教育システムの安全かつ快適なクラウドサービス利用について～関西大学のクラウドへの取り組み～

学術情報事務局 システム管理課
柿本 昌範

2013.1.28 SS研システム技術分科会 2012年度第2回会合

目次

1

関西大学の概要
導入の動機・背景
システム概要メールサービスの検討
ファイルサービスのクラウド化とその効果
学術ネットワーク（SINET）の利用
関西大学のクラウド化
今後の展開

2013.1.28 SS研システム技術分科会 2012年度第2回会合

関西大学の概要

2

大学概要

 明治19年（1886年）創立 120余年の歴史と伝統
 「考動する関大人」－自らの頭で自主的によく考え、自律的かつ積極的に行動する

 13学部・12大学院研究科・3専門職大学院を擁する総合大学
 学生数 約30,000人、教職員数3,300人（平成24年7月現在）

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関西大学の概要

3キャンパス キャンパス一覧
 千里山キャンパス

 天六キャンパス

法・文・経済・商・社会・政策創造・外国語
システム理工・環境都市工・化学生命工学
および大学院
関西大学第一高等学校・中学校・幼稚園 高槻キャンパス

 北陽キャンパス

総合情報学部総合情報学部および大学院

関西大学北陽高等学校・中学校

 高槻ミューズキャンパス

 南千里国際プラザ

社会安全学部および大学院
関西大学高等部・中等部・初等部

 堺キャンパス
人間健康学部

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留学生別科(日本語・日本文化教育プログラム進学コース)

関西大学の概要

4

ITセンターの概要

ITに関する全学共同利用施設
学内のICT環境を整備し、学習や研究活動、学内事務を支援

教員：所長1名、副所長1名、所員5名
職員：専任26名、非常勤11名（システム管理課、システム開発課）【主な業務】□学内IT化施策の企画立案□ネットワーク運用管理□教育研究用コンピュータシステムの運用管理□マルチメディア教育・研究推進事業□事務用コンピュータの運用管理□業務システムの企画・開発・運用・保守

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関西大学の概要

5「KAISER」（KAnsaI university SciEnce infoRmation network）
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導入の動機・背景

6

現行システムの課題解決

クラウド化の第一歩

増え続けるサーバの運用コスト削減• 新システムに更新する毎にサーバ台数が増える

２１台のサーバを仮想化サーバに集約
リソースの最適化によるICT環境の効率化が必要• 容量の１００％は使われないファイルサーバ

クラウド型オンラインファイルサービスの利用
２４時間３６５日ノンストップ運用• 法定停電時でもサービス継続

データセンター利用

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導入の動機・背景

7

ICTインフラの構想
ＮＷ

ユビキタス環境の提供(統合無線LAN環境)

認証

システム更新の範囲

全学認証統合クライアント・サービス環境(IDM化/SSO化)

シンクライアント／雛形管理

可変リソースの一部IaaS化

サーバ環境(サービス単位の切り出し）

統合認証強化

認証・ID管理クラウド連携(スマートデバイス認証統合、学認連携化）

デスクトップ仮想化(学内DaaS)

共通サービスのSaaS化

学内クラウド化(学内IaaS) 相互連携

クラウド環境化整備完了

パブリック(IaaS)
サーバ集約

ＩＤＣアウトＩＤＣアウト(メール、ファイル、認証サーバ）（インターネット系サーバ群）

セキュリティ強化
災害対策強化ICTリソース再仕分け

ＩＤＣアウト（主要サーバ群）

クラウド再仕分け

従来

今回

２～３年後

数年後

サーバ集約/統合化の開始
端末管理の容易化

クラウド化の開始

いつでもどこでも直ぐにＩＣＴが使える環境の提供

クラウド化の完了
SaaS化の促進

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導入の動機・背景

8

クラウド化による将来像
Publicクラウド

関西大学キャンパス

SaaS（共通サービス等）
IaaS,PaaS

千里山キャンパス（動的アウト、Webフロント）

IDaaS(ID管理クラウド)高槻キャンパス
認証・ID連携

動的にスケールアウト(IaaS)

ＩＤＣ

高槻ミューズキャンパス
堺キャンパス

サービス利用天六キャンパス

学内クラウド(Private)：A
リソースプール
IaaS、DaaS

学内のICT
リソースの集約
関西大学環境

ID管理

サービス毎の最適配置

残すべきサーバ群

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システムの概要

システムのクラウド化

仮想化技術によるサーバ集約化
データセンター（明石IDC）へのハウジング化/最適な配置• まずは止められないサービスをデータセンターへ• DNS• 認証システム• メールシステム（Webメールを含む）

ファイルサービスのクラウド化
学内との認証連携によるシームレスな利用

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9システムの概要

10

システムのイメージ富士通 明石システムセンター

関西大学 千里山キャンパス
基幹IAサーバ
PRIMEQUEST

基幹IAサーバ
PRIMEQUEST

ID・認証
情報同期

認証サービス
メールサービス
ファイルサービス

仮想化
仮想化

ストレージ
認証サーバ

認証サー
バ

…

ETERNUS

…

学術情報ネットワーク

オーガニックストレージⅡSINET4
教室
授業利用

学生・教員

自宅など

インターネット
学生や教員自習利用

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メールサービスの検討

11

メールサービスの形態
要件

２４時間３６５日運用
利用方法は現状通り
利便性は向上させる
アウトソース（SaaS)

オンプレミス• 運用管理負荷が高い• セキュリティレベルの維持に対策が必要• 運用ルールの徹底は容易• 運用管理負荷は低い• セキュリティ対策はベンダーにお任せ
有料
・自社システムよりコスト増（本学はユーザが多い）
・法的コンプライアンス対策は、契約もしくは約款でアウトソース（ホスティング）• 運用はほぼオンプレミスと同様

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無料・コスト低減
・損害賠償の問題
・恒久的なサービスの維持・サービスベンダーがビジネスに利用する可能性があるメールサービスの検討

12

無料のメールサービスは

Google Apps
for Education

Microsoft
Live@edu• スマホで使うのに便利• 米国との契約• プライバシーは？

• Windowsとの親和性• 一応国内契約• Microsoftは…

Yahoo!メール
Academic Edition• 使いやすいＵＩ• 国内契約• よく悪用されているデータセンターのハウジングでのメールサーバ運用を選択
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メールサービスの検討

13

関西大学のメール

関西大学メールシステム（教員・学生）• 主に教員、学生が利用するメール• 学業成績等、機密情報が流れる可能性がある。
• セキュリティ対策はユーザ自身で（暗号化、パスワード）

データセンター2013.1.28 SS研システム技術分科会 2012年度第2回会合

事務職員メール

研究室、プロジェクト管理のメール• 業務用メール• 機密情報もやりとりされる• サーバ運用は各組織で行う• 各学舎にサーバ設置

学内で運用

ファイルサービスのクラウド化とその効果

14

ファイルサービスの要件

ユーザ一人あたり1GBの容量を確保
最大1GB×30,000人=30TB
コストは極力抑えたい
学内に端末は約2000台、学外からも利用する
データのセキュリティは確保するレスポンスは落ちないように

学内運用と全く同様の利用性• 認証も含めて従来の利用継続性を担保
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ファイルサービスのクラウド化とその効果

15

クラウドファイルサービスの検討
問題点

DropboxGoogleDrive

セキュリティ対策

クラウドファイルサービス
SkyDrive

iCloud(Microsoft)(Apple)海外サーバへのデータ保管
課金がユーザー単位検討の結果IaaSの富士通オーガニックストレージを採用
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ファイルサービスのクラウド化とその効果

16ITセンターのＺドライブサービス

ITセンターでは、関西大学の学生・教員のファイルを保存するためにファイルサーバを導入し、各個人ごとの領域を割り当てています。
ITセンターやサテライトステーションのパソコンからファイルサーバ（Ｚドライブ）を利用することができます。
またWebブラウザを利用することで、個人研究室やその他の学内のパソコン、学外のパソコンからアクセスすることができます。
ITセンターのパソコンでZドライブに保存したファイルを、サテライトステー ションのパソコンで開いたり編集したりできる。 ※「施設案内」－「データを保存するには」のファイルサーバ（Zドライブ）を参照してください。
（施設間でのファイルの共有）

Webによるファイルサーバアクセスを利用すると、ITセンターやサテライトス テーションのパソコンでZドライブに保存したファイルを、自宅で開いたり編集 したりできる。
（自宅と大学間でのファイルの共有）
Webによるファイルサーバアクセスを利用すると、個人研究室で作成しZドライブ に保存したファイルを、自宅で開いたり編集したりできる。
（自宅と個人研究室 でのファイルの共有）

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ファイルサービスのクラウド化とその効果

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クラウド利用による過剰コストの抑制• 運用ライフサイクルコストの削減– 導入コスト削減・リプレース費用削減– 運用コスト削減

ファイルサーバの無駄をなくす！
• オンデマンド利用

オーガニックストレージ
サービスⅡ– 利用量に応じた料金
無駄

全体
３０ＴＢ

必要な時に追加

ｘｘＴＢ

学生のホームディレクトリ領域
1人１ＧＢ×３０，０００人の容量のストレージを用意

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利用ｘｘＴＢ

ｙｙＴＢ

利用量に応じたサービス利用

コスト削減
利用者サービス向上

ファイルサービスのクラウド化とその効果

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オンラインストレージサービスについて
関西大学
IDM

明石システムセンター
利用者情報

UnifIDone

ホームディレクトリ作成（スクリプト）(アクセス権設定/クオータ設定)
オーガニックストレージ

ユーザー作成IDC
clboxサーバ
ActiveDirectory

認証・連携
ActiveDirectoryのHomePass情報参照

学内ActiveDirectory
認証

認証

遅延による想定応答時間は、12ｍｓのため充分に利用に耐える環境となっている

利用者

SINET

ホームドライブマウント（Zドライブ）インターネット

学外
インターネット

利用者

現環境はWIndows領域として1人500MB保証するための容量を確保。全体の実利用量として1TB程度にとどまっているため、適切な容量にてサービスできる。

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ファイルサービスのクラウド化とその効果

オーガニックストレージは本当に使えるのか
SINET4に接続できる設備を富士通では持っていない
SINETに接続されている富士通ユーザの大学間で、接続試験を実施

関西地方の富士通施設ではオーガニックストレージを体感できる環境がない
オーガニックストレージを採用している関西某企業にてヒアリングの実施
富士通本社にて館林システムセンターのオーガニックストレージを体感し、レスポンスタイムの測定

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ファイルサービスのクラウド化とその効果

20

ネットワーク遅延における課題レイテンシ（遅延）の問題
ファイル共有で利用するＣＩＦＳプロトコルの特性上、ネットワーク上のレイテンシ（遅延）は、利用者の体感レスポンスに影響する可能性がある¾ 大阪～館林IDC（群馬県）との距離¾ SINET経由で運用に耐えられない可能性

近接県の明石IDC（兵庫県）で検討
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ファイルサービスのクラウド化とその効果

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ネットワーク遅延検証結果
１．関西大学とXX大学とのSINET(※1)を利用した遅延測定結果 （ping応答時間を測定）《結果》
平均：約4ms～6ms※ 2012年4月17日10:00 ～ 18日10:00にて検証
21ｍｓ以上の遅延発生率：0.6％（193回/32307回）
２．ファイルオープン/クローズ時間の測定結果（擬似的な遅延環境にて測定）《結果》

上段：ファイルオープン
下段：ファイルクローズ

5MB

10MB

5MB

10MB

5MB

10MB

（Wordファイル）（Wordファイル）（EXCELファイル）（EXCELファイル）（PPTファイル）（PPTファイル）00:13.5
00:10.5

00:05.7
00:11.5

00:08.7
00:12.8

00:16.4
00:15.2

00:20.7
00:33.1

遅延 20ms （上り下り10ms）
転送時間分:秒

00:05.8
00:09.2

３．複数ファイルをコピーした測定結果（擬似的な遅延環境にて測定）
1ファイル１MBのファイルを用意
《結果》
50MB

100MB

500MB

50MB

100MB

500MB

2GB

（1ファイル）（1ファイル）（1ファイル）（50ファイル）（100ファイル）（500ファイル）（2000ファイル）

00:09.3

00:44.3

00:38.4

01:16.7

06:36.2

11:05.8

遅延 20ms(上り下り10ms)
転送時間分:秒

00:04.7

応答時間も平均20ｍｓ以内であるため、運用への影響は少ないと考えられ、21ｍｓ以上の遅延発生率はネットワークの揺らぎの範囲と考えられます。

ファイルサーバ機能を明石SCへ設置することは可能と判断
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ファイルサービスのクラウド化とその効果

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想定環境（ＳＩＮＥＴ）での検証を実施

オーガニックストレージとして２０ｍｓ以内の遅延がｍｕｓｔ！
レイテンシを確認
関西地区Ａ大学

館林ＳＣ

距離約３６０ｋｍ

３０ｍｓ以上の遅延

ＮＧ
関西大学

距離約３０ｋｍ

関西Ｂ大学

平均４～６ｍｓの遅延

ＯＫ
関西大学

21ｍｓ以上の遅延発
生頻度0.8％未満距離約５０ｋｍ

明石ＳＣ

平均１２ｍｓ程度の遅延であると想定運用に問題ないと判断
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ファイルサービスのクラウド化とその効果

23

想定環境（ＳＩＮＥＴ）での検証を実施

２０ｍｓの遅延での運用性の確認
オーガニックストレージ ネットワーク遅延発生装置

クライアントPC← ２０ｍｓの遅延 →ファイルオープン／ファイルクローズで学内環境と比較
30
25秒

20

学内環境ファイルオープン
検証環境ファイルオープン
学内環境ファイルクローズ
検証環境ファイルクローズ

15
10
50
Word 5MB Word 10MB Excel 5MB Excel 10MB PPT 5MB

PPT 10MB

運用に問題ないと判断
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ファイルサービスのクラウド化とその効果

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導入後のネットワークレスポンス（１）(1) 1ファイルオープン/クローズ操作
オーガニックストレージ上のホームディレクトリに、保存されているファイルが開くまでの時間を測定し、検証時と比較
5MB
Word稼働後（10月30日）転送時間
分:秒.ミリ秒

転送時間

00:02.4
00:03.3

分:秒.ミリ秒

00:02.4
00:03.7

10MB
EXCEL

5MB
PPT

10MB
PPT

00:03.7
00:03.2

00:07.0
00:05.6

00:04.1
00:04.1

00:04.5
00:05.5

遅延 20ｍｓ （上り下り10ms）（帯域100MB) ファイルを開く / 保存する

00:05.8
00:09.2

検証環境（3月時点）
転送時間

5MB
EXCEL

遅延 4ｍｓ ファイルを開く / 保存する

検証環境（3月時点）
分:秒.ミリ秒

10MB
Word

00:13.5
00:10.5

00:05.7
00:11.5

00:08.7
00:12.8

00:16.4
00:15.2

00:20.7
00:33.1

遅延 40ｍｓ （上り下り20ms）（帯域100MB) ファイルを開く / 保存する

00:10.700:15.2

00:11.7
00:24.0

00:08.1
00:07.3

00:11.8
00:22.2

00:18.8
00:28.1

01:05.9
ーレスポンス向上¾ レイテンシが想定より良好であったため、検証時よりもレスポンスが向上¾ 特に大きいファイルサイズでの結果が向上

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ファイルサービスのクラウド化とその効果

25

導入後のネットワークレスポンス（2）(2) 複数ファイルに対する操作
オーガニックストレージ上のホームディレクトリへファイルコピーを行い、転送時間を測定し、検証時と比較
50MB
1ファイル

500MB
1ファイル

50MB
50ファイル

500MB
500ファイル

00:06.0

00:05.1

00:57.9

稼働後（10月30日） 遅延 4ｍｓ
転送時間分:秒.ミリ秒

00:00.7

検証環境（3月時点） 遅延 14ｍｓ （上り下り7ms） （帯域100MB）
転送時間分:秒.ミリ秒

00:05.0

00:44.1

00:29.8

05:12.3

検証環境（3月時点） 遅延 20ｍｓ （上り下り10ms） （帯域100MB）
転送時間
分:秒:ミリ秒

00:04.7

00:44.3

00:38.4

06:36.2¾ SINET環境が想定以上に安定しており、検証環境より稼働後の実環境の方が良好なレスポンス（遅延4ms～数ms以内）を得ている

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レスポンス
向上

学術ネットワーク（SINET）の利用

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ネットワークに対する要件

ネットワーク回線費用

学内キャンパスと学内統合認証基盤の削減

同レベルのセキュリティの利用

プライベートアドレス

データセンター単独の運用でサービス継続可能

SINET4による接続
L2VPNサービスの利用
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学術ネットワーク（SINET）の利用

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千里山キャンパス・データセンター間ネットワーク構成
インターネット回線
IDC設置のサーバ群にSINETが利用できない場合に緊急用回線として利用する。

インターネット商用
100Mbps

100Mbps
関西大学千里山キャンパス

明石SC

BGPルータSINET網
サーバ群

明石コアW
FW

公開サービス
IDC設置の公開サービスサーバ群
サに関しては、SINETから外部公開を行う。

学外向けFW

NTT局
兵庫 Ａ１

NTT局
大阪 Ａ２

SINET-SW

SINET-SW

1Gbps

SINET-SW

教研トップSW

IDC向けL2SW

1Gbps
教研コアSW
教研コアSW

SINET L2VPNサービス
IDCに対するアクセスはL2VPNを用いて、学内セグメントをIDCまで延長する方式とする。
学内のプライベートセグメントからも直接のアクセスが可能。

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学内LAN

学術ネットワーク（SINET）の利用

28

学内ネットワークと同一環境での認証基盤¾ クラウド環境においても、学内と同一認証基盤を実現 （UnifIDoneによる連携）¾ ID管理基盤にて、学認用IDPや学部連携もID運用を完全自動化
認証システム

学認用IDPに直接連携

教育研究システム

IDM

利用者情報

ユーザー
作成/削除

差分ファイル

学認IDP

全件ファイルも活用
した連携強化

パスワード
配信

ユーザー
作成/削除

パスワード
配信
ホーム作成

学部連携

学部独自
ＡＤ

ポータルシステム

SSO

教研ＡＤ
共通
CSV

事務
ＡＤ

全学
LDAP

オーガニックストレージⅡ<サービス利用権限>

利用者情報表示システム
強制パスワード変更システム

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関西大学のクラウド化

29

クラウドのセキュリティ

学内データの持ち出しは、セキュリティ上問題あり

・SINET4のL2VPNサービスによって、ネットワーク的にデータセンターをサテライトキャンパス化する
・富士通オーガニックストレージサービスはプライベートアドレスによる運用が可能なクラウドサービス
・ハウジング利用のサービスに関し、サーバ管理はITセンターで行う学内キャンパスと同等にネットワークセキュリティ、かつ本学でサーバ管理を行うのであれば、以下のデータについては、データセンター利用は可能－学生と教員のメールデータ－教育研究用個人ファイル

ITセンター各種委員会で承認され、法人でも了承された
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関西大学のクラウド化

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関西大学のクラウド・コンピューティングの現状
適用

クラウドの形態
プライベート・クラウド

パブリック・クラウド

学内サーバ集約•仮想化サーバ

ハウジング••

データセンターにバックアップ（DR)メールサーバを国内データセンター
移行

ホスティング-DaaS(Desktop as a Service)・オープンPCコーナーを対象に検討中

IaaS(Infrastructure as a Service)

・ファイルサーバーを国内データセンターのストレージサービスに移行（オーガニックストレージ）

PaaS(Platform as a Service)

・統合ポートフォリオシステムとして学習成果物を蓄積

SaaS(Software as a Service)

・NetSuiteを使ったCRMシステム
・Cybozu(一部の部局)※ｅラーニングシステムやｅポートフォリオシステムのSaaSへの移行を検討中
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今後の展開

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教研サービス以外にクラウドの適用• 業務システムへの適用•人事、財務、学事（学籍、履修、成績…）は外出し不可•どんなシステムが外出しできるか•データ外出しの規定の制定が必要

パブリッククラウドの活用• 時間、データ量による従量課金制• 運用条件が当てはまるサービスのみ選定（大学にあった構成、セキュリティ面、管理面）•各種Webサーバ•グループウエア等（SaaS）•研究・開発基盤（PaaS）

学認との連携が可能なクラウドサービス• 本学の認証基盤が使えるサービス• アクセス制限等、セキュリティ対策が必要

SINET4接続サービスを持つデータセンターに• SINET4に接続しているデータセンターが有利• 回線費用の利用者負担が少なくなる

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おわり

32

ご清聴ありがとうございました

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