초·중·고 컴퓨터실 40대 PC의 파이썬·주피터 환경 0초 배포: nLM의 경량 CPU 런타임 격리 및 학생 과제물 자동 백업 프로비저닝 아키텍처

public static class EduLabProvisioner
{
    public const string ModelId = "edu-runtime";
    public const string EnvZipName = "python_env_edu.zip";
    public const string NotebooksZipName = "edu_notebooks.zip";

    // ① 실습 파이썬 환경 루트 (%LOCALAPPDATA%\ZeliDesk\edu\python_env)
    // 관리자 권한(UAC) 없이 학생 로컬 계정에서 자유롭게 읽기/쓰기 가능
    public static readonly string EnvDir = Path.Combine(
        Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.LocalApplicationData),
        "ZeliDesk", "edu", "python_env");

    // ② 학생 노트북 작업공간 (내 문서\ZeliDesk\edu\notebooks)
    // 학생이 코드를 작성하고 과제물을 영구 영속화하는 안전한 영역
    public static readonly string NotebooksDir = Path.Combine(
        Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.MyDocuments),
        "ZeliDesk", "edu", "notebooks");

    public static string PythonExe => Path.Combine(EnvDir, "python.exe");
    public static bool IsEnvInstalled => File.Exists(PythonExe);
    public static bool AreNotebooksInstalled =>
        Directory.Exists(NotebooksDir) &&
        Directory.GetFiles(NotebooksDir, "*.ipynb").Length > 0;
}

public static async Task EnsureNotebooksAsync(bool resetWithBackup,
                                              Action<string> status, CancellationToken ct)
{
    // 이미 노트북이 존재하면 일반 준비 단계에서는 절대 덮어쓰지 않고 즉시 반환
    if (AreNotebooksInstalled)
    {
        if (!resetWithBackup) return; // 기존 학생 작업물 완벽 보존

        // 초기화(Reset) 요청 시: 기존 폴더를 타임스탬프 백업 폴더로 원자적 이동
        string backup = NotebooksDir + "_backup_" + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HHmmss");
        Directory.Move(NotebooksDir, backup);
        status?.Invoke($"기존 노트북을 백업했습니다: {backup}");
    }

    // 초기 상태이거나 백업 완료 후에만 원본 101~105 교안 노트북 새로 전개
    Directory.CreateDirectory(Path.GetDirectoryName(NotebooksDir));
    await DownloadAndExtractAsync(NotebooksZipName, NotebooksDir, status, ct);
}

// 90초 동안 1바이트도 들어오지 않으면 네트워크 단절로 판정하고 안전 중단
private static async Task<int> ReadWithStallGuardAsync(
    Stream stream, byte[] buffer, CancellationTokenSource idleCts, CancellationToken userToken)
{
    idleCts.CancelAfter(StallTimeoutMs); // 90초 슬라이딩 타이머
    try
    {
        int n = await stream.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length, idleCts.Token);
        idleCts.CancelAfter(Timeout.Infinite); // 수신 성공 시 타이머 리셋
        return n;
    }
    catch (OperationCanceledException) when (!userToken.IsCancellationRequested)
    {
        throw new IOException($"다운로드 정지 감지: 90초간 데이터가 없어 안전 중단합니다.");
    }
}

// .downloading 임시 파일 쓰기 ➔ Content-Length 엄격 대조 ➔ ZipFile 압축 해제 ➔ 임시 파일 파기

var psi = new ProcessStartInfo
{
    FileName = EduLabProvisioner.PythonExe,
    Arguments = "-m jupyterlab --notebook-dir=\"" + EduLabProvisioner.NotebooksDir + "\"",
    WorkingDirectory = EduLabProvisioner.NotebooksDir,
    UseShellExecute = false,
    CreateNoWindow = true, // 시커먼 콘솔 창 완전 은폐
    RedirectStandardOutput = true,
    RedirectStandardError = true,
};

_jupyter = Process.Start(psi);

// 창 종료(Closed) 시 좀비 프로세스 트리 완전 박멸 (6대 패턴 준수)
private void KillJupyter()
{
    if (_jupyter != null)
    {
        try { if (!_jupyter.HasExited) _jupyter.Kill(entireProcessTree: true); } catch { }
        try { _jupyter.Dispose(); } catch { }
        _jupyter = null;
    }
}