学術情報処理研究 No.15 2011

教育用パソコンのネットワークブート起動時間に影響を与える要因の評価
An Evaluation of Factors Affecting the Boot-Up Timeof PXE Boot Terminals for Education.
浜元 信州 †, 三河 賢治 †, 青山 茂義 †Nobukuni HAMAMOTO†, Kenji MIKAWA†, Shigeyoshi AOYAMA†
hamamoto@cais.niigata-u.ac.jp
新潟大学 情報基盤センター †Center for Academic Information Service, Niigata University †概要
新潟大学では，平成 19 年 1 月に教育用コンピュータシステムを更改し，これまでのローカルブート形式の教育用パソコンから，ハードディスクを搭載しない，ネットワークブート形式の教育用パソコンに転換した．本システムの導入当初は教育用パソコンの起動時間が安定せず，これまでに様々な対策を講じてきた．このようなネットワークブート形式のシステムでは，教育用パソコンの起動時間に影響を与える要因を特定することが非常に難しく，ポイントのはずれた対策は莫大な時間とコストを浪費するだけである．新潟大学では，教育用パソコンの起動時間の短縮に効果的な要因を探るため，ネットワークブートサーバのハードディスク性能とネットワーク帯域を変更し，複数の組合せに対して教育用パソコンの起動時間を計測した．その結果，起動時間には，ネットワーク帯域の増強が大きく影響し，ハードディスク性能は大きく影響しないことが分かった．本論文で上記の実験結果を報告する．

キーワード
教育用コンピュータシステム，ネットワークブート，起動試験

Abstract
The educational computer system of Niigata university was replaced on January 2007 where diskless network
boot terminals based on preboot excution environment (PXE) boot are introduced for the educational computers.
However, the terminals boots much slower than the local boot termials which boot from local HDD. We tuned
the network wiring and the settings of the network boot terminals and add new boot servers to boot the terminals
faster. It is very diffecult to find suitble parameters affecting boot-up time of the network boot terminals because theparameters are differnet from that in the local boot terminals. To find the factors for faster boot of the terminals,
we measured the boot-up time of the terminals by changing network bandwidthes, HDD drives of the boot servers
and boot cache. We find the bandwidth of the network strongly affects the boot-up time. On the other hand, theboot-up time do not seriously changed by replacing the HDD and boot cache. In this paper, we describe the detailsof the result of our experiment.

Keywords
Computer system for university education, PXE boot system, experiment on boot-up terminals- 46 -原著論文

1

はじめにンス性が向上し，現在も教育用システム管理者の負担軽減に大きく貢献している．

パソコンの起動方法には，内蔵ハードディスクから起しかしながら，本システムの導入直後は，教育用パソ動する一般的なローカルブート形式と，ディスクイメーコンの起動時間が安定せず，100 台以上の一斉起動に対ジを外部のサーバ上で管理して，パソコンの起動に合して，全く起動できない端末，利用の途中で動作を停止わせてディスクイメージを配信するネットワークブーしてしまう端末，アプリケーションソフトウェアの動作ト形式がある．ネットワークブート形式では，パソコンが非常に重たい端末が少なからず見受けられた．この点に搭載するオペレーティングシステムやアプリケーショに関して，情報基盤センターでは，ンソフトウェアのハードディスクイメージをネットワークブートサーバ上で管理し，パソコンの起動に合わせて，ネットワークブートサーバからディスクイメージを配信し，パソコンが利用できるようになる．この形式では，ディスクイメージ全体を配信せず，必要なディスク(1) すべての教育用パソコンに対して，512MB から1GB にメモリを増設(2) 一部の教育用パソコンに対して，内蔵ハードディスイメージをパソコンのメモリ上に展開することができクを搭載る．このため，パソコンにハードディスクを搭載しない運用とディスクイメージを一元的に管理する運用が可能となり，導入コストや管理コストの削減に対する意識の高まりと相まって，多くの企業，教育機関でハードディスクを搭載しないネットワークブート形式のパソコンの(3) ネットワークブートサーバを増設(4) ネットワークブートサーバに対して，教育用パソコンの割り付けを変更導入が相次いだ．[1, 3, 4]
新潟大学は，本州日本海側ではじめて政令指定都市等の対策を行い，現在では，安定して教育用パソコンをとなった新潟市に立地している．また，新潟大学は，市運用している．一方で，新潟大学と同様のネットワーク内にほとんど同規模の本部を含む文理系キャンパスとブート形式の教育用パソコンを導入している他大学の教医歯学系キャンパスを有し，9 学部，7 大学院，2 研究育用システムと比較して，本学の教育用パソコンの起動所，1 総合病院から構成される総合大学であり，学生総時間は多少なりとも時間を要しているようであった．教数 12,676 人，教職員総数 2,265 人が在籍している．情育用パソコン単体の性能の向上，ブートサーバの増設，

報基盤センターは，新潟大学の教育用コンピュータシス

教育用パソコンの割り付けの調整によって起動時間がテム，基盤ネットワークシステムを管理，運用する責任短縮することは，上記の対策時に評価している．今回，部局であり，教育用コンピュータシステムについて，そネットワークブートサーバを何種類か準備して，教育用の導入から管理，運用を担当している．各キャンパスに端末の起動時間を計測する機会を得たので，ネットワーは，それぞれ 461 台，172 台の教育用パソコンが配置さクブートサーバのハードディスク構成とネットワークのれており，毎日 1,000 人以上の学生，教職員が情報リテ帯域を変更し，これらの組合せが教育用パソコンの起動

ラシー教育や研究に利用している．

時間にどのような影響を与えるか実験を行った．

新潟大学では，平成 19 年 1 月に教育用コンピュータシステムを更改し，これまでのローカルブート形式の教育用パソコンから，ハードディスクを搭載しないネッ2トワークブート形式の教育用パソコンに転換した．本学の教育用コンピュータシステムの構成は，各キャンパスの情報系サーバ室に，ユーザ認証用サーバ，ファイルサーバ（文理系キャンパスに集約），印刷サーバ，ネッ
トワークブート用の管理サーバ，ブートサーバ等を配置し，附属図書館，学務部，その他の主要な部局等に対して，教育用パソコン実習室を 15 教室，合計 633 台の教育用パソコンを展開した．本システム導入後，教育用パソコンのオペレーティングシステムやアプリケーションソフトウェアのハードディスクのイメージを情報基盤セ

教育用パソコンの起動試験に用いたネットワーク構成とサーバ機器等の配置の概要を図 1 に示す．これらの試験環境は，情報基盤センターのサーバ室で構築し，端末は情報基盤センターの実習室に設置してあるものを既存の配線を流用し接続している．図中の SV1，SV2，SV3 で示したネットワークブートサーバは，ヒューレットパッカード社製 Proliant DL160G6 を用いた．ネット
ワークブートサーバの構成を表 1 に示す．今回の起動試験では，SV1，SV2，SV3 ともに同一の CPU，同容量のメモリを搭載した．

ンターで一元的に管理することが可能となった．また，教育用パソコンを運用するための基幹サーバを情報系サーバ室に集約したことにより，サーバ機器のメンテナ

試験環境

ブートサーバのハードディスク性能が端末の起動時間に与える影響について，文献 [2] で詳しい評価が行われた．文献では，SSD をブートサーバに搭載することに- 47 -

学術情報処理研究 No.15 2011

PCs

SW21Gbps

1Gbps

表 3 に示す．表中，ネットワークブート用ソフトウェア

2Gbps
SV2 (C)

1Gbps

PCs

トウェアの組合せを変更して行った．試験環境の詳細を

SV1 (A,B)

SW1のバージョンを変更して起動試験を行った環境がある

SW32Gbps
1Gbps

が，これは，試験環境 G と H の環境を整備した時期にSV3 (D)同じバージョンのネットワークブート用ソフトウェアを2Gbps用意できなかったためである．したがって，試験環境 A(a) 試験環境 A，B，C，D の場合から F と，試験環境 G，H では，起動試験を行った時期が異なっていることに注意されたい．表中のディスクキャッシュについて，本試験で用いた PVS は，ディス

PCs

SW21Gbps

1Gbps

クイメージとの差分（ユーザがパソコンを利用すること

SV3

SW1によって生成されたテンポラリ領域の一時ファイル等）2Gbpsをパソコン側もしくはブートサーバ側の内蔵ハードディ

2Gbps
PCs

SW3

スクに保存する機能を持つ（これをディスクキャッシュ1Gbps機能とよぶ）．パソコン側でキャッシュする場合は，ネッ(b) 試験環境 E の場合

トワークブートサーバから配信されるディスクイメージとの差分をパソコンの内蔵ハードディスクにキャッシュし，サーバ側でキャッシュする場合は，ディスクイメージ

PCs

SW21Gbps

PCs

1Gbpsとの差分をブートサーバの内蔵ハードディスクにキャッSV3

SW1シュする．
2Gbps

図 1 のネットワーク機器について，SW1 はアラクサ

1Gbps

SW3ラ社製 AX3630S-24T2X である．SW2 と SW3 は試験1Gbps

環境によって機種が異なり，試験環境 A から F までで(c) 試験環境 F の場合は，SW2 はアラクサラ社製 AX2430S-48T，SW3 はアラクサラ社製 AX2430S-24T を用いた．試験環境 G，H
では，SW2 は 10Gbps のインタフェースが接続可能な，PCs

SW21Gbps

10Gbps2Gbps

能なネットワーク機器である．

SV2 (H)

8Gbps

PCs

AX2430S-24T2X，SW3 は，AX2430S-48T を用いた．
どちらもワイヤスピードでレイヤ 2 スイッチングが可SV2 (G,H)

SW1

SW32Gbps
1Gbps

2.1(d) 試験環境 G，H の場合

起動時間の測定

起動時間の測定は，各端末に自動ログインするよう設
図 - 1: 端末起動試験の試験環境（ネットワーク構成と定し，ブートサーバから端末に対して電源投入を指示しサーバ機器等の配置）．

た時刻と，各端末がファイルサーバ上の領域をマウントした時刻を計測し，両者の差を端末の起動時間とした．

よって，端末の起動時間が短縮される，との結論を得た． ログイン画面が表示されるまでの時間ではないので注
また，福岡大学では，ブートサーバに SSD を搭載した 意されたい．
教育用システムが稼働している [1]．SSD は高価な製品

各端末は Wake on LAN 機能に対応し，PVS はマジッであるため，残念ながら，今回の起動試験で SSD を用クパケット送信機能を有している．そこで，ブートサーバ意することができず，SSD を用いた起動試験を見送る

から端末に電源投入を指示した時刻は，PVS のマジックこととなった．また，ネットワークブート用ソフトウェパケットを一斉に送信する機能を利用し，ブートサーバ

アは，シトリクス社製 Provisioning Server（PVS）を用からマジックパケットの送信を指示した時刻とした．端いた．また，パソコンは，複数台のデル社製 Optiplex

末に対してマジックパケットの送信を指示すると，ブーGX620（スモールファクタ）を用いた（図中，PC）．起動試験に用いたパソコンの構成を表 2 に示す．

トサーバは全端末に対してマジックパケットを送信する

起動試験は，レイヤ 2 スイッチ間のネットワーク帯ので，本試験では，マジックパケットの送信を指示したのであるが，全端末に同時に送信しているわけではない

域，ネットワークブートサーバのハードディスク構成， 時刻を基準とした．
一回の端末の起動時間の測定方法は，起動時間の最もディスクキャッシュの有無，ネットワークブート用ソフ短い端末の起動時間と，起動時間の最も長い端末の起動- 48 -

原著論文

表 - 1: ネットワークブートサーバの構成一覧．全ての

表 - 2: 教育用パソコンの構成一覧（デル社製 Optiplex

サーバについて，CPU 型番はインテル社製 Xeon E5504， GX620 スモールファクタ）．
メモリ容量は 4GB である．
構成部品

名称

サーバ

HDD I/F

回転数／分

RAID 構成

CPU 型番インテル社製 Pentium4SV1SV2SV3

SAS 2.0
SATA 3G
SATA 3G

15,0007,200
7,200110

メモリ容量（2.8GHz）
1GB（512MB × 2）
東芝社製 MK1655GSX

HDD（160GB，5,400 回転，SATA）

OS
時間を除いた，残りの端末の起動時間の平均を求めた．

マイクロソフト社製

Windows XP SP3

また測定のばらつきを抑えるため，一斉起動を 3 回行
い，3 回の平均を平均起動時間として表 4，5，6 に記載した．本試験の一斉起動は，PVS のマジックパケット3.1を送信するタイミングに依存しているが，実運用において，端末が全くの同一時刻に一斉に起動することはあり得ないので，本測定は，実運用のための参考値として十分な意味をもつと考えている．

ブートサーバのハードディスク構成

次に，端末の台数を 40 台に固定して，試験環境の Aから F について，一斉起動の実験を行った（表 5 参照）．
ブートサーバのハードディスクの性能に注目すると，試験環境 A，C，D は，ネットワーク環境は同一で図 1(a)に示した構成であり，ブートサーバのハードディスクの3性能だけが異なる環境である．そこで，試験環境 A，C，試験結果D の結果を比較していこう．表 1 に示したとおり，試はじめに，試験環境を A に固定して，基準となる起動

験環境 A では，ブートサーバ（SV1）は，SAS 2.0 イ試験を行った．試験環境 A のネットワーク環境は，表 3， ンタフェース，15,000 回転／分のハードディスク 2 台
および，図 1(a) に示したとおり，SW1 と SW2 との間 の RAID1 構成である．試験環境 C では，ブートサーの帯域を 1Gbps，SW2 と SW3 との間の帯域を 1Gbps， バ（SV2）は，SATA 3G インタフェース，7,200 回転
SW1 と SW3 との間を接続していない．また，試験環 ／分のハードディスク 2 台の RAID1 構成である．試境 A のブートサーバ（SV1）は，SAS 2.0 インタフェー

験環境 D では，ブートサーバ（SV3）は，SATA 3G イ

ス，15,000 回転／分のハードディスクで RAID1 を構成

ンタフェース，7,200 回転／分のハードディスク 2 台のする．

RAID0 構成である．ハードディスクの構成から，ハー起動試験は，1 台から 50 台の端末を一斉に起動して， ドディスクのアクセス性能に関して，試験環境 A と Dその起動時間を計測した（表 4 参照）．試験環境 A は， がほとんど同等であり，試験環境 C が劣る．
SW2 に 30 台の端末を接続し，SW3 に 20 台の端末を接

表 5 から，試験環境 A の平均起動時間が 4 分 8 秒で続している．表中，一斉起動の端末台数が 30 台以下の最も速く，試験環境 C の平均起動時間が 4 分 21 秒で最起動試験では，SW3 に接続された端末を起動しないよも遅い結果となった．また，試験環境 D の平均起動時

うに設定し，SW2 に接続された端末に対して，指定台間は 4 分 12 秒であった．ハードディスクの構成の違い数が起動するよう設定している．また，一斉起動の端末が平均起動時間に忠実に反映された結果となったが，試台数が 40 台の起動試験では，SW3 に接続された 10 台

験環境 A と C の平均起動時間の差は 13 秒であり，平の端末を起動しないように設定している．

均起動時間が 4 分を超える環境下でのこの差は，有意端末の台数が 1 台の場合，起動時間は 1 分 22 秒であっであるとは言い難い．

た．試験環境 A では，一斉起動する端末の台数の増加

この結果から，ブートサーバに内蔵するハードディスにともない，端末の起動時間が増加する傾向にあり，端クの性能を向上させても，端末の起動時間の短縮には末の台数が 50 台の場合，1 台あたりの平均起動時間はあまり貢献しないと言えそうである．この点に関して，

4 分 31 秒に達した．端末の台数が 30 台を超えると，台数の増加に対して，1 台あたりの平均起動時間の増加が少ない傾向にあるが，おおむね，台数に比例した起動時

ネットワークブートでは，端末の起動に必要なディスク間の延長が認められる．

むしろブートサーバのメモリ上にキャッシュされたディ

イメージの容量は比較的小さく，各端末がブートサーバのハードディスクに直接アクセスしているというより，スクイメージの内容にアクセスしていると考える方が自然であろう．

- 49 -

学術情報処理研究 No.15 2011

表 - 3: 端末起動試験の試験環境一覧（ネットワーク帯域，ブートサーバ構成，ディスクキャッシュ設定，ネットワークブート用ソフトウェアのバージョン）．
試験環境

3.2

帯域

帯域

帯域

ブートサーバディスク

ソフトウエアのSW1〜SW2

SW1〜SW3

SW2〜SW3（台数）キャッシュバージョン

A
B
C

1Gbps
1Gbps
1Gbps

無1Gbps
1Gbps
1Gbps

SV1（1 台）SV1（1 台）SV2（1 台）パソコン

無PVS 5.6
PVS 5.6
PVS 5.6

DE

1Gbps
1Gbps

無1Gbps2Gbps

SV3（1 台）SV3（1 台）

パソコン

F
G
H

1Gbps
10Gbps
10Gbps1Gbps
無無無SV3（1 台）
SV2（1 台）SV2（2 台）パソコン

無無8Gbps
8Gbps

ディスクキャッシュ機能

サーバ
パソコン
パソコン
パソコン
パソコン

PVS 5.6
PVS 5.6
PVS 5.6
PVS 5.6(SP1)
PVS 5.6(SP1)

表 - 4: ブートサーバ 1 台に対する端末 1 台あたりの平本試験で用いたネットワークブート用ソフトウェアの均起動時間．

PVS は，ディスクイメージとの差分（ユーザがパソコンを利用することによって生成されたテンポラリ領域の試験環境

端末台数

平均起動時間一時ファイル等）をパソコン側もしくはブートサーバ側

A

1

1:22の記憶装置に保存する機能をもつ．ブートサーバ側の記A
A

1020

2:18
3:21

AA
A

30
40
50

3:57
4:08
4:31

憶装置に保存する場合は，端末毎にディスクイメージとの差分を保存している．
前節の起動試験（表 5 参照）では，試験環境 A と B は，ネットワーク環境とブートサーバ性能が同一で，ディスクキャッシュ機能の設定内容だけが異なる環境である．
そこで，試験環境 A と B の結果を比較していこう．試験環境 A は，ブートサーバ側のハードディスクにキャッ

表 - 5: 端末 40 台の一斉起動に対する端末 1 台あたりのシュを保存するよう設定を行った．内蔵ハードディスク

平均起動時間．

は，SAS 2.0 インタフェース，15,000 回転／分のハー試験環境

ドディスク 2 台の RAID1 構成である．一方，試験環境

B は，端末側のハードディスクにキャッシュを保存するよう設定を行った．表 2 から，内蔵ハードディスクは，SATA 3G インタフェース，5,400 回転／分のハードディ
スク 1 台の構成である．内蔵ハードディスクの性能を比較すると，ブートサーバに内蔵するハードディスクの方が端末に内蔵するハードディスクよりも高性能で

端末台数

平均起動時間

A

40

4:08

BC40
40

4:08
4:21

DEF404040

4:12
3:57
3:16

あるが，起動する全端末からネットワーク経由（帯域1Gbps）でアクセスされることになる．
表 5 から，試験環境 A の平均起動時間は 4 分 8 秒で，3.3

ネットワーク環境

試験環境 B の平均起動時間も 4 分 8 秒であった．この次に，ネットワーク構成の違いが端末の起動に影響結果から，ディスクキャッシュ機能をブートサーバ側でを与えるかについて考察する．最大の帯域が 1Gbps で有効にするか，端末側で有効にするか，の設定の違いあるネットワーク環境に限定すると，前節の起動試験が，端末の起動時間の短縮にはあまり貢献しないと言（表 5）では，試験環境 D，E，F は，ブートサーバ性能えそうである．実際，試験環境 A のブートサーバ上のが同一で，ネットワーク環境だけが異なる環境である．

ディスクキャッシュの保存領域を確認したところ，端末そこで，試験環境 D，E，F の結果を比較していこう．

毎の差分はほとんど保存されておらず，ディスクキャッ

試験環境は，SW2 に 30 台の端末，SW3 に 10 台の端末シュ機能を利用した形跡は認められなかった．

を接続し，合計 40 台の端末を一斉起動している．

- 50 -

原著論文

試験環境 D は，図 1(a) に示すとおり，SW2 と SW3との間の帯域を 1Gbps，SW1 と SW3 との間を接続していない．試験環境 E は，図 1(b) に示すとおり，SW2

表 - 6: 端末 50 台の一斉起動に対する端末 1 台あたりの平均起動時間．と SW3 との間の帯域を 2Gbps に増強し，SW1 と SW3

試験環境

端末台数

平均起動時間A50

4:31GH5050

3:242:50との間を接続していない．試験環境 F は，図 1(c) に示すとおり，SW2 と SW3 との間を接続せず，端末側の 2台のスイッチを SW1 にそれぞれ帯域 1Gbps で直接接続している．試験環境 D，E と試験環境 F とのネットワーク構成上の大きな違いは，SW1 と SW2 との間の帯域がボトルネックにならないように構成されている点動時間に関して，有意な差が生じている．ブートサーバである．したがって，ネットワークの構成上，試験環境について試験環境 A のハードディスク構成の方が高性F の平均起動時間が最速であることが期待される．

能であることを考えると，ネットワーク環境を高速化す
表 5 から，試験環境 D の平均起動時間は 4 分 12 秒， ることは，端末の一斉起動に対して，大きな影響を与え試験環境 E の平均起動時間は 3 分 57 秒，そして試験環 ると言えそうである．

境 F の平均起動時間は 3 分 16 秒であった．したがって，
試験環境 D と E の平均起動時間の差は 15 秒，試験環
境 D と F の平均起動時間の差は 56 秒である．ネット

3.4

ワークの構成に起因すると思われる有意な差が生じた．
前節の実験結果からも，ネットワークブートに利用されるディスクイメージの大きさは小さいと思われるが，試験環境 D と E においても，平均起動時間に差が生じた．この結果から，ネットワーク帯域が 1Gbps 程度で最後に，ブートサーバの台数の違いによる起動時間への影響について考察する．試験環境 H は，試験環境 Gのネットワーク環境と同一の構成で，さらに G で用いたブートサーバを 2 台用意して，端末 50 台を一斉起動させる．

は，SW2 と SW3 との間もボトルネックになっていると考えられる．

ブートサーバの台数

表 6 から，試験環境 G の平均起動時間は 3 分 24 秒，
試験環境 H の平均起動時間は 2 分 50 秒であった．両環

この推論を検証するため，新規に試験環境 G，H を構築して，端末 50 台を一斉起動する実験を行った（表 6 参照）．ただし，表中，試験環境 A の平均起動時間は表 4に示した結果から抜粋したものであり，平均起動時間の比較のために掲載している．試験環境 A は，図 1(a) に境の平均起動時間の差は 34 秒である．ネットワーク環
境の高速化との相乗効果もあり，端末 50 台の一斉起動に対して，非常に高速な結果を得た．この結果について，ブートサーバの台数が増加したことにより，各サーバの負荷が効果的に分散されたと言える．

示すとおり，SW1 と SW2 との間の帯域を 1Gbps，SW2と SW3 との間の帯域を 1Gbps で接続している．これに対して，試験環境 G は，図 1(d) に示すとおり，SW1 と3.5

試験環境と現行システムとの比較

SW2 との間の帯域を 10Gbps，SW2 と SW3 との間の試験環境は，現行の新潟大学教育用コンピュータシ帯域を 8Gbps（1Gbps × 8 でリンクアグリゲーション）ステムの一部を利用して構築した．端末，認証サーバ，にそれぞれ増強している．しかしながら，ブートサーファイルサーバは，現行システムで実際に運用しているバは同一の構成を用意することができなかったので，試機器を利用した．一方，ブートサーバは，サーバ機器，験環境 A のハードディスク構成の方が高性能なものとソフトウェアともに本試験のために別に用意したものなってしまった．試験環境 A と G，H の端末の接続形である．ネットワーク機器は，SW1，SW2，SW3 を本
態は若干異なり，試験環境 A は，SW2 に 30 台の端末，試験のために別に用意し，現行システムの配線のみを
SW3 に 20 台の端末を接続しているが，試験環境 G と流用して，端末とブートサーバを接続した．認証サーバ
H は，SW2 に 10 台の端末，SW3 に 40 台の端末を接続とファイルサーバは，実運用への影響が大きいため，現して，一斉起動を行った．
行システムの配置のまま利用し，SW1 は，認証サーバ
表 6 から，試験環境 A の平均起動時間は 4 分 31 秒，とファイルサーバへの通信を行うため，現行システムの試験環境 G の平均起動時間は 3 分 24 秒であった．両環L3 スイッチに接続した．
境の平均起動時間の差は 1 分 7 秒である．試験環境 A
ブートサーバは，本試験のために別に用意したものでと試験環境 G では，ネットワークブート用ソフトウェあるが，現行システムのブートサーバの構成は，Xeonアのバージョンも異なるため，端末起動のタイミングも3.2GHz × 1，メモリ 2GB，内蔵ハードディスク 80GB異なっている．しかしながら，それを加味しても両者は（15,000 回転／分，UltraSCSI320），ネットワークブー1 分以上の差が開いており，この実験結果から，平均起- 51 -

学術情報処理研究 No.15 2011

ト用ソフトウェアは Ardence 3.5 である．本試験に利用増強することにより，起動時間の短縮に大きく貢献するしたブートサーバの構成と比べ，性能が低い．と言える．一方で，ネットワークが 1Gbps の環境では，現行の教育用コンピュータシステムでは，端末を設置ハードディスクのアクセス性能を増強しても，起動時間している各実習室の L2 スイッチと情報基盤センターにの短縮に対しては，大きな効果がないことが分かった．

設置している L3 スイッチを帯域 1Gbps の光ケーブルネットワークを増強した上でハードディスク性能を向上で接続し，各実習室の端末台数に応じて L2 スイッチをさせた場合には，相乗効果が期待されるが，ネットワーカスケード接続している．試験環境 A のネットワーク

ク帯域が 1Gbps の場合には，ネットワークの増強がま構成は，本学の実習室のネットワーク構成とほとんど同ずは優先であるといえる．

等である．この試験環境 A の試験結果では，端末 50 台広帯域のネットワークの重要性は認識されていたが，の平均起動時間は 4 分 31 秒であったが，これは，ブー今回の実験結果からより明確にコストの比較が可能とトサーバの性能差にも関わらず，現行システムの平均起なった．ネットワークシステムを含めた，今後の教育用動時間とほとんど同じであった．

コンピュータシステムの設計に寄与したい．

本学では，平成 19 年 1 月の教育用コンピュータシス
テム更改以後に，何度かネットワークブートシステムを補強した．そのうちの一つとして，ブートサーバを追謝辞

加し，起動時間の短縮を行っているが，その時の検証で本試験の実施にあたり，試験環境の構築にご協力を賜も，起動時間の短縮には，ブートサーバの性能の向上はりました東日本電信電話株式会社に感謝の意を申し上

概して影響が少なく，むしろブートサーバ 1 台あたりにげます．

割り当てる端末数の分散による効果が高いことは確認していた．今回の起動試験でも，3.4 節で述べているよ

参考文献

うに，同様の結論が導かれた．
また，導入当初はディスクキャッシュ機能をサーバ側に保存して運用していたが，導入後，パソコン側にディ[1] 藤村丞，“ネットブート型 PC による大規模情報処スクキャッシュを保存するよう変更を行った．3.2 節に示した通り，ディスクキャッシュをパソコン側，サーバ理教育環境の構築”，情報教育研究集会講演論文集（CD-ROM 版），B1-3，京都，Dec. 2010．

側のどちらに保存しても，起動時間には影響がないこ[2] 宅間広大，桝田秀夫，“ネットワークブートシステムとが分かったが，起動後のソフトウエア利用時についてにおけるディスク性能の影響とその評価”，インターは，パソコン側にディスクキャッシュを保存した方が，ネットと運用技術シンポジウム 2009 論文集，No.15，端末の操作性の向上に貢献することが実際の運用で確
pp.47-52，Dec. 2009．
認されている．
[3] 鈴木徹，三村泰成，宝賀剛，“鶴岡高専の Vista ネッ
トブート型教育用電算システム”，高等専門学校情4

報処理教育研究発表会論文集，No.28，pp.205-208，

結論

Aug. 2008．

本論文では，新潟大学の教育用コンピュータシステム[4] 佐々木芳弘，正木忠良，小林俊央，鷲谷貴洋，西田眞，
中村雅英，“シンクライアントによる教育用端末環境末の起動時間に影響を与える要因を実験的に評価した．の構築”，情報処理学会研究報告，Vol.2008-IOT-2，端末の起動時間を短縮するため，端末に対して，大容量No.12，pp.61-66，July 2008．
メモリを増設したり，ブートシステムの設計に対して，の一部の環境を利用して，ネットワークブートによる端ブートサーバ 1 台あたりの端末の割り付けを変更したり等，システム導入以降，いくつかの対策を行ってきた．
しかしながら，これまでの対策は（当然のことながらコスト的に）実現可能な範囲のものであって，抜本的な解決に至らなかった．
今回，帯域 10Gbps のネットワーク機器を用いて端末の起動実験を行い，限定的な実験の中で重要な知見が得られた．表 6 から，試験環境 G は，端末 50 台の一斉起動に対して，1 台あたりの平均起動時間およそ 3 分を達成している．ネットワークを 1Gbps から 10Gbps に- 52 -