamente. Ainda, a ampla disponibilidade de aceleradores gráficos levou à uma transformação nas interfaces gráficas, que passaram a contar com esses recursos para implementar interfaces com recursos avançados 3D. Em ritmo acelerado os ambientes gráficos Gnome e KDE descontinuaram o desenvolvimento das interfaces 2D e as principais distribuições Linux passaram a ter como padrão as novas interfaces 3D.

Finalmente, o surgimento de aplicações avançadas na internet, incluindo Flash, vídeos, javascripts e outros plugins, aumentou a demanda de processamento e memória necessários para a navegação em grande parte das páginas.

Os problemas:

As principais limitações que restringem a tecnologia Multiterminal atual são:

– Inexistência de hardware padrão para sua construção, criando dependência de hardware proprietário e dificuldades de manutenção. Novas versões de hardware, mesmo pequenas alterações, muitas vezes impedem o funcionamento de laboratórios inteiros, sendo necessários testes e desenvolvimento de soluções que contornam os problemas decorrentes.

– Inexistência de soluções de software aberto para os drivers dos dispositivos para o Multiterminal, criando dependência tecnológica e dificuldades para atualização de software e para a gerência de licenças.

– Falta de aceleração gráfica para renderização em hardware de vídeo das interfaces gráficas. A aceleração via software é muito custosa computacionalmente e apresenta problemas de compatibilidade.

– Dificuldade para migração para novas versões de distribuição Linux devido à falta ao suporte gráfico necessário. Essa limitação impõe a desatualização do software, impactando em tarefas simples como a mera navegação na Internet.

– A quantidade de recursos necessárias para uma boa experiência de utilização para suportar quatro usuários simultâneos não é encontrada facilmente nos computadores mais comuns à venda no mercado.

A procura pela resolução do problema:

O sistema de multiterminais utilizado atualmente no país é desenvolvido pela empresa Userful, cuja representante brasileira é a Thinnetworks. Esse sistema tem seu código fechado, sendo assim impossível aprimorá-lo, implicando na necessidade de criação de um novo sistema. O sistema em uso apresenta também alguns problemas, principalmente relacionados a necessidade de licenças, que não são reconhecidas em muitos computadores legítimos de pregões do MEC, e resultam em uma tela interrompendo seu uso temporariamente, ou inabilitando um dos terminais. Esses problemas não são resolvidos pela empresa, pois a mesma não fornece assistência após o término do contrato e o MEC estabeleceu que não comprará novas licenças para este fim.

Sendo assim, a cada nova versão do Linux Educacional, tentamos desenvolver e implementar um sistema de multiterminais com software livre. Nosso objetivo com essa procura é não perder o parque computacional existente e instalado, que depende dos multiterminais para completo funcionamento. O  professor Laércio de Sousa e o Centro de Computação Científica e Software Livre (C3SL) da Universidade Federal do Paraná têm trabalhado em conjunto na busca por um sistema multiterminal com software livre. Laércio,  orientador de Informática na Secretaria de Educação da Prefeitura de Mogi das Cruzes-SP, identificou a viabilidade, idealizou a solução atual e estuda a compatibilidade com o hardware existente nas escolas para a produção desse novo sistema. O C3SL, na Universidade Federal do Paraná, tem o papel de empacotar, adaptar e automatizar os processos de instalação e configuração do multiterminal, bem como homologar a solução nos pregões do MEC a partir de 2010.

Mas porque nós ainda não resolvemos esse problema?

Apesar de esforços conjuntos, existem vários entraves para a solução desse problema.  E eles estão descritos pelo próprio Laércio de Sousa a seguir:

“O principal entrave para uma solução 100% livre para os multiterminais no LE6 é a manutenção dos drivers para as placas de vídeo da ThinNetworks. O único driver de código aberto atualmente disponível para o Ubuntu 16.04 e derivados (xf86-video-siliconmotion) só é compatível com as placas TN-502, inviabilizando a solução para os computadores dos pregões 69/2008, 68/2009 1º lote (com placas ATI Rage XL Quad) e 23/2012 (com placas TN-750). Além disso, mesmo para as placas TN-502, o suporte do driver de vídeo padrão é apenas 99% confiável, ficando ainda sujeito ao que chamamos de “bug da tela listrada”. Para contornar este bug, recorremos a uma ISO com uma instalação mínima do Ubuntu 12.04 com o Userful Multiseat ativado, só para trazer o vídeo de volta ao normal.

   Outra questão delicada é que esse driver de vídeo padrão não recebe manutenção há tempos, ficando sujeito a quebra de compatibilidade com futuras versões do X.Org X11 Server. Além disso, este driver não é compatível com as novas tecnologias gráficas para Linux, como o Waylan. Para os computadores dos pregões 23/2012 e posteriores, é possível, em princípio, substituir as placas de vídeo TN-750 por outras com um melhor suporte no LInux, como os modelos da AMD ou da NVIDIA e garantir, assim, um melhor suporte aos multiterminais. Nos pregões 71/2010 e anteriores, isto não é possível, devido a limitações do processador e placa-mãe utilizados.

   Se alguém não assumir o desenvolvimento dos drivers para as placas de vídeo baseadas nos chips da Silicon Motion (como os modelos da ThinNetworks), o futuro dos multiterminais com o hardware atual do ProInfo está seriamente ameaçado.” 

Em suma, o driver padrão do Ubuntu:

  – só é compatível com as placas TN-502 (deixando os pregões 23/2012, 68/2009 1º lote e 69/2008 de fora),

 – está sujeito ao que chamamos de “bug da tela listrada” (pra resolver, recorremos a uma ISO especial que nós criamos, com uma instalação mínima do Ubuntu 12.04 + Userful Multiseat, só para “limpar” as saídas de vídeo de depois reiniciar de volta para o sistema principal).

  – não recebe manutenção oficial há tempos, ficando sujeito a parar de funcionar nas próximas atualizações do X.Org X11 Server.

  – não é compatível com as novas tecnologias gráficas para Linux, como o Wayland.

Conclusões segundo o C3SL:

Em nota técnica, enviada ao FNDE (Fundo Nacional de Educação) o C3SL deixou claro que :

  “Baseado nas considerações colocadas, a equipe do C3SL/UFPR acredita que o sistema Multiterminal, em sua tecnologia atual, não deva ser mais utilizado nas escolas públicas brasileiras. Recomenda-se ainda que sejam pesquisadas alternativas tecnológicas modernas que viabilizem a oferta de estações de trabalho nos laboratórios das escolas a um custo reduzido, visando suprir a lacuna deixada pela não adoção do sistema Multiterminal corrente.”

Apesar de não recomendar o uso da tecnologia nesse momento, o C3SL em ação com Laércio de Sousa, vem tentando desenvolver uma tecnologia nova para dar uma sobrevida aos parques computacionais já existentes, como citado anteriormente.

6 comments on “Multiterminais, limitações e a busca por soluções

  1. Vocês não conhecem a tecnologia LTSP? É de (atualmente) fácil instalação e configuração, e mais especificamente, não faz uso de software e hardware proprietário, como os “userfull” ThinNetwork, na verdade é possível implementá-lo em diversas distribuições Linux, e funciona de maneira adequada, desde o ubuntu 14.04 (até anteriores), o problema maior nesse aspecto na verdade, é o próprio Linux Educacional, sistema travado e limitado em suas configurações de software e hardware, por já virem instalados, como os equipamentos que o utilizam, defasados. Se possível, dêem uma pesquisada nessas soluções via LTSP, me parece a mais adequada. Para quem não sabe, essa solução existe “dentro de casa”:http://linuxeducacional.com/pluginfile.php/22985/mod_forum/attachment/12931/LE5-LTSP.pdf

    Espero que seja útil!

    1. Olá, primeiramente muito obrigado pelo contato e pelo interesse. Existe uma ligeira diferença prática entre as tecnologias. No LTSP, o processamento de todas as máquinas do laboratório é feito em um servidor remoto, enquanto os terminais funcionam apenas como interface. Esse servidor deve ser bastante potente e, no momento, as escolas não possuem equipamento desse porte disponível. Além disso, a implantação do LTSP nas escolas requer uso de rede cabeada, conhecimento técnico avançado e, em algumas situações, reorganização do laboratório para o modelo cliente/servidor. Em suma, o LTSP é uma solução muito interessante, mas no momento não o vemos como uma alternativa ao multiterminal, já largamente utilizado nos pregões do programa Proinfo.

      Quanto ao problema para utilizar o LTSP especificamente no LE, gostaríamos de saber, em que sentido o LE é limitado e travado a ponto de dificultar a implementação?

  2. Outra colocação que eu gostaria de deixar: apesar das dificuldades com o hardware do ProInfo anterior a 2012, e apesar de entender o posicionamento do C3SL junto ao FNDE sobre as dificuldades enfrentadas até o momento, EU AINDA ACREDITO NA VIABILIDADE DOS MULTITERMINAIS, desde que se utilize o hardware adequado, que seria:

    A) Dispositivos baseados na tecnologia DisplayLink, como os Docking Stations da Plugable – http://plugable.com/products/ (de preferência, aqueles modelos com suporte a USB 3). Desde o princípio, o suporte canônico a multiterminais no Linux, introduzido pelo systemd, foi construído com estes dispositivos em mente.

    B) Computadores com as seguintes características:
    B.1: conjunto “processador + placa-mãe” que permita utilizar uma placa de vídeo externa PCI-Express x16 concomitantemente com o vídeo on-board (os computadores dos pregões 71/2010 e anteriores não suportam esta conjunção, mas até onde eu li da documentação do hardware, os do pregão 23/2012, em princípio, suportam, sim). Infelizmente, eu não disponho de nenhuma CPU do pregão 23/2012 para testes.
    B.2: placa de vídeo PCI-Express x16 moderna, preferencialmente da AMD ou NVIDIA, com um bom suporte ao Linux, de preferência com os drivers de código aberto (amdgpu ou nouveau, respectivamente). Apesar de ser possível a configuração do multiterminal mesmo utilizando drivers proprietários, o processo fica bem mais simples se utilizar os drivers de código aberto.
    B.3: regra de ouro: “uma GPU para cada terminal”. Isto simplifica bastante a configuração do multiterminal, além de otimizar o desempenho gráfico de cada terminal, mas limita a quantidade máxima de terminais que podem ser pendurados em cada CPU (a maioria das placas-mãe disponíveis no mercado, que possuem somente um slot PCI-Express x16, suportariam apenas 2 terminais).

  3. Sou da educação e acompanho de perto todo esse problema relacionado a licença e funcionamento do multiterminal. Isso desde o LE3.
    A melhor solução, na minha opinião, seria 1 para 1. Sim acabar com o multiterminal. Gabinetes básicos já não são tão caros nos dias de hoje. E a vida útil desses equipamentos, principalmente operando com sistema aberto (linux), é bem grande. Vale muito o baixo investimento na aquisição dos gabinetes faltantes. Ganha-se em performance, manutenção, suporte, organização do ambiente, facilidade de uso e substituição de periféricos; demanda etc.
    Até pq, falando de gastos, quando um hub da Thinnetworks aprensenta problema, ou um cabo vga extenso, ou mesmo uma controladora de vídeo, o gasto de tempo, procura e dinheiro são bem consideráveis.

    Acabar com o multiterminal é hoje, sem dúvidas, a melhor solução.

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