BYOD を活⽤した演習授業のための仮想 PC を⽤いた ICT 環境の整備
高橋 佳大, 須崎 宏和, 名取 勝敏, 唐崎 幸弘, 馬場 健一, 田中 輝雄
工学院大学 学術情報センター工手の泉yosihiro@cc.kogakuin.ac.jp

Development of ICT environment with virtual PCs for exercise classes
using BYOD
Yoshihiro Takahashi, Hirokazu Suzaki, Katsutoshi Natori, Yukihiro Karasaki,Ken-ichi Baba, Teruo Tanaka
Center for Academic Information and Communications, Kogakuin University
概要2017 年に導入したシステム（旧システム）では演習室にデスクトップ PC を設置して CAD等の専門的な授業を行っていたため，大学の演習室に来ないと授業を実施できないという場所的な制約があった．
2020 年の新型コロナ禍以後は BYOD を前提とした新たな授業形態に対応した ICT 環境の整備が求められたことから，2022 年に導入したシステム（新システム）では BYOD（学習用 PC）の活用を前提としたシステムとするため，演習室からはデスクトップ PC を無くし，仮想 PC 環境を拡充することで新たな学習環境の整備を行った．
また仮想 PC 予約システムを導入することで，授業の時間や自習利用のために利用者が予約をした時間に自動で仮想 PC が準備される環境を実現した．さらに履修者情報の連携システムについても開発を行い，教務システムから履修生の情報を自動で仮想 PC の予約情報に連携することが可能となり，管理者の負担軽減に繋げることができた．
くし，仮想 PC 環境を拡充することでいつでもど1 はじめにこでも授業ができる環境の整備を行った．

本学の共同利用コンピュータシステムは 5 年毎

今回の新システムでは一般教室等からの仮想に更新を行っており，2017 年に導入したシステム

PC の利用も考慮し，仮想 PC 予約システムの導入（旧システム）では演習室にデスクトップ PC をと，教務システムから履修者情報を連携するシス設置して CAD やプログラミング等の専門的な授テムを新たに開発した．本報告では，新システム業を行い，自習利用のための PC 教室（カフェテ導入に関する考え方を示し，それを有効に実現すリア室と呼ぶ）にはシンクライアントを設置してるために開発した仮想 PC 予約システムと履修者

仮想 PC に接続をすることで自主学習に活用して情報連携システムについて，報告する．

いた．このため，旧システムでは大学の演習室という特定の場所に来ないと授業を実施できないという制約があった．
2020 年の新型コロナ禍以後は BYOD を前提と

2 学習環境の変化
2.1 BYOD の導入した，対面，遠隔，オンデマンドといった新たなBYOD の導入については 2016 年頃から検討を授業形態に対応した ICT 環境の整備が求められた．

進めてきていたが，2020 年の新型コロナ禍によりそのことから，2022 年に導入したシステム（新シ遠隔授業を開始することになったのをきっかけにステム）では，BYOD（学習用 PC）の活用を前提学生に対して遠隔授業を受けるための環境調査をとすることで演習室からはデスクトップ PC を無実施したところ，ほとんどの学生が既にノート205

PC を所有しているか購入予定であることが判明

2.3 演習室の環境
基本的な演習は学習用 PC を利用することで一したため，実施時期の加速に繋がった．
一方，新型コロナ禍の長期化を見据え，今後般教室でも可能であることから，演習室のあり方想定される学習環境の変化に対応した新たな ICTを変更し，新システムでは演習室にはデスクトッ環境を整備する必要が出てきたことから，2020 年

プ PC を設置せずに学習用 PC と仮想 PC を活用し7 月に学園全体の ICT 環境の方針を検討するためたより高度な情報処理の授業を実施することとしのプロジェクトチームを発足した．このプロジェ

た．

クトチームにて前述の環境調査の結果も踏まえてただし，より効率的な操作と教育を行うこと検討を行い，2021 年度から PC 必携化を開始し，を可能とするため，学習用 PC を接続するための情報教育には学生が個人所有する学習用 PC を活個人用大画面モニタ（24 インチ，フル HD）と，用することが決まった．なお 2021 年の時点では教員が使用する PC の画面を表示するための演習

学習用 PC は遠隔授業や自習での利用を中心とし支援モニタ（2 名当たりに 1 台ずつ，24 インチ，ており，演習系の授業は演習室の PC にて実施をフル HD）を設置した．
また学習用 PC を接続するための電源，認証付していた．

き有線 LAN，HDMI，PD 対応 USB-C といった端2.2 ICT 環境の基本方針子を有した接続 BOX（図 2-1）を設置することで，さらに，2022 年度以降の ICT 環境についてもプ
ロジェクトチームにて検討が行われ，2020 年末に無線 LAN よりも高速で安定した通信が可能な有線 LAN の利用や，電源の確保を可能とした．

以下の方針が示された．
・ 情報教育には学生各自が持つ学習用 PC を活用する
・ 学習用 PC では対応できない環境を必要とする教育では仮想 PC を利用する
・ 対面，遠隔，オンデマンドといった新たな授業形態を想定したシステムを導入する
・ 自宅からでも大学システムに接続した高度な情報処理を可能とする
・ いつでもどこでも授業を受けられる環境を整備する
ここで，上記 2 番目の「学習用 PC では対応できない環境」として，ライセンスの関係で学習用PC にはインストールできないソフトウェアと，CAD 等のよりハイスペックなハードウェアを必要とする授業があり，これを仮想 PC 環境で実現した．
学習用 PC を接続するためのネットワーク環境

図 2-1 学習用 PC 接続 BOXについては 2018 年 8 月に IEEE802.11ac に対応した無線 LAN アクセスポイントを全ての教室，実験室，会議室に設置しており，学生 1 人当たり 1 端末を接続することを想定した無線 LAN 環境を整

3 新システムの構成・導入
3.1 仮想 PC の台数備済みであり，食堂や一部の学生ラウンジにもア演習室，カフェテリア室の席数は表 3-1 の通り

クセスポイントを設置していたことから，大規模である．旧システムでは，自習利用として，カフェな追加は行わないと判断した．

テリア室から利用するための仮想 PC 94 台に加え，無線 LAN を経由して学習用 PC から接続するため

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の仮想 PC 100 台の合計 194 台分を仮想 PC として授業利用 430 台

仮想マシン

自習利用 50 台

提供していた．
ハイパーバイ
表 3-1 演習室・カフェテリア室の席数

八王子

VMware vSphere

第 1 演習室

68

仮想 PC の管理・Accops
HySecure ユーザ認証

第 2 演習室

64

予約・接続

HyLabs 予約管理

第 3 演習室

64

カフェテリア室

22

第 1 演習室

72

第 2 演習室

72

第 3 演習室

72

キャンパス

新宿

ザー部屋

席数

HyWorks 画面転送
表 3-3 サーバ 1 台当たりのリソース
本体
CPU

PRIMERGY RX2450M1
AMD EPYC 7702 × 2(2GHz / 64 コア)

第 4 演習室

72

第一カフェテリア室36

メモリ

512GB

第三カフェテリア室

36

GPU

NVIDIA A40 × 2

新システムで必要となる仮想 PC の台数を決定するため，2022 年度に演習室で実施された授業と利用ソフトウェアの調査を行い，その中から 2.2 節で示した基本方針に該当する授業と履修者数の調査を行ったところ，196 科目中 80 科目が該当し，同一時限での最大履修者数は約 360 人であり，1学部 1 学年の学生数に相当する人数であることがわかった．次年度以降の時間割編成によっては同時に必要となる仮想 PC の台数が増えることも想定されることから，新システムでは授業利用の仮想PC の台数は 430 台とした．自習利用については，今後は学習用 PC を本格的に活用するために利用が減少することを想定し，新システムでは 50 台とした．

表 3-4 仮想マシン 1 台当たりのリソース
CPU

4 コア

メモリ

16GBvGPU
ディスク

2GB
500GB

3.3 仮想 PC 予約システム
仮想 PC は演習室に限らず一般教室からの利用や自習目的での利用も想定されることから，授業での利用を優先させるため，仮想 PC を予約する
た め の シ ス テ ム と し て Accops and Zevoke
Technologies 社の Accops を導入した．Accops の予約機能を使用することで，授業目的での利用は科目予約としてあらかじめ登録をしておくことにより，その授業の担当教員，TA，履修生のみを優先的に利用させる事が可能となり，さらに授業が3.2 システムの構成
2022 年に導入した新システムの構成を表 3-2，
表 3-3，表 3-4 に示す．仮想 PC のパフォーマンスへの懸念があったことから，CPU，メモリ，GPU，共有ストレージを高スペックにすることで快適な

表 3-2 VDI 全体の構成
16 台

CPU 総コア数

2,048 コア

メモリ総容量8TB

共有ストレージと停止を実現することができた．
また自習目的での利用については利用者が自分で予約を入れることで，予約した時間のみ仮想PC の利用を許可することができた．

授業ができるよう整備を行った．

サーバ台数実施される時間に合わせて自動で仮想 PC の起動

4 履修者情報連携システムの開発
4.1 システム開発の経緯と方針
科目予約ではその授業の担当教員，TA，履修SSD 30TB×24生を登録する必要があるが，履修登録期間中は履(実効容量 500TB)

修者の情報がほぼ毎日更新されるため，これをシステム管理者が手作業で登録をすることは現実的

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ではない．このため，本学で利用している教務シわないという問題が発生した．このため当初は早ステムである日本システム技術社の GAKUEN か

朝の時間帯にダミーの予約を入れることであらから履修者情報を自動で連携するシステムの開発をじめ仮想 PC をデプロイしておく対応を考えたが，行うこととした．既に GAKUEN から LMS として同じ時間帯にダミーの予約が集中してしまう事で利用している富士通社の CoursePower へ履修者情

仮想 PC の全体数を越えてしまい，予約が正常に報を連携するシステムについては開発済みであっ実行されないことがあり根本的な解決には至らなたため，これを元に Accops への対応も行った．

かった．この問題については Accops を 2023 年 8

また，仮想 PC を利用する授業は限られている

月の最新版にアップデートすることで予約時間前

こと，時間割は年度開始時に決定され途中で変わに予めデプロイを開始するオプションが追加されることが無いことから，授業の科目自体の登録とたため解決をした．また Accops では標準で担当予約スケジュールの登録は手動で行うこととし，者というロールが存在するが，このロールでは仮担当教員，TA，履修生の情報のみを自動で連携

想 PC のマスターや予約スケジュール，受講者のする方針とした．

変更などの作業もできてしまい本学の運用と合わないため，より限定した権限での運用が求められ

4.2 CSV 取り込み時の制限た．しかし Accops のロール設定機能に不具合がAccops の CSV ファイル自動読み込み機能はサありロールのカスタマイズをすることができない

ーバ上の特定のフォルダに CSV ファイルを格納ため，現在は教員も学生と同じ権限で登録を行っしておくことで実現しているが，ファイルの取りている．この問題については将来的なバージョン込みについて以下のような仕様となっている．

アップで解決することを期待したい．

・ 複数のファイルが置かれた場合，日付が一番新しいファイルしか取り込まない
・ 一度読み込んだファイルのハッシュを保存しておき，同じハッシュのファイルは読み込ま

5 今後の計画
現在は VDI に搭載している GPU はグラフィッないク用途のみに使用しているが，仮想 PC からコン

このため履修登録において学生が登録，取消，ピューティング用途（GPGPU）として使いたいと再登録を実施した場合，2 度目の登録が Accops にいう要望が出ている．しかし GPU をグラフィッ反映されないという問題がある．また，何らかのク用途とコンピューティング用途のどちらで使用理由で Accops 側でファイル取り込み処理が実行するかは予め決めておく必要があるため，限りあされなかった場合，古いファイルが取り込まれなる VDI 資源をどのように分割するかが課題となっい可能性も出てくる．この問題を回避するため，ている．また複数の仮想 PC から GPU を共有して教務システム上では履修取消をした場合でも計算処理した場合に仮想ユーザあたりのメモリ制

Accops 側では履修生からは削除しないこととした．

約などの課題もあるため，これらを十分に検討しこれにより本来は履修していない科目であったうえで，実施を判断していく予定である．ても仮想 PC が利用できてしまうが，仮想 PC 全体の台数には余裕があること，そもそも自学自習予約をすることで仮想 PC が利用可能であることから，大きな問題にはならないとした．

6 おわりに新型コロナ禍の影響で開始した遠隔授業をきっかけに BYOD の導入が加速し，2021 年度から4.3 発生した問題

は情報教育に学習用 PC を活用することとなった．

Accops では予約時間の直前にならないと仮想今後の ICT 環境についても検討がされ，いつでもPC がデプロイされない仕様となっているが，履どこでも授業を受けられる環境を整備するという修登録の開始直後は多くの履修生が新規に登録さ方針のもと，2022 年に導入した新システムでは演れるため，授業開始である予約時刻の直前にデプ習室からはデスクトップ PC を無くし，個人用とロイを開始しても全ての仮想 PC の準備が間に合演習支援用のモニタ，学習用 PC 接続 BOX を設置

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することで，学習用 PC を活用した情報教育を本格的に開始することができた．
仮想 PC 環境は高速な GPU を活用することで，学習用 PC での実施が困難な CAD 等を使用する授業の実施が可能となった．また，仮想 PC 予約システムを導入することで，授業の時間や自習利用のために利用者が予約をした時間に自動で仮想PC が準備される環境が実現できた．
履修者情報の連携システムについても開発を行い，教務システムから履修生の情報を自動で仮想 PC の予約情報に連携することが可能となり，管理者の負担軽減に繋げることができた．
Accops にはいくつか課題が残るものの，要望に対して積極的に対応をしていただけるので，今後のバージョンアップによる不具合の解決，機能追加に期待をしたい．

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