熊 本 大 学 学 術 リポジトリ Kumamoto University Repositor Title imacをクライアントとした 情 報 処 理 演 習 環 境 の 構 築 Author(s) 山 畑, 章 Citation Issue date 2011-03-18 Type URL Presentation http://hdl.handle.net/2298/23550 Right
imac をクライアントとした 情 報 処 理 演 習 環 境 の 構 築 山 畑 章 * 1 * 1 石 川 工 業 高 等 専 門 学 校 技 術 教 育 支 援 センター( 情 報 処 理 センター) 1. 概 要 石 川 工 業 高 等 専 門 学 校 ( 以 下 本 校 )では 平 成 22 年 度 に 教 育 用 電 子 計 算 機 システムの 更 新 を 行 った これまで 学 内 供 用 の 情 報 処 理 演 習 室 として 3 演 習 室 +1 小 演 習 室 体 制 で 運 用 してきたが 授 業 での 学 生 の 演 習 室 利 用 がより 活 発 とな り 時 間 割 編 成 上 も 困 難 な 状 況 となった そこで 教 育 用 計 算 機 の 更 新 期 にあわせて 演 習 室 を 1 教 室 増 やすとともに 従 前 の 演 習 室 環 境 を 大 幅 に 見 直 して 新 システムの 構 築 を 行 うことにした ところで 近 年 の LAN 高 速 化 やサーバの 高 性 能 化 により 教 育 機 関 における 演 習 室 ではシンクライアント 方 式 を 用 いる 例 が 多 い 本 校 でも 当 初 この 方 式 の 導 入 を 検 討 した が 結 果 的 には 安 定 性 に 優 れ クライアント OS のライセンス 料 で 優 位 な MacOS X Server による NetBoot システムと MacOS X をメインとした Macintosh を 端 末 として 選 定 したので その 導 入 経 緯 とシステムの 特 徴 導 入 後 の 稼 働 状 況 に ついて 述 べる 2. 導 入 の 経 緯 石 川 高 専 では 創 造 性 豊 かにコンピュータを 駆 使 して 各 分 野 の 専 門 知 識 を 活 用 できる 人 材 の 育 成 という 情 報 処 理 教 育 目 標 のもと プログラミング 教 育 や 情 報 活 用 および 情 報 モラルなど 常 に 新 しい 情 報 教 育 を 行 ってきている 前 回 の 更 新 時 期 ( 平 成 15 年 )より 3 演 習 室 +1 小 演 習 室 体 制 で 運 用 してきたが 端 末 の OS が Windows XP および Vine Linux のデュ アルブートとした PC で 経 年 変 化 で 端 末 の 能 力 不 足 老 朽 化 による 動 作 不 安 定 な 状 況 が 見 られるようになった また 全 学 的 な e-leaning システム 導 入 に 呼 応 して 演 習 室 の 授 業 での 利 用 時 間 が 増 加 し 授 業 時 間 割 振 りが 困 難 になるなど 更 なる 学 内 供 用 演 習 室 の 設 置 が 求 められてきた そこで 平 成 22 年 度 のリース 更 新 期 を 迎 えるにあたり 演 習 室 をさらに 1 室 追 加 整 備 し 4 演 習 室 +1 小 演 習 室 体 制 で 臨 むこととし 新 システムの 検 討 を 行 うこととした 2.1 シンクライアントシステムの 検 討 シンクライアントとは 利 用 者 の 端 末 に 必 要 最 小 限 の 処 理 を 負 担 させ ほとんどの 処 理 はネットワークを 介 したサーバ に 集 中 させるシステムであり 多 くの 高 専 大 学 でも 稼 働 実 績 のある 優 れた 方 式 である 長 所 としてウイルス 対 策 演 習 環 境 維 持 アプリケーション 管 理 の 一 元 化 バージョンアップなどのセキュリティ 対 策 利 用 者 に 合 わせたきめ 細 やかな 利 用 環 境 の 提 供 など 管 理 面 に 秀 でている 短 所 としてサーバまたはネットワーク 障 害 により 全 く 利 用 不 能 に 陥 ること 利 用 者 向 けに 新 たな 学 習 教 育 コストが 発 生 する サーバに 負 荷 が 集 中 するリアルタイムな 音 声 や 動 画 の 取 扱 いなどに 向 か ない 初 期 導 入 費 用 が 高 くなる 等 の 不 都 合 が 確 認 されている 本 校 演 習 室 の 演 習 環 境 として 学 級 単 位 で 演 習 可 能 な 4 演 習 室 そこに PC が 200 台 設 置 しての 稼 働 可 能 が 前 提 条 件 である まず 問 題 となったのはコストであり シンクライアント システムはサーバ クライアント 機 器 の 他 にシンクライアントシステムのライセンス 料 Windows を OS とした 費 用 が PC 台 数 に 応 じた 分 だけ 発 生 することである 今 回 演 習 室 を 1 教 室 増 やすことにより PC の 数 が 増 えたためライセンス 料 だけで 非 常 に 高 価 な 金 額 となる また 利 用 者 ごとの 環 境 をきめ 細 かく 設 定 可 能 な 移 動 プロファイル(ターミナルサービス プログラム)の 存 在 も 問 題 となる IME のユーザ 辞 書 Web ブラウザでのブックマーク 利 用 者 のデスクトップ マイ ドキュメントなど 学 生 は 卒 業 までの 5 年 間 使 い 込 めば 使 い 込 むほどファイル 容 量 が 大 きくなり 起 動 時 の 読 込 みに 時 間 が かかり 安 定 さを 欠 くこととなる その 結 果 システム 稼 働 には 大 容 量 ファイルを 格 納 するための 高 速 マスストレージの 設 置 が 必 須 となる そこで このようなシンクライアントシステム 以 外 の 方 法 でセキュリティ 対 策 や 演 習 室 端 末 の 集 中 管 理 に 優 れた より 安 定 なシステム 構 築 が 可 能 かどうかの 検 討 を 重 ねた
2.2 シンクライアント+Active Directory を 利 用 したシステムの 模 索 次 にサーバに Windows サーバを 利 用 した 演 習 システムを 構 築 する 方 法 も 多 数 報 告 されており スタッフが 手 分 けして 実 働 システムを 見 聞 し 資 料 収 集 に 努 めた Windows サーバシステムはユーザアカウントの 集 中 管 理 を 行 いユーザとサーバ 管 理 を 効 率 的 に 実 行 することが 可 能 であり ユーザ 認 証 を 受 けた 後 はディレクトリサービス(Active Directory)の 管 理 下 で 統 合 的 な 各 種 サービスを 享 受 できる 管 理 者 利 用 者 の 双 方 にとってほぼ 理 想 的 なシステムであるが 管 理 スタッフに は 保 守 運 用 面 から 相 応 のスキル 水 準 が 要 求 される 本 校 では ユーザ 毎 のファイル 管 理 とプリンタの 共 有 ができれば 必 要 にして 十 分 であり コスト 的 にもハードウエア 費 用 の 高 額 化 が 予 想 されることからこのシステムは 除 外 した 2.3 MacOS X Server+Macintosh 端 末 の 決 定 最 終 的 にコスト 面 と 本 校 ポリシーから 教 育 用 電 子 計 算 機 システムとして MacOS X Server+Macintosh 端 末 を 選 定 した このシステムは 以 下 のような 特 徴 がある 1. シンプルで 安 定 的 である(MacOS X Server+ Macintosh 端 末 ) 2. 一 体 型 PC のため 大 画 面 かつ 省 スペース(iMac 21.5in.) 3. PC 端 末 には 環 境 保 持 復 元 システム(Deep Freeze/Windows 時 NetBoot/Mac 時 ) 4. 適 宜 演 習 室 環 境 を 更 新 可 能 である(Deploy Studio) 5. 全 演 習 室 に 授 業 支 援 CALL システムを 導 入 (Insight) 6. MS 包 括 ライセンスでの 導 入 によるコスト 削 減 (Windows7 MSOffice Enterprise2010) 表 1 サーバスペック( 設 置 :8 台 ) メーカー 規 格 CPU メモリ HDD 光 学 ドライブ 電 源 ソフトウエア Apple Xserve Intel Xeon 2.26GHz Quad-core DDR3 ECC SDRAM 6GB Serial ATA 1TBx2 Super Drive 8 倍 速 2 層 記 録 式 Dual 750W Power Supply Apple Remote Desktop 表 2 端 末 スペック( 設 置 :200 台 ) メーカー 規 格 CPU メモリ HDD ディスプレイ 光 学 ドライブ マウス Apple imac 21.5inch Intel Core i3 3.06GHz DDR3 SDRAM 2x2GB Serial ATA 500GB 21.5 インチ 液 晶 1,920 1,080pixel Super Drive 8 倍 速 2 層 記 録 式 Apple Mouse キーボード Microsoft Keybord 3000 ソフトウエア Parallels Desktop 5 for Mac Faronics Deep Freeze Enterprise 表 3 プリンタスペック( 設 置 :9 台 ) A3 プリンタ 解 像 度 性 能 NEC MultiWriter8250N リアル 1,200 1,200dpi 30.5 頁 / 分 モノクロ 両 面 印 刷 図 1 教 育 用 計 算 機 システム 図
3. 演 習 室 の 運 用 と 管 理 本 校 情 報 処 理 センターは 演 習 環 境 の 構 築 維 持 管 理 にについて 従 来 から 以 下 のような 方 針 で 臨 み 今 回 の 更 新 でも これを 継 続 している 演 習 室 は 学 内 共 有 の 設 備 であり 特 定 の 専 門 学 科 や 研 究 室 に 特 化 したシステム 構 成 にはしない 具 備 するソフトウエアは 複 数 学 科 で 共 通 利 用 するものについてセンター 予 算 で 手 当 てする 新 規 インストールのソフトウエアは 業 界 標 準 の 製 品 または 同 等 な 製 品 を 購 入 する 演 習 PC のデスクトップは 学 科 別 フォルダを 設 け 学 科 に 依 存 するソフトウエアのショートカットを 格 納 する その 他 今 回 は 以 下 の 点 に 特 に 留 意 した ソフトウエアのカスタマイズは 極 力 避 け なるべく 購 入 時 の 設 定 値 を 踏 襲 する 既 存 のソフトウエアの 再 インストールは 可 能 な 限 り 最 新 版 に 更 新 (バージョンアップ)する 3.1 Windows での 演 習 環 境 Mac での 演 習 環 境 Mac で Windows7 Enterprise( 以 下 Windows7)を 動 かす 方 法 は 3 種 類 あるが 本 校 では Mac のハードウエア 上 で Windows7 が 直 接 起 動 する BootCamp 方 式 で 行 い メインの OS として 利 用 している 継 承 ソフトを 含 め 大 半 の 演 習 が Windows 環 境 で 行 われているため デフォルトの 起 動 ディスクを Windows7 とした Windows7 はローカルでブートするため ユーザ が 故 意 過 失 に 関 わらず PC 環 境 を 変 更 させないよう 何 らかの 仕 組 みが 必 要 であり 今 回 は Faronics 社 の Deep Freeze Enterprise を 導 入 した また 端 末 を MacOS で 利 用 するには キーボードの N キーを 押 しながら 地 球 儀 のマークが 現 れ るまで 一 定 時 間 電 源 スイッチを 押 し 続 けることで ネットワークに 接 続 された XServe から NetBoot にて MacOS X 10.6 SnowLeopard が 立 ち 上 がり Mac として 利 用 可 能 となる また 仮 想 マシン 環 境 として Parallels 社 の Parallels Desktop 5 for Mac をインストールしているので 仮 想 マシン 上 での Windows7 Cent OS Linux の 利 用 も 可 能 である 3.2 演 習 環 境 の 配 信 と 更 新 Windows 機 で 利 用 する 際 の 環 境 の 更 新 は 別 設 置 の Windows 環 境 設 定 雛 型 PC にあるイメージは XServe に 吸 い 上 げら れ Apple Remote Desktop によりイメージとして 端 末 PC に 配 信 し 更 新 されるが その 頻 度 は 管 理 PC からの 指 示 による 配 信 されたイメージはバッチ 処 理 プログラムにより 展 開 されるが Mac アドレスとコンピュータ 名 (ニモニック)の 結 び つけを 手 動 で 行 う 必 要 があり 恒 常 的 には 年 に 2 回 から 3 回 程 度 を 予 定 している イメージの 配 信 に 要 する 時 間 は 1 演 習 室 あたり 3 時 間 イメージ 展 開 後 の 作 業 は 1 演 習 室 あたり 45 分 程 度 必 要 である Mac 機 として 利 用 する 際 は MacOS X で NetBoot させるため MacOS X Server が 稼 働 する XServe は 端 末 PC 約 25 台 に つき 1 台 1 演 習 室 あたり 2 台 を 静 的 に 割 り 当 てることとし 合 計 8 台 を 情 報 処 理 センターのサーバ 室 に 設 置 している この 場 合 利 用 者 環 境 の 更 新 は Mac 環 境 設 定 雛 型 PC の 情 報 でブートサーバを 更 新 することにより 利 用 者 は 次 回 のログ イン 時 から 直 ぐに 最 新 の 環 境 で 利 用 可 能 となる 3.3 デスクトップ 環 境 Windows 立 ち 上 げ 時 のデスクトップは ユーザの 利 便 性 を 考 慮 し 学 科 別 フォルダのみとしている( 図 2) また Mac で 立 ち 上 げた 場 合 は Dock とフォルダのみの 配 置 としている( 図 3) 図 2 Windows のデスクトップ 画 面 図 3 Mac のデスクトップ 画 面
3.4 導入前に行った検証 端末ハードウエアに imac を導入し その上で Windows を稼働させるといった 他高専では類を見ない規模のシステム であったため システム構築前に評価機を用いて以下のような動作検証を入念に行った PC と接続するハードウエアに特化したボードの動作検証 MPLAB IDE などシリアルポートが必要 USB 変換器購入 接続動作確認 Windows7 または MacOS X で起動しないソフトウエアがないか検証 e-learning ソフト アンチウイルスソフトは支障なし AutoCAD はバージョンアップ後に対応支障なし 授業支援 CALL ソフトウエアの動作検証 Calabo EX 現有 version は Windows7 での動作保障がない 同等他品 Insight の購入動作確認 新規ソフトウエアの動作検証 Visual Windows for BC++ CentOS Linux など Mac の KeyBoard WirelessMouse と Windows 環境の親和性を検証 演習主体が Windows 環境であるため そのままでは不適当 MS KeyBoard 有線 3 ポジション Mouse に変更 3.5 新教育用電子計算機システムの運用レポート 学生が最初に戸惑ったのは 端末 PC の電源スイッチの位置が分からない DVD CD の取出方法が分からない マウ スボタンのクリック感がないため強く押しすぎるということであった その後は 特に不具合の報告がされておらず順調 に運用を行っている 一方起動時間 145 155 45 50sec 終了時間 17 25 15 20sec が短縮され 画面が大き く 17in. 21.5in. クリア 1028 1024pixel 1,920 1,080pixel になり見やすい 以前の演習環境と違和感なく馴染みや すいなどの意見があった 教員からは 授業支援ソフト Insight が必要十分の装備で軽い上に使い勝手が良く しかも 全演習室に配備されたことで授業効率も上がるとの評価を得ている 図 4 図 5 図4 利用者の出欠確認 図5 演習状況の確認 3.6 試用期間後のチューニング システム導入後 約 1 ヶ月を試用期間とし 運用上判明したマイナーなバグ対応を行った 以下が主に対策実施した チューニングの内容である 土木系 CAD It s cad MAX の作業ウインドの背景色変更 VBA のセキュリティレベル 高 中 の変更 代替 PDF フリーソフトの変更インストール Cube PDF 汎用構造解析プログラム NASTRN をインストール PC 端末のワイアレス LAN 設定を無効に変更 PC 端末からゲームを完全アンインストール ブラウザ Firefox をインストール タスクバーのグループ化を解除
4. 終 わりに 高 専 の 情 報 処 理 センターは 附 置 機 関 ではないため 限 られた 予 算 スタッフで 効 率 的 な 教 育 効 果 が 得 られる 環 境 の 提 供 が 求 められている 当 初 よりレンタル(またはリース) 契 約 上 5 年 間 の 継 続 利 用 を 想 定 しているため 4 演 習 室 の 維 持 管 理 に 人 手 を 要 しない 安 定 的 なシステムの 構 築 を 目 指 したが ほぼ 達 成 されたと 考 えている ここ 数 年 学 生 の PC 持 ち 込 みが 非 常 に 増 加 している 年 度 当 初 4 月 の 調 査 では 一 年 学 生 のパソコン 所 有 率 は 87% ( 入 学 時 に 所 有 が 必 須 の 電 子 情 報 工 学 科 の 学 生 を 含 むと 89%)にもなっている 同 時 調 査 時 点 で 購 入 予 定 者 9 名 を 含 めると 94%にもなる 学 校 全 体 と して 情 報 処 理 演 習 室 は 何 室 必 要 か また 演 習 室 にパソコンは 設 置 する 必 要 があるかなど 次 回 更 新 時 までの 大 きな 宿 題 で ある 参 考 文 献 [1] 長 岡, 東, 山 田, 山 畑, MacOS X を 中 心 とした 次 期 教 育 用 計 算 機 システム, 高 専 情 報 処 理 教 育 研 究 発 表 会 論 文 集 第 30 号,pp303-306,2010 [2]アップル, MacOS X Server Snow Leopard,http://www.apple.com/jp/server/macosx/ [3]アップル -Education-, 3 万 人 が 利 用 する 情 報 教 育 システム UNIX 情 報 居 幾 用 端 末 として 採 用 された MacOS X, http://www.apple.com/jp/education/profiles/tkuv/ [4]ファロニクス 社, Faronics Deep Freeze http://www.networld.com.jp/faronics/deeepfreeze.htm [5]Nikkei Business Publications,Inc, Windows ユーザーに 贈 る Mac 乗 り 換 ガイド,ISBN978-4-8222-6912-8