Brevet FR2884667A1 — publié le 20061020

système et les systèmes de communication et informatiques existants sont utilisés pour permettre aux étudiants d'apprendre selon des échelons fixes ou à leur rythme en faisant des exercices et des examens et de répondre par voie électronique aux questions posées. Leur professeur est en mesure de recevoir les réponses et de proposer un affichage des réponses soumises par les étudiants. Selon un mode de réalisation préféré, un ordinateur central est exploité accompagné d'une pluralité d'ordinateurs d'étudiants communiquant via un réseau local sans fil grâce à la technologie du client léger. Cette solution présente un inconvénient majeur en ce qu'elle ne permet pas à l'enseignant, en une action sur le serveur, de piloter/réveiller l'ensemble des postes légers, comme cela est nécessaire pour un enseignement en commun dans un cadre scolaire. De plus, dans cette solution, le serveur dispose d'un système d'exploitation. Toute altération de ce système par un virus ou une erreur humaine entraîne alors la dégradation du réseau centralisé. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un réseau de clients légers pilotés par un serveur central par l'utilisation d'un CD-ROM de démarrage. Ce CD-ROM comprend notamment les éléments logiciels permettant le fonctionnement du serveur, assurant ainsi une robustesse vis-à-vis d'erreurs ou virus. Le procédé selon la présente invention répond particulièrement bien aux attentes des écoles, car la solution informatique de la présente invention est adaptée à leurs besoins: utilisation du CD-ROM de démarrage assure une utilisation simple, comme une console de jeu, du parc des postes, dont aucune connaissance particulière en informatique n'est requise. D'autre part, l'utilisation du serveur assure une meilleure gestion des virus et/ou des erreurs humaines. La centralisation des informations permet d'assurer une version identique des logiciels pour chacun des élèves. Enfin, l'architecture retenue déporte les moyens de traitement informatique sur le serveur, ce qui permet de conserver à long terme les clients légers peu enclins à vieillir. À cet effet, l'invention concerne dans son acception la plus générale un réseau de postes clients pour structure éducative telle que des écoles, comportant un réseau numérique, un serveur apte à recevoir et lire un disque optique informatique, et une pluralité de postes clients connectés audit réseau numérique, réseau dans lequel lesdits postes clients sont des clients légers, ledit serveur ne dispose pas de système d'exploitation et ledit disque optique informatique est un disque de démarrage sur ledit serveur. Dans un mode de réalisation, ledit réseau numérique comprend, en outre, au moins un commutateur auquel est reliée ladite pluralité de postes clients. Dans une réalisation particulière, ledit disque optique comprend un module de démarrage (boot) et une image informatique incluant au moins un système d'exploitation et une application informatique. Éventuellement, une partie au moins desdits postes clients comporte des moyens d'identification de l'utilisateur, ces moyens consistant en un lecteur de carte à puce et en une carte à puce propre à chaque utilisateur ou en une clé USB propre à chaque utilisateur. L'invention concerne également un procédé de gestion d'un réseau de postes clients comprenant une étape de démarrage du serveur à partir d'un disque optique informatique, une étape de démarrage automatique de ladite pluralité de postes clients sur requête dudit serveur et une étape d'exécution d'au moins un logiciel dudit disque optique informatique sur le serveur suite à une commande de l'utilisateur et d'affichage de ladite application sur le poste client dudit utilisateur. Dans un mode de réalisation, le procédé comporte une étape d'identification de l'utilisateur d'un poste client, cette étape consistant à lire le contenu d'un moyen d'identification connecté audit poste client. Particulièrement, le procédé comprend, suite au retrait dudit moyen d'identification du poste client, une étape de fin d'exécution du au moins un logiciel sur ledit poste client. Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend, suite l'arrêt dudit serveur, une étape de mise en veille automatique de tous lesdits postes clients. Dans un mode de réalisation particulier, ladite étape de démarrage des postes clients consiste, à la réception de ladite requête de démarrage émise par le serveur, en l'initialisation de la carte réseau des postes clients et en le chargement d'un noyau de système d'exploitation. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ciaprès à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées où : - la figure 1 illustre l'architecture du système selon la présente invention; - la figure 2 représente un organigramme fonctionnel de la présente invention; et - la figure 3 est un organigramme fonctionnel illustrant l'initialisation et le démarrage du réseau de l'invention. En référence à la figure 1, le réseau de postes clients comprend un serveur central 1 connecté au réseau local 2 de l'école et éventuellement à un réseau extérieur 3, par exemple l'Internet. Le réseau numérique local 2 comprend un ou plusieurs commutateurs 4 auxquels est connectée une pluralité de postes clients 5. Dans l'exemple de la figure 1, le réseau ne comprend qu'un seul commutateur 4 auquel sont connectés quatre postes clients 5a, 5b, 5c et 5d. Les postes clients 5 sont des postes de type clients légers qui permettent d'exécuter les applications non pas en local, mais sur le serveur distant et de n'afficher que l'interface utilisateur de celles-ci. Ces postes 5 n'ont donc pas nécessairement une grande puissance de traitement et peuvent être assez hétérogènes entre eux puisque peu de ressources informatiques sont nécessaires. Spécifiquement, les postes clients 5 comprennent une carte réseau pour s'interfacer avec le réseau numérique 2, un microprocesseur permettant l'exécution d'un système d'exploitation, souvent réduit à un simple noyau (kernel) informatique, une mémoire vive de type RAM (Random Access Memory) et éventuellement un mémoire de stockage morte (ROM Read-Only Memory), même si cette dernière n'est pas nécessaire puisque les données doivent être sauvegardées sur le serveur. Le noyau ou kernel permet la gestion des ressources matérielles du poste (RAM, carte réseau, ...) et l'affichage à l'utilisateur. De façon générale, un poste client 5 pour l'invention comprend au moins un écran, un clavier et une souris, une carte-mère informatique disposant d'un processeur, une carte réseau pour s'interfacer avec le réseau et une mémoire RAM utilisée pour la gestion de l'affichage et l'interactivité avec l'utilisateur. Un débit réseau de 10 Mbit/s par poste client est amplement suffisant pour la quantité d'informations échangées entre postes clients et serveur et garantir l'interactivité en temps réel. La carte réseau des postes clients doit supporter un tel débit, alors que le réseau peut être dimensionné pour supporter le débit de tous les postes clients. Généralement le réseau est optimisé comme ayant un débit nettement inférieur à la somme des débits utiles de chacun des postes clients, en partant du principe que tous les postes clients n'émettent pas de paquets réseaux en même temps. Le serveur 1 centralise les ressources matérielles sollicitées. C'est pourquoi il est, de préférence, changé régulièrement, par exemple tous les trois ans, pour un environnement scolaire. Cette orientation centralisée permet de gérer les modifications de puissance de l'ensemble du parc informatique par la simple modification du serveur 1. Le serveur 1 comprend au moins une mémoire vive de type RAM, un lecteur de CR-ROM ou équivalent (DVD, ...) , une interface réseau et une mémoire morte de stockage pour sauvegarder les données produites par les élèves utilisateurs. Le serveur 1 ne comprend pas de système d'exploitation propre puisqu'il est démarré par l'intermédiaire d'un CD-ROM de démarrage (bootable) : cela le rend particulièrement invulnérable aux virus et aux erreurs humaines. Un CD-ROM bootable est capable de démarrer un ordinateur seul au même titre qu'un CD de console de jeu. Dans l'invention, le CD-ROM bootable comprend un module de démarrage (module de boot) sous la forme d'un fichier informatique de petite taille (quelques kilooctets) et une image informatique du type ISO. L'image informatique est connue de l'art antérieur comme étant l'enregistrement en un seul fichier de plusieurs fichiers, applications, ... Cette image peut éventuellement est compressée. L'image ISO du CD-ROM comprend l'ensemble des fichiers et application composant le système d'exploitation ainsi que les fichiers et applications des logiciels que les élèves pourront utiliser. Du fait de la présence du système d'exploitation dans le CD-ROM, à chaque nouvelle utilisation, il est nécessaire de décompresser l'image ISO du CD-ROM dans la mémoire vive du serveur afin de réinstaller celui-ci. Cette solution permet de sécuriser le système contre les virus ou autres erreurs humaines puisque le CD-ROM est un support verrouillé (non modifiable d'une exécution à une autre). À chaque redémarrage, le serveur recharge les données utiles (système d'exploitation, ...) à partir du CD-ROM bootable, ce qui assure que le système soit propre et identique à la première utilisation et évite tous les problèmes de virus, de malveillance ou d'erreur humaine lors de maintenances. Les CD-ROM sont facilement échangeables ce qui permet de mettre à jour de façon aisée les logiciels. L'insertion dans le serveur 1 d'un CD-ROM muni d'une nouvelle version de logiciel impacte l'ensemble des postes clients 5. Les postes clients 5 peuvent également être munis d'un lecteur de carte à puce 6 ou d'un capteur équivalent, par exemple biométrique (empreinte digitale, rétinienne, ...). L'utilisation de la carte à puce ou d'une clé USB comme moyen d'identification, offre une gestion transparente des utilisateurs sans avoir la nécessité qu'une personne soit allouée à la création des profils d'utilisateur et à la gestion des mots de passe comme c'est le cas dans les systèmes de comptes par login. À l'affichage d'une interface de connexion, l'élève insert sa carte à puce. Le numéro unique de la carte ainsi qu'un mot de passe enregistré dans la carte sont lus. Si ceux-ci sont associés, la connexion se fait et l'élève retrouve ainsi l'environnement qui lui est propre, issu par exemple des sauvegardes lors de précédentes sessions. Pour accroître la sécurité du procédé, il est envisagé d'enregistrer sur le support (carte à puce, clé USB) le mot de passe dans une version cryptée. Éventuellement, le cryptage du mot de passe est changé lors de chaque session et le nouveau mot de passe crypté est enregistré sur le support et le serveur. L'utilisation combinée du client léger, du CD-ROM bootable et de la carte à puce offre une solution fiable dans laquelle les ordinateurs ne sont pas nécessairement homogènes et de performances élevées et aucune administration n'est nécessaire. En référence à la figure 2, pour utiliser le système, le serveur est allumé 10 puis l'enseignant y insère 11 le CD-ROM bootable choisi et correspondant au niveau des élèves (leçons et applications appropriées). L'ensemble des postes clients est automatiquement allumé 12 et configuré en fonction du contenu du CD-ROM bootable. Cette étape prend quelques secondes, au plus quelques minutes. En référence à la figure 3, lors de la mise en place du CD-ROM dans le serveur, le microprocesseur de ce dernier lit le module de boot du CD-ROM puis procède à la décompression de l'image ISO dans la mémoire RAM 20. Il exécute alors le système d'exploitation décompressé dans la mémoire RAM. Aucune donnée essentielle du système d'exploitation (données indispensables au bon fonctionnement du système d'exploitation, par exemple les bibliothèques) n'est enregistrée sur le disque dur du serveur afin de garantir une forte indépendance vis à vis des virus; le disque dur n'est utilisé que pour la sauvegarde des données de l'élève et éventuellement pour enregistrer les profils utilisateurs (assimilables à des données personnelles) lorsqu'un paramétrage personnel a eu lieu (ajout d'icônes de raccourci sur le bureau informatique, par exemple). Le système d'exploitation du serveur envoie ensuite une requête 21 sur le réseau afin de réveiller l'ensemble des postes clients connectés au réseau numérique et en veille. Cette requête est de type Wake On LAN sous la forme de paquets réseaux. Le fonctionnement Wake On LAN est connu de l'art antérieur. Les postes clients dont les cartes réseaux sont compatibles avec le fonctionnement Wake On LAN reçoivent ces paquets réseaux et procèdent à une initialisation de la carte réseau 22 par l'exécution d'un programme d'amorçage. Ce programme d'amorçage permet par protocole PXE (Preboot eXecution Environment) de récupérer sur le serveur un micro-système d'exploitation (inférieur à 32 kilo-octets car la mémoire RAM de la carte réseau est limitée à cette taille). Ensuite par ce micro-système d'exploitation, les postes clients effectuent une requête DHCP 23 (Dynamic Host Configuration Protocol) au serveur 1 pour demander une adresse IP (Internet Protocol). Le poste client récupère alors son adresse IP et celle du serveur TFTP 24 (Trivial File Transfer Protocol: sorte de FTP avec des commandes sommaires pour l'échange de données, donc approprié au micro système d'exploitation). Ensuite, le poste client télécharge 25 par TFTP depuis le serveur un système d'exploitation (OS) réduit ou noyau (kernel) ou mini-OS qui permettra l'utilisation du poste client 5. Une fois ce mini-OS installé, le poste client peut dialoguer normalement sur le réseau par protocole IP. Le mini-OS installé est spécialement adapté pour prendre en charge l'affichage des applications qui sont exécutées sur le serveur. Si aucune identification de l'élève n'est nécessaire, celui-ci peut alors utiliser 26 les applications présentes sur le CD-ROM. A contrario, si une identification est nécessaire, le mini-OS détermine 27 si la carte à puce de l'élève est insérée dans le lecteur dédié. Si tel est le cas et que l'identification de l'élève a pu être faite, alors celui-ci accède 28 à son environnement de travail et son répertoire personnel. L'utilisation de la carte à puce permet ainsi à l'élève d'avoir accès à ses propres paramètres quel que soit le poste client utilisé. Le mini-OS analyse 29 constamment la présence de la carte à puce dans le lecteur. Si celle-ci venait à être enlevée, le poste client déconnecte l'environnement de travail en cours de l'élève et propose l'interface de connexion, en attente de l'insertion d'une nouvelle carte. L'identification des élèves se révèle importante pour des niveaux scolaires avancés pour lesquels certains travaux sont personnels. À l'opposé, pour des cours de niveau maternelle, les travaux sont réalisés en classe entière et l'environnement de travail personnel n'est plus nécessaire. L'élève dispose alors d'un bureau (au sens informatique du terme) traditionnel permettant l'accès aux différentes applications contenues sur le CD-ROM, par exemple par clic sur un icône. Lors de l'utilisation du poste client, ce dernier envoie une requête à chaque action de l'élève (clic, mouvement de souris, frappe sur le clavier, ...), le serveur interprète cette action et renvoie toute modification d'affichage impliquée par l'action de l'élève. Ces modifications sont répercutées à l'écran par le poste client. De retour à la figure 2, les utilisateurs ont alors accès 26 aux logiciels du CD-ROM au travers des postes clients. Grâce à un petit module chargé en même temps que le mini-OS, chaque poste client analyse en permanence 13 la présence du serveur sur le réseau (grâce à l'adresse réseau du serveur et par simple PING -Packet INternet Groper émis vers le serveur, par exemple). Ainsi, lorsque le serveur est éteint par l'enseignant, le petit module d'analyse des PING de chaque poste détecte un trop grand nombre de PING non répondus par le serveur et émet l'ordre d'extinction du poste client: l'ensemble des postes clients s'éteint automatiquement 14. De retour à la figure 1, une imprimante 7 reliée sur n'importe quel poste client 5 est reconnue automatiquement et le poste client est paramétré en serveur d'impression accessible pour tous les autres postes clients 5 du réseau. Lors du réveil du poste client 5, le noyau de système d'exploitation présent scanne tous les périphériques systèmes. À la détection de l'imprimante, un gestionnaire d'impression est téléchargé et installé : l'imprimante se comporte alors comme une imprimante réseau. L'invention permet ainsi de reparamétrer avec de nouveaux logiciels le parc informatique d'une classe entière en un laps de temps réduit, généralement moins de cinq minutes; les postes clients passant successivement d'un environnement Internet, à une salle de jeu, un environnement applicatif, ... en choisissant le contenu du CD-ROM. L'enseignant ne s'occupe plus que de la gestion du serveur, l'allumage et l'extinction des postes clients étant réalisés automatiquement en fonction du comportement du serveur. REVENDICATIONS 1. Réseau de postes clients (5) pour structure éducative telle que des écoles, comportant un réseau numérique (2), un serveur (1) apte à recevoir et lire un disque optique informatique, et une pluralité de postes clients (5) connectés audit réseau numérique (2), caractérisé en ce que lesdits postes clients (5) sont des clients légers, ledit serveur (1) ne dispose pas de système d'exploitation et ledit disque optique informatique est un disque de démarrage sur ledit serveur (1). 2. Réseau de postes clients selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit réseau numérique (2) comprend, en outre, au moins un commutateur (4) auquel est reliée ladite pluralité de postes clients (5). 3. Réseau de postes clients selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit disque optique comprend un module de démarrage (boot) et une image informatique incluant au moins un système d'exploitation et une application informatique. 4. Réseau de postes clients selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie au moins desdits postes clients (5) comporte des moyens d'identification (6) de l'utilisateur. 5. Réseau de postes clients selon la revendication 30 précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification (6) consistent en un lecteur de carte à puce et en une carte à puce propre à chaque utilisateur. 6. Réseau de postes clients selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification (6) consistent en une clé USB propre à chaque utilisateur. 7. Procédé de gestion d'un réseau de postes clients (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une étape de démarrage du serveur (10) à partir d'un disque optique informatique, une étape de démarrage automatique (12) de ladite pluralité de postes clients (5) sur requête (21) dudit serveur (1) et une étape d'exécution (26) d'au moins un logiciel dudit disque optique informatique sur le serveur suite à une commande de l'utilisateur et d'affichage de ladite application sur le poste client (5) dudit utilisateur. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'identification (27) de l'utilisateur d'un poste client (5), cette étape consistant à lire le contenu d'un moyen d'identification (6) connecté audit poste client (5). 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte, suite au retrait dudit moyen d'identification (6) du poste client (5), une étape de fin d'exécution du au moins un logiciel sur ledit poste client (5). 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend, suite l'arrêt dudit serveur (1), une étape de mise en veille automatique de tous lesdits postes clients (5). 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ladite étape de démarrage (12) des 35 postes clients consiste, à la réception de ladite requête de démarrage émise par le serveur, en l'initialisation de la carte réseau des postes clients et en le chargement d'un noyau de système d'exploitation.