Load Balancing geht in die Schule, um Anwendungsverfügbarkeit zu lernen
Bewältigung der Herausforderungen des K-12-Fernunterrichts
Bis vor kurzem war die Online-Technologie nur ein Teil eines größeren Spektrums von Lehrmitteln und -methoden. Zwar setzten 63 Prozent der K-12-Lehrkräfte täglich Technologie im Unterricht ein, vor allem Laptops und Computer, doch war es durchaus möglich, den Unterricht mit nichts anderem als einer starken Stimme und einer einnehmenden Art zu gestalten. Die Verlagerung zum Fernunterricht hat dieses Bild in Richtung Digitalisierung verändert. Konnektivität ist nicht länger eine Option - sie ist jetzt die Plattform, über die das gesamte Schulerlebnis für Millionen von Schülern im ganzen Land vermittelt wird. Daher sind Netzwerkleistung und Anwendungsverfügbarkeit für Schulen und Bezirke absolut entscheidend. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, mit Techniken zur Anwendungsbereitstellung Schritt zu halten, darunter Lastausgleich und Anwendungssicherheit.
Wenn die Schule zu Hause stattfindet
Man braucht kein Whiteboard, um zu verstehen, unter welchem Druck die Netze des Bildungswesens heute stehen. Zwar hat die Technologie in den letzten Jahren eine wachsende Rolle in den Klassenzimmern von K-12 gespielt, doch blieb sie größtenteils komplementär und sekundär zu traditionelleren Modellen. Kreidetafeln, Filmstreifen und Overhead-Projektoren wurden zwar durch Smartboards, digitale Bilder und Streaming-Videos ersetzt, aber die Lehrer haben den Unterricht immer noch in mündlicher Form präsentiert, während die Schüler ihre Notizen von Hand geschrieben haben. Die Schüler füllten fotokopierte Arbeitsblätter aus und erstellten Projekte mit physischen Materialien, während die Lehrer an ihren Schreibtischen und Tischen nachsahen. Einige Schulen haben damit begonnen, Plattformen wie Instructures Canvas, Blackboard und Google Classroom zu nutzen, um Hausaufgaben online zur Verfügung zu stellen und Schüleraufgaben zu sammeln, aber die Entwicklung ist langsam und schrittweise.
In diesem Szenario vor der Pandemie mussten die Bezirke lediglich die Konnektivität zwischen den einzelnen Schulgebäuden, dem Bezirksrechenzentrum und dem Internet sicherstellen. Die Anwendungsleistung und -verfügbarkeit war zwar wichtig, konnte aber durch einen effizienten Lastausgleich einer Gruppe lokaler Anwendungsserver erreicht werden, und die Schüler und Lehrer als Benutzer konnten mit einer weniger als idealen Erfahrung auskommen. Stattdessen konzentrierten sich die meisten Schul- und Bezirks-IT-Teams auf die Sicherheit von Webanwendungen und die Einhaltung von Vorschriften, um schädliche oder unangemessene Inhalte von der Schule fernzuhalten und gleichzeitig die Privatsphäre der Schüler zu schützen.
Mit COVID-19 wurde das Bildungssystem massiv gestört und ist gezwungen, sich plötzlich auf den Fernunterricht zu verlagern, was für viele, wenn nicht sogar für die meisten Schulen in den USA in absehbarer Zeit der Fall sein wird. Schüler und Lehrkräfte haben weitgehend oder vollständig von zu Hause aus am Unterricht teilgenommen und dabei verschiedene online verfügbare Hilfsmittel und Ressourcen wie Lernmanagementsysteme (LMS), Cloud-basierte Klassenzimmerdienste, Streaming-Media-Plattformen und Videokommunikationsdienste genutzt. Einige dieser Dienste wie Videokonferenzen oder Streaming sind neu benötigte Tools, die als abonnementbasierter Dienst oder SaaS-Plattform (Software as a Service) genutzt werden. Andere Anwendungen und Systeme sind unter Umständen bereits implementiert und in Gebrauch, und die Schulen können sie weiterhin für das Fernlernen nutzen und so ihre Investitionen schützen. Um diese neue Bildungsnorm zu unterstützen, müssen die IT-Teams der Schulbezirke die Verfügbarkeit von Diensten und Anwendungen über mehrere Plattformen hinweg sowie die Fähigkeit zur gleichzeitigen Bedienung vieler Benutzer sicherstellen.
Neue Herausforderungen für IT-Teams
Integration mit Cloud-basierten Diensten
Auch wenn Schulen neue Cloud-basierte Dienste implementieren, um Fernunterrichtsinhalte hinzuzufügen, müssen sie höchstwahrscheinlich einen hybriden Ansatz verfolgen und Anwendungen und Systeme nutzen, die im Rechenzentrum des Bezirks gehostet werden. Das LMS kann beispielsweise als Konsole/Portal für den Fernunterricht verwendet werden, in dem alle Inhalte, Anwendungen und Lehrpläne unabhängig vom Standort aufgelistet sind. Auch Benutzerdatenbanken oder Active-Directory-Server, die im Rechenzentrum des Distrikts gehostet werden, können mit Cloud-basierten Diensten zur Benutzerauthentifizierung und -autorisierung verwendet werden.
Der Einsatz der Hybrid-Cloud kann eine flexible Serviceplattform und eine höhere Anwendungsverfügbarkeit ermöglichen, kann aber auch zu Verwirrung und Komplexität im Betrieb führen. Aufgrund der Art der Fernlern-Verkehrsmuster ist mit einem höheren Anwendungsverkehrsvolumen aus externen Quellen und viel mehr gleichzeitigen Benutzerverbindungen zu rechnen.
Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit bei starkem Datenverkehr und Verbindungen
In der Zeit vor der Pandemie war die Zahl der Verbindungen zum LMS oder zu den Anwendungen sehr gering, da wahrscheinlich nur die Lehrkräfte von jedem Klassenzimmer aus eine Verbindung herstellen mussten, um mit den Schülern zu kommunizieren. Jetzt müssen sich alle Schüler und Lehrkräfte per Fernzugriff mit dem System verbinden, so dass eine Kapazitätserweiterung erforderlich ist und mehr Ressourcen zur Verfügung stehen, die effizienter genutzt werden müssen, um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern. Es ist erwähnenswert, dass der Datenverkehr nun von außerhalb des Schulnetzes kommt, was zusätzliche Sorgfalt in Bezug auf die Sicherheitsaspekte erfordert.
Auf der anderen Seite, public cloud Die Akzeptanz der Dienste nimmt zu, da sie sehr flexible und skalierbare Netzwerk- und Anwendungsdienste je nach den Bedürfnissen eines Unternehmens und vor allem ohne physischen Zugang zum Rechenzentrum bieten. Die Website public cloud kann als Backup-Rechenzentrum für den Fall verwendet werden, dass der Datenverkehr stark ansteigt oder ein Standort ausfällt, wenn nicht vollständig auf public cloud migriert wird. In jedem Fall müssen die IT-Teams die Anwendungen für den Migrationsprozess, den Lastausgleich oder die Hochverfügbarkeit effektiv steuern.
Anwendungs- und Verbindungssicherheit
Die Anwendungssicherheit ist für den Schutz des Fernunterrichts von entscheidender Bedeutung, da die Dienste für die Öffentlichkeit zugänglich sein müssen und daher für jede Art von Cyberangriff von überall her anfällig sind. Um die Verfügbarkeit von Diensten und Anwendungen zu erhöhen, müssen IT-Teams sicherstellen, dass sie Verbindungen zu den richtigen Service-Ports zulassen und andere auf dem System oder der Firewall blockieren. Außerdem müssen sie zusätzliche Sicherheitsebenen aktivieren, z. B. Web Application Firewalls (WAFs) zum Schutz von Anwendungen und zur Verhinderung von Datenlecks, Authentifizierungs-Proxy, sichere Konnektivität und Kommunikation durch stärkere Verschlüsselung und/oder VPNs sowie DDoS-Schutz.
Der Application Delivery Controller als Infrastruktur für das Lernen
Angesichts dieser Herausforderungen spielen Application Delivery Controller (ADCs) eine wichtige Rolle als einheitliches Service-Gateway für K-12-Schulsysteme, um die Betriebszeit der Dienste und die Benutzerfreundlichkeit zu maximieren. Als Funktion eines ADC verarbeitet und verwaltet ein erweiterter Lastausgleich den Datenverkehr von Benutzeranwendungen und/oder Benutzerauthentifizierungsanfragen effizient über einen Serverpool, um eine zuverlässige Konnektivität und konsistente Leistung zu gewährleisten. Die erweiterte Überwachung des Anwendungsstatus kann Datenbanken und sogar bestimmte Daten überprüfen, um sicherzustellen, dass die Server ordnungsgemäß reagieren und bei Bedarf auf redundante Serverressourcen ausweichen.
Der ADC kann auch Folgendes unterstützen globalen Server-Lastausgleich (GSLB) unterstützen, was die Einführung von public cloud durch die intelligente Steuerung des Anwendungsverkehrs über mehrere Standorte hinweg erheblich erleichtert, selbst in hybriden Cloud-Bereitstellungen, die sowohl public cloud als auch lokale Rechenzentrumsressourcen nutzen. Diese fortschrittlichen Lastausgleichsfunktionen für lokale und globale Standorte ermöglichen es IT-Teams, agile und belastbare Anwendungsdienste für eine höhere Anwendungsverfügbarkeit und eine bessere Benutzererfahrung zu entwickeln. Die Funktionsparität zwischen lokalen ADCs und virtuellen Instanzen in der Cloud erleichtert und vereinfacht den Betrieb für IT-Teams.
Über den Lastausgleich hinaus können die von einem ADC bereitgestellten Anwendungssicherheitsfunktionen, einschließlich Authentifizierungs-Proxy Application Access Management (AAM) für Single Sign-On (SSO) und WAF, IT-Teams dabei helfen, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten und gleichzeitig vor Bedrohungen wie Malware und bösartigen Botnets zu schützen. Darüber hinaus können DDoS-Angriffsschutz und sichere Kommunikation (z. B. IPsec VPN) zusammen mit einer Stateful-Firewall eine weitere Sicherheitsebene mit vereinfachter Bedienung hinzufügen, wenn sie als integrierte Sicherheitsfunktionen eines ADCs verfügbar sind.
Die Finanzierung des Bedarfs an Schultechnologie war schon in normalen Zeiten schwierig genug. Jetzt, da die öffentlichen Bildungsbudgets durch die unzähligen Kosten der Pandemiebekämpfung belastet werden, sind Kostensenkung und betriebliche Effizienz wichtiger denn je. Application Delivery Controller/Load Balancing können Schulen dabei helfen, mit weniger Aufwand mehr zu erreichen, indem sie die Konfiguration und das Sicherheitsmanagement zentralisieren, um die verfügbaren Netzwerk- und Anwendungsressourcen unabhängig von der Art der Bereitstellung optimal zu nutzen. Tiefgreifende Echtzeit-Transparenz und -Analysen der Anwendungsleistung können den Teams helfen, Probleme schneller zu beheben und die Produktivität der Mitarbeiter auch in hybriden Cloud-Umgebungen zu verbessern. Vor diesem Hintergrund ist ein Application Delivery Controller nicht nur ein Budgetposten mit hoher Priorität, sondern auch einer, der andere Ausgaben überflüssig machen kann.
Bereit sein für die nächste
Wie die nächste Normalität im Bildungswesen aussehen wird, kann nur vermutet werden. Gleichzeitig ist es unwahrscheinlich, dass die Systeme und Methoden, die heute unter Druck entwickelt werden, völlig aufgegeben werden, wenn die Pandemie nachlässt. Über den unmittelbaren Nutzen für die Pandemiebekämpfung hinaus bietet die Fernschulung neue Modelle für eine Vielzahl von Anwendungsfällen, von Schneetagen und anderen außerplanmäßigen Schulschließungen über Sommerschulen und außerschulische Programme bis hin zu Schülern und Bezirken, die mit außergewöhnlichen Transport- oder Mobilitätsproblemen konfrontiert sind. Ein widerstandsfähigeres Netzwerk kann die Schule auch in die Lage versetzen, Live-Veranstaltungen zu streamen, die Kommunikation mit den Eltern und deren Einbindung zu verbessern und Projekte mit anderen Schulen zu erleichtern - selbst nachdem der Unterricht in der Schule wieder aufgenommen worden ist.
Wenn Schulbezirke jetzt einen modernen Application Delivery Controller mit robustem Lastausgleich und Webanwendungssicherheit in ihre Netzwerke integrieren, können sie langfristig ein flexibleres und reaktionsschnelleres Bildungswesen ermöglichen.
Wie A10 helfen kann
A10 NetworksThunder® Application Delivery Controller (ADC) ermöglicht eine hohe Verfügbarkeit, Beschleunigung und Sicherheit Ihrer Anwendungen.