Wie Schulen mit Caching die Bandbreite ihres Netzwerks entlasten

Die Fakten sind ernüchternd: Bei Weitem nicht alle Schulen in Deutschland sind mit ihrer Netzwerkbandbreite für den digitalen Unterricht ausgestattet. Vor allem der ländliche Raum hinkt hinterher. Das geht aus einer Antwort der Bundesregierung auf Anfrage der FDP-Fraktion hervor, über die der Tagesspiegel jüngst berichtete.

Demnach sind nur 37 Prozent der Schulen in Deutschland mit schnellem Internet, also einer Übertragungsrate im Giga-Bereich, ausgestattet. Davon seien 70 Prozent in der Stadt und lediglich 16 Prozent auf dem Land angesiedelt.

Ein ähnlich negatives Bild zeichnet eine aktuelle Studie der Universität Göttingen und der Gewerkschaft Erziehung und Wissenschaft (GEW), für die bundesweit 2.750 Lehrerinnen und Lehrer befragt wurden. In der Studie geben 6 von 10 Lehrkräfte an, dass ihr Unterricht häufig oder sehr häufig von einer unzulänglichen digitalen Infrastruktur beeinträchtigt wird. Ähnlich hoch sei die Anzahl derjenigen, die regelmäßig mit technischen Ausfällen oder Unterbrechungen im Unterricht kämpfen.

Angesichts dieser Situation müssen Mitarbeiter an der Schul-IT aktuell dafür sorgen, dass sie ihre verfügbare Netzwerkbandbreite optimal ausnutzen. Ein wichtiger Baustein ist die Verwendung von Cache-Servern: Diese sind als dedizierte Netzwerkserver darauf ausgerichtet, die Bandbreite von Schulen zu entlasten und gleichzeitig allen Geräten im Netzwerk (z.B. Laptops oder Tablets) einen beschleunigten Software-Zugriff zu ermöglichen.

Damit das gelingt, speichern Cache-Server Anwendungen und andere Inhalte lokal in einem temporären Speicher ab – dem Cache. Dieser als Caching bezeichnete Vorgang geschieht, sobald ein Gerät im Netzwerk diese Inhalte online heruntergeladen hat. Daraufhin können alle weiteren Geräte im Netzwerk die Inhalte über den Cache beziehen. Ein erneuter Download aus dem Internet ist dann nicht mehr nötig.

Ein Hersteller, mit dem Schulen das Caching umsetzen können, ist Apple. So bietet der IT-Konzern die Option, den Mac mini als Caching-Server zu nutzen. Dafür muss sich der Mac mini im selben lokalen Netzwerk wie die entsprechenden Endgeräte befinden. In der Praxis bedeutet das: Wenn Lehrer:innen und Schüler:innen Updates und Anwendungen für ihr iPad herunterladen, beziehen sie diese Inhalte nur dann online, wenn sie mit dem Download die ersten sind. Ansonsten erfolgt der Zugriff über den lokalen Speicher des Mac mini.

Mit anderen Worten: Jede Anwendung und jedes Update wird nur einmalig aus dem Internet bezogen. Anschließend stehen die Inhalte jedem Gerät im Netzwerk über den Mac mini zur Verfügung.

Um den Mac mini als Caching Server einzusetzen, nutzt Apple den macOS-Dienst “Inhaltscaching”. Damit lassen sich verschiedene Inhalte im lokalen Speicher des Mac Mini sichern. Dazu zählen vor allem:

• Betriebssystem-Updates für iOS, iPadOS, macOS und tvOS
• Anwendungen und Updates aus dem App Store (sowohl für iOS, macOS als auch tvOS)
• Inhalte aus dem Book Store
• Nutzerinhalte, wenn mehrere Anwender ein Gerät über die Funktion “Geteiltes iPad” einsetzen

Zusätzlich bietet Inhaltscaching eine Aktivitätsanzeige. Diese ermöglicht IT-Mitarbeitern an Schulen, die Datenauslastung über das Inhaltscaching zu überwachen. So können sie beispielsweise eine starke Auslastung identifizieren – und Abhilfe schaffen, indem sie einen weiteren Mac mini als Caching-Server im Netzwerk installieren.

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