学術情報処理研究 No.15 2011神戸大学教育研究用計算機システム導入におけるシステム連携の取り組み

Integrated Intersystem Coordination for Kobe
Academic Information System for Education and Research
佐々木博史∗, 荻野哲男†

Hiroshi SASAKI, Tetsuo OGINO
神戸大学 情報基盤センター

Information Science and Technology Center, Kobe University
657-8501 兵庫県神戸市灘区六甲台町 1-1
1-1 Rokkodai-machi, Nada-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken 657-8501, Japan

神戸大学では 2011 年 1 月に，学内の情報基盤を実現するシステムとして，神戸大学教育研究用計算機システム (KAISER: Kobe Academic Information System for Education and Research) を導入した．大学におけるメールや教育用端末の利用など，情報通信技術の重要性は増々重要になり，多くの要求があがっている
一方，予算や人員についてはむしろ削減されているのが実情である．導入・運用コストの削減が叫ばれる中，サービスの向上をはかる上での神戸大学での取り組みについて紹介する．
キーワード : 教育研究システム，電子メール，NetBootテム，そして第 5 章で，本システムについてのまと1 はじめにめを述べる．

神戸大学情報基盤センターでは，2006 年 1 月（当時は学術情報基盤センター），学内の計算機シス

2 教育研究用計算機システム

テムを全学的に管理・運用するため，神戸大学統大学における教育や研究を支える情報基盤システ

合ユーザ管理システム (KUMA: Kobe University

ムには下記のような要求があり，その規模や範囲にIntegrated User Management System) を中核とついては，システムの更新を重ねるごとに広がりをする，教育・研究用計算機システムの導入を行っみせている．

た．そして，2011 年 1 月にシステム更新として，新・教育・研究用計算機システム KAISER (KobeAcademic Information System for Education andResearch) を行った．本論文では KAISER の特徴と，その設計や導入について述べる．第 2 章では，KAISER の概要，第 3 章ではサブシステムとしての電子メールシステム，第４章では教育用端末シス• 大学の学内共同利用システムとして，メールやWeb，教育用端末や無線 LAN などの利用を提供すること• 大学の全構成員が利用する大規模な情報技術の基盤として整備されること• 将来の利用者のニーズや利用状況に柔軟に対応可能であり，かつ，サーバダウンの際の障害復旧が容易であること∗ E-mail: sasaki@kobe-u.ac.jp† E-mail: togino@port.kobe-u.ac.jp- 20 -

原著論文- 21 -

学術情報処理研究 No.15 2011

切な管理が容易になっている．
サービス状態

3.2 新システムの設計

すべてのサービスは，非停止・停止・2006 年 1 月に整備された KUMA 及び教育・研完全停止の３状態を持ち，KUMA で管理され究用計算機システム，並びに 2011 年 1 月に更新した利用期限や申請者の操作により，状態の変た新教育・研究用計算機システム（KAISER）にお更が行われる．非停止は通常の利用状態で，利いては，旧システムの問題点を考慮し，用期限をすぎると停止状態になる．この状態で• １ユーザ１アカウントを原則とし，神戸大学には，一部機能（メールサービスの場合，転送機所属する者全員にメールアカウントを配布する能）のみ利用で，場合によっては，非停止状態ことで，誰もが自由に無料でメール利用を可能に移行することも可能である．これらの状態遷とする

移は KUMA からサブシステムへの連携スクリ• 受付用のメールアドレス運用においては，複数プト呼び出しによって実現されている．

人で電子メールアカウントを流用するのではな

このように，サービスの ID であるサービスアカ

く，メーリングリストサービスを新たに立ててウントと，その状態遷移を KUMA で一元管理し，収容する

KUMA とサブシステム間の通信インターフェース• 学部・研究室レベルで立てられたメールサーバを統一することで，利用者・運用者の双方にとっの管理労力低減・セキュリティインシデントのて，サービスの統一した利用や管理が可能になって削減を目指し，センターのセキュリティの保いる．

護の下，電子メールのホスティングサービスを行う

3 メール• 学部・研究室レベルで引き続き運用するメール

3.1 旧システムの問題点

サーバについては，対外公開サーバもしくは今や電子メールシステムは，教育・研究活動におメール中継サーバとして登録をしてもらう

ける情報交換のみならず，日常生活においても必須• センター職員の労力削減と設定ミスを無くすたの基幹システムである．しかしながら，神戸大学にめ，サーバに対するサービス登録作業を出来る

おける電子メールの利用は，2005 年 12 月以前にお限り自動化する

いて，以下のような問題を孕んでいた．

こととした．

• 電子メールの利用は申請・課金方式であり，高現在，神戸大学におけるメールシステムの構成は速計算機や電子メールを利用したい者が自らセ

図 2 のようになっており，大きくわけて次の四つのンターへ申請書を提出・許可されない限り利用サービスを行っている．

できない

1. メール中継登録• 一つの電子メールアカウントを複数人で流用す

2. 個人メール（全学用メールシステム）

るようなセキュリティ上好ましくないケースが3. バーチャルメールサーバホスティングサービス

あった

4. メーリングリストサービス• 利便性の問題から，学部や研究室レベルで個別に立てられたメールサーバが乱立し，センターが十分に把握できない状況となっていた

各サービスについて以下に詳述する．

3.2.1 メール中継登録• このため，セキュリティインシデントが生じた

セキュリティ上の観点から，神戸大学においては場合も，十分な対策を取るのが困難だった

現在，学外からの全 TCP/UDP ポートの受信ならびに，TCP25 番ポート他，セキュリティ上の問題あるポート等が Firewall により遮断されており，独自- 22 -

原著論文- 23 -

学術情報処理研究 No.15 2011

従来以上にセキュリティに考慮し，メールの送受信においては，学内・学外からのアクセス共に SSLによるアクセスを必須とした．また，学外その他複数端末からの利用や，2009 年 10 月に整備された神戸大学キャンパスネットワークシステムにおける全キャンパスでの無線 LAN 利用開始とそれに合わせたモバイル端末の利用者急増への対応を考慮して，IMAP を用いたメール受信にも対応した．
メールスプール容量については，ユーザの利便性とトラブル対応へのコストを考えて，各ユーザ毎には容量制限を掛けないこととした．一方で，2011
年 5 月の時点において，教職員用のメールスプールが約 500GB，学生用のメールスプールが約 200GBにも達し，IMAP の運用によって今後一層，サーバ上にメールを残すユーザが増えることから，受信後180 日を経過したメールは，”Archives フォルダ”へ移動したメールを除き，未読・既読を問わず自動削除するスクリプトを組み込むことで，メールスプー

図3

メールサーバホスティングサービスのユー

ルの超過に対処している．

ザ管理画面

SPAM・ウィルスメールへの対応には，一般的なアプライアンスを導入している他，怪しいドメインからのメール受信拒否や，センター管轄ドメインのメールサーバホスティングサービスとして新しくメールについては，存在しないメールアカウントにメールサーバを立てる場合，センターでは，従来の対するメールを破棄するなどのフィルタ処置を施しようにサーバ管理に長けたセンター職員が面倒なている．

サーバの設定を行う必要はない．サービスを開始す

3.2.3 メールサーバホスティングサービス

るのに必要なドメイン情報などの必要項目を GUI

2005 年 12 月以前においては，学部・研究室レベを有する KUMA 上でサービスアカウント登録を行

ル，その他でメールサーバが乱立している状況にうだけで，自動的にサブシステムであるバーチャルあり，セキュリティ上の観点からも問題であった．

メールホスティングサービスのサーバへ引き継が2004 年 4 月の神戸大学情報セキュリティポリシー

れ，サービスが開始できるよう構築している．

制定以降，各メールサーバにおいては対外公開サー• メールサーバホスティングサービス利用者の管バとしての登録義務が生じたが，セキュリティに対理・運用についてする運用水準は各管理者に委ねられておりバラバラの状態にあった．

サーバの管理経験がほとんど無い者でも管理・運本システムは，学部や研究室レベルで各々運用されていたメールサーバをセンターのセキュリティー用できるよう，Web 上からアクセスできる GUI を有するユーザ管理システムを構築した（図 3）．

保護の下収容することを目的に開始したサービスである．

• センターでの管理運用について

GUI 上では，管理者はメールアカウント登録及び承認書発行，変更，停止，再開，削除，及び，各メールユーザのステータスが閲覧できるようになっている．メールアカウントを登録し利用させたいユーザ- 24 -

原著論文に承認書を渡すだけで，メールの利用が可能となっの登録は，GUI を有する KUMA 上から簡単に登ている．メールサーバ自体は，バーチャルサーバと録・変更を行うことができる．また，センター管理してセンターが一括して管理運用しており，システ下にないメールアドレスも，GUI を有するユーザムのセキュリティを保っている．

管理プログラムから個別に追加登録・削除を行える

3.2.4 メーリングリストサービス

システムとなっており，非常に効率良くメーリング

2005 年 12 月以前においては，学部・研究室レベリストの運用を行うことが可能となった．

ルで個別にメーリングリストを立てたり，メーリン• メーリングリスト自動生成サービスの問題点

グリストの代わりに一つの電子メールアドレスを受付用に用いるなど，セキュリティ上問題となる運用

メーリングリスト自動生成サービスのシステムのがあった．また，大学事務においては，様々な係の問題ではないが，改組などにより部局・係そのもの受付メールアドレスとして 200 件以上のアドレスが無くなる場合は，所属コード上ではそのメーリンを運用しており，本サービスはこれらをセンターでグリストに登録されるメンバーが 0 人になる場合が一本化し，セキュリティの向上とコスト削減を目指生じる．従って，人事異動が起きる前に，メンバーして開始したものである．

が 0 人になるメーリングリストについては，新しいメーリングリストそのものは，一般的な fml を用引き継ぎ先になる所属コードを追加登録するか，個いているが，センターでは申請のあったメーリング別にメールアドレスを手動登録する必要がある．

リストを GUI を有する KUMA 上で登録するだけで，特にサーバの設定を弄ることなく自動的にサブ4 教育用端末システムであるメーリングリストサーバに登録されるよう構築している．

高等教育における情報教育の実現や教育活動の情報化を支援するため，大学はこれを実現する教育用

本サービスは，メーリングリストサービスと，端末を整備する必要がある．しかしながら，教育用メーリングリスト自動生成サービスの二つのサービ端末の導入にかけられる予算は年々削減され，少なスで構成されている．メーリングリストサービスはいスタッフで運用しなくてはならない現実がある．

一般的なメーリングリストの利用と大きく異ならな

また，大学での教育用端末の利用は，通常の計算機いため，本項では，本システムで特徴的なメーリンの利用や運用と比べ，以下のような特徴がある [1]．

グリスト自動生成サービスについて述べる．

• 講義での利用する際，ログインやアプリケー• メーリングリスト自動生成サービスの特徴ションの起動が一斉に行われる．

• 教員の指導のもとで利用する講義利用と，学生大学事務においては，様々な係の受付用メールアが自ら利用する自習利用がある．

ドレスを有しており，現在，200 件以上のアドレス• 学部の違い（特に理系と文系）で利用するアプが運用されている．各係の人員は，人事異動によりリケーションや使い方が大きく異なることが頻繁に変化するため，同じメールアドレスを流用しある．て多人数で利用するか，人事異動の度にメーリングリストのメンバーを手動で更新する必要があり，その管理は非常に問題があった．本サービスでは，このような特徴をふまえ，多様な要求に答えつつ，低コストで安定した運用が行えないといけない．

KUMA 上のユーザ登録情報を参照し，各メーリン

神戸大学では 2011 年 1 月に教育用端末の更新をグリストに部局・係などの所属コードを登録してお行うにあたり，旧システムの問題点を踏まえ，よりくだけで，自動的に各部局・係に所属する人員を検快適かつ安定的に運用できるよう検討および設計を索し，メーリングリストへ登録するメールアドレス行った．この章では，教育用端末に関しての検討・を自動更新することを可能とした．所属コードなど設計・導入について述べる．

- 25 -

学術情報処理研究 No.15 2011

4.1 教育用端末の形態

認証サーバ 利用者の認証は，学生や教職員などの多くの計算機を運用する場合，その方式として一神戸大学の構成員に対しアカウントを発行す

般的に大きく分けて，1) スタンドアロン方式 2) シる神戸大学統合ユーザ管理システムと連携してンクライアント方式の 2 種類が存在する [2]．スタ行っている．

ンドアロン方式は，単独で起動し利用することが可

ファイルサーバ

すべての端末において同じ環境で能であり，CPU やメモリ，HDD などのリソースは利用出来るように，利用者のホーム領域はファローカルのものを利用するため，最近のハードウェイルサーバに確保し，端末からオートマウント

アであれば十分な性能を活用することができる．一を行うことでアクセスを実現している．

方，OS を含めたアプリケーションについては，それぞれの端末に分散するため，アップデートや新規インストールなどの作業が大変になることが多い．シンクライアント方式は，ソフトウェアの環境を一元

4.2 旧システムの問題点
従来のシステムは 2006 年 1 月に導入し，その間の運用において，いくつかの問題点があった．

• ソフトウェアの更新に対しハードウェアの更新管理することが可能であり，端末には高性能なハードウェアを必要としないが，その分サーバとネットが出来ない為，相対的に性能が劣化する• 長期利用者において，アプリケーションの起動ワークに十分なリソースが要求される．
神戸大学では，端末が地理的に広範囲に広がってに時間がかかるなどの性能低下が起こるいる上，全体の端末数も多い為，ソフトウェアの一元管理は必須である．ただし，近年の計算機は安価で十分な性能を備えている上，講義で一斉利用する際のネットワークへの負荷を考えると，端末側で出来ることは出来るだけ行う方がよいと考えた．
このような条件を踏まえ，教育用端末の形態としてはネットワークブート方式が最適であると判断し，具体的には Mac OS が提供する NetBoot[3] を採用した．NetBoot は電源投入後，ネットワーク経由でサーバ側にあるディスクイメージをファイルシステムとしてマウントして起動させるシステムである．その為，OS を含めたアプリケーションなどのソフトウェアの環境をサーバで管理することができる．また，端末に接続されたローカル HDD をシャドウイメージファイルの保存場所として利用できるため，一度サーバからダウンロードされたデータはローカル HDD にキャッシュされ，その後はサーバに負荷をかけず高速にアクセスできる．ファイルシステムへの書き込みもシャドウイメージに行われるため，サーバへの通信が発生せず高速である．
教育用端末の形態として，これまで述べたネットワークブートを実現するブートサーバと端末に加え，以下のシステムが必要である．

基本的に，NetBoot による教育用端末の運用は順調であり，大きな問題はみられなかった．ただ，細かい問題や不具合に対応するために，頻繁なソフトウェアの更新が必要となったが，イメージの更新に対する明確なポリシーがなかったため，端末を利用する教員や学生に対して多少の混乱を与えることがあった．

4.3 新システムの設計
従来の問題点を踏まえ，教育用端末をより快適かつ安定して運用することが重要であると考え，導入するアプリケーションの選択やイメージの更新方法を検討し，また，アプリケーションの利用に対し，十分な性能が発揮できるような構成と運用を目標とした．
全学で統一した環境の提供を目的として，15 部局等にまたがる 33 教室に，合わせて 1300 台規模の端末を導入することとなった（表 2）．NetBoot による同規模の事例として東京大学のシステムがあげられる [4]．

4.3.1 導入アプリケーション
教育用端末に導入するアプリケーションを検討する為に，各部局に対し，導入を希望するアプリケーションの調査を行った．調査の結果，有償アプリ- 26 -

原著論文

ケーション 20 種（表 1），無償アプリケーション 29について判断を行い，全学的な企画評価 WG での種が得られた．

議論と承認を受けた後，各部局に回答を行った．
特に議論となったアプリケーションとして，有償

表1

導入希望の有償アプリケーションの統計分析があげられる．経済学部や経営学部で種類

アプリケーション名

は，学部生の利用を考えた場合には同じような目的オフィス文書

Microsoft Oﬃceのアプリケーションでも，教員が普段利用するアプ

Microsoft Oﬃce 英語版リケーションの導入を希望することが多く，同種類iWorkのアプリケーションが乱立する事になった．大学教

Adobe PhotoShop EL

育として統計分析におけるアプリケーションを絞る

Adobe Premiere CS3べきという意見も出たが，実際には非常に困難であiLife

り，最終的には部局の電子計算機運営委員会で調整

CLAYTOWNして取りまとめて頂く事となった．

CAD

Vector Workd

4.3.2 ファイルサーバ

仮想化環境

VMware

科学技術計算MATLAB

ホームディレクトリとしてファイルサーバに用意さMAPLEれており，端末からマウントすることでアクセスでPASWきるようになっている．従来のシステムでは，マウSTATA

ントプロトコルとして NFS を採用していたが，いTSPくつか問題点があった．

マルチメディア

統計計量分析

教育用端末において利用者別のストレージは，AMOS• Mac OS の Finder が適切にファイルシステム

Eviewsを扱えない場合がある

Gauss• 日本語ファイル名を適切に扱えない場合がある

LIMDEP• ファイルロックに過度な負荷がかかり，性能が行列言語ソフト

OxMetrics

医用画像処理OsiriX低下することがある
これらの問題が，アプリケーションの動作に不具合を引き起こしたり，動作が遅くなるなどの性能低下の原因になっていたと考えられるので，新選定の基本的な原則は以下の通りとした．

• 無償アプリケーションは，技術的問題がない限り基本的に導入する．

• 全学的な利用が見込めるアプリケーションは導入を検討する．

• 学部学科に利用が依存すると思われるアプリ
ケーションは，部局で予算を確保する上で導入システムの安定運用には，ファイルサーバの見直しが重要であると判断し，これまでの NFS に加えAFP(Apple File system Protocol) の利用を検討に加えることにした．
機能面で NFS と AFP を比較したところ，表 3のようになった．
日本語ファイル名を検討する

特に濁音や半濁音を含む日本語• 利用が少数 (およそ 30 名以下) しか見込めな

ファイル名は，Mac OS が Unicode の正規化のいアプリケーションは，代替の無償アプリケー扱いに NFD を採用しているため，NFC を期ションを検討する待するアプリケーションが正常に動作するか．

この原則に従って，それぞれのアプリケーション

ファイルクォータ

- 27 -

ディスク使用制限 quota が正学術情報処理研究 No.15 2011

表2

教育用端末の設置教室

部局等

講義室等

情報基盤センター

分館 1 階 第 1 演習室

台数

53

情報基盤センター

分館 1 階 第 1 演習室

53

分館 2 階 第 2 演習室

53

分館 3 階 第 3 演習室

51

分館 1 階 自習室

46

本館 1 階 計算機室 1 (管理用)2

本館 2 階 事務室 (管理用)3

分館 1 階 事務室 (管理用)
大学教育推進機構

附属図書館

留学生センター151

講義棟 5 階 K-502 情報処理教育演習室

178

総合国際文化学図書館 3 階

37

社会科学系図書館本館 1 階

15

社会科学系図書館管理棟 2 階

3

社会科学系図書館 1 階 (社会科学系フロンティア館)

10

自然科学系図書館 2 階

27

自然科学系図書館 3 階

5

人文科学図書館 1 階 (人文学研究科 C 棟)

9人文科学図書館 2 階 開架閲覧室 (人文学研究科 C 棟)

4人文科学図書館 2 階 大型図書閲覧室 (人文学研究科 C 棟)

3

人間科学図書館 2 階

13

医学分館 1 階 (医学研究科管理棟)

14

保健科学図書室 2 階

10

海事科学分館 1 階

11

3 階 コンピュータ室

27

3 階 メディア室

82 階 情報資料室

10

六甲台

六甲台第三学舎 2 階 情報処理教室

79(法・経済・経営・国協)

六甲台第三学舎 2 階 電算機室西側

41

六甲台第三学舎 2 階 電算機室手前

27

六甲台第三学舎 2 階 206 号室 情報処理演習室

41

六甲台第三学舎 2 階 管理室 (管理用)3

人文学研究科 B 棟 3 階 322 情報処理演習室

49

国際文化学研究科

実験棟 5 階 F-501 情報処理室

51

人間発達環境学研究科

人間発達環境学研究科学舎 F158 情報教育設備室

61

国際協力研究科

六甲台第五学舎 411 情報処理演習室

53

保健学研究科

保健科学図書室 1 階 情報処理教室

61

農学研究科

農学研究科学舎 1 階 D103 情報処理教室

50

海事科学研究科

総合学術交流棟 2 階 情報処理演習室 (IPC)

人文学研究科

合計

30
1291

常に動作するか．
ゴミ箱の動作2

講義棟 5 階 K-501 情報処理教育演習室

AFP に変更することで解決する項目もあるが，ファイル削除時，直接削除にならずゴミ箱として正常に動作するか．

新しく発生した問題点もあり，それぞれに長所と短所があり一概に優劣がつけれなかったため，実際にWord でのファイル保存 上書き保存が正常に行えファイルサーバでは両方をサポートできるようにるか．Microsoft Oﬃce の実装に依存する問題した上で，高負荷における性能評価を実施した（表だと思われる．

4）．
実験の結果 AFP はファイルサーバにおいてユーザランドで実行されるため，カーネルで動作する- 28 -

原著論文

表3

AFP と NFS の比較

項目AFPNFS

日本語ファイル名ox

ファイルクォータ

ox

ゴミ箱の動作xo

Word でのファイル保存xo

記号例: o 問題なし x 問題あり

表 4 Word 初回起動時間の比較

図 4 Redmine

起動時間（分:秒）
台数

AFP

NFS

30

1:16

2:28

いて，さまざまな問題が発生し，その都度対処する

60

1:28

3:28

必要があったため，それらの問題を管理するために

100

1:33

4:46

Redmine[5] を活用した（図 4）

150

13:57

6:58

Redmine とは，Web ベースのプロジェクト管理

180

17:30

7:56

ソフトウェアで，主にソフトウェア開発中のタスク管理や進捗管理に用いられている．教育用端末の導表5

入においては，ネットブートイメージの作成を，ソiMac 性能表フトウェアリリースに見立て，以下のようなスケ
旧端末 ジュールで行った．

新端末CPUIntel Core i3

PowerPC G5• 12/13 ベータ版（対処バグ 7 件，新規機能 20 件）

3.06GHz

2.0GHz• 01/07 ベータ版 2（対処バグ 5 件，新規機能 5

メモリ

4GB

1GB

HDD

500GB

160GB

• 02/01 RC 版（対処バグ 7 件，新規機能 10 件）

21.5 インチ LCD

17 インチ LCD• 03/01 リリース版（対処バグ 6 件，新規機能

1920x1080

1440x900

クロック

ディスプレイ解像度件）

14 件）
旧システムで問題になったイメージ更新に関し

NFS と比べ不利な上，アプリケーションの初回起て，OS やアプリケーションなどのソフトウェア環動のような新規ファイルが大量に生成される時に境に対する問題や追加機能を可視化して情報共有すCNID の生成に非常に時間がかかり，性能が極端にることで，計画的に実施することが可能になった．

低下することがわかった．
この結果を踏まえ，ファイルシステムへのマウ5 まとめ
神戸大学における教育研究用計算機システムに関ントプロトコルとしては NFS を採用することとした．

して，アカウントなどを管理する統合ユーザ管理シ

4.4 導入ステム KUMA と，電子メールシステムや教育用端教育用端末として導入した iMac のスペックを従末システムについて述べた．これらを含むすべてのシステムは，統一的なインターフェースで連携され来の端末と比較したものを表 5 にあげる．
導入中は，特にネットブートイメージの構築におており，KUMA から管理することが可能になって- 29 -

学術情報処理研究 No.15 2011

いる．このため，高度な専門的知識をもつ技術者でなくても，一般の事務系職員によって，マニュアルに沿った画一的な管理・運用が可能になっている．
また，仮想マシンシステムを導入することで，必要なハードウェアリソースを削減している．このような設計により，大規模なシステムにも関わらず，必要なコストを減らしつつ，高度で安定したサービスが提供できるようになったと考えている．

参考文献[1] 特集. 大規模分散ネットワーク環境における教
育用計算機システム. 情報処理, Vol. 45, No. 3,2003.
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みノート pc による端末室デスクトップ環境の設計 (情報通信マネジメント). 電子情報通信学
会技術研究報告, Vol. 111, No. 30, pp. 99–104,

2011-05-12.
[3] 竹 林 賢. Netboot for mac os x. 情 報 処 理,
Vol. 45, No. 3, 2004.
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テム. http://images.apple.com/jp/education/

proﬁles/tkuv/pdfs/tkuv.story.pdf.
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- 30 -