筑波大学の教育用計算機システムにおける性能と利便性を向上させるための機能
大山 恵弘 1) , 中井 央 1)1) 筑波大学 学術情報メディアセンター
oyama@cc.tsukuba.ac.jp

Functions to Improve the Performance and Convenience ofan Educational Computer System in University of Tsukuba
Yoshihiro Oyama1) , Hisashi Nakai1)
1) Academic Computing and Communications Center, University of Tsukuba

概要
このポスター発表では筑波大学の教育用計算機システムにおいて性能と利便性を向上させるために導入されている主な機能についてプレゼンテーションを行う．

いる．利用者システムのスクリーンショットを図 1 に

1 はじめに示す．利用者システムを使う際には，まず全学計算機

筑波大学では全学計算機システムと呼ばれる教育システムのユーザ名とパスワードを入力して認証を行用計算機システムが稼働している．全学計算機シスう．利用者システムでは以下の設定変更や情報取得がテムは主にサーバと PC 端末で構成される．端末室可能である．

や図書館などの学内 16 拠点に合計 1000 台以上の端2.1

プロファイルの初期化末が設置されており，それらの拠点はサテライトと呼各ユーザが各アプリケーションや OS に関して作ばれている．各端末ではネットワークブートにより成する設定ファイルや一時ファイルの集合はプロファ

Windows か Linux (Ubuntu) を選択して起動できる．

イルと呼ばれ，サインイン時にサーバから読み込まれ各サテライトには 1 台以上のプリンタが設置されていてサインアウト時にサーバに書き出される．プロファ

る．ユーザ数は，学生が 2 万人弱，教員が数千人であイルの仕組みにより，ユーザはどの端末でも共通のる．現在の全学計算機システムは 2017 年 3 月に導入

設定や状態でアプリケーションや OS を使える．具され，5 年間に渡って運用される予定である．全学計

体的には Windows 環境では C:\Users\（ユーザ名）

算機システムの端末については文献 [1] で詳しく説明\AppData の下のファイル群（一部のサブフォルダをされている．

除く）が，プロファイルとしてサーバに保存される．

筑波大学学術情報メディアセンターでは全学計算機プロファイルに含まれるファイルは，アプリケーシステムの性能や利便性を向上させるための施策を，ションで誤動作や異常終了が発生したり，サーバとの仕様策定段階から現在まで継続的に実行している．こ間のデータ転送が中断されたりした場合に，不正なものポスター発表では全学計算機システムに導入済みののになることがある．この場合，そのファイルを使う機能のうち主要なものについてプレゼンテーションをアプリケーションが正常に動作しないという問題が発行う．それらの機能の概要を以下で述べる．

生することがある．この問題はしばしば発生し，学術情報メディアセンターには低くない頻度で問い合わせ

2 設定変更と情報取得のための Web シスが来る．

テム

この問題を解決するための 1 つの方法は，プロファ

全学計算機システムでは各ユーザがシステム管理者イル内の全ファイルの消去（プロファイルの初期化）を介さずに設定を変更できるようにする Web システである．ユーザは利用者システムで「プロファイルをムを提供している．それは利用者システムと呼ばれて初期化する」を選ぶことにより，これを実行すること456457

請を出す必要がある．この申請を出していないユーザの Web コンテンツに対応する URL へのアクセスはWeb サーバによって拒否される．ユーザは利用者システムから「Web サーバの利用を申請する」を選ぶことにより，自分の Web コンテンツを外部に公開するように Web サーバの状態を切り替えることができる．
公開には申請が必要としている理由は，Web に詳しくないユーザが Web 公開用ディレクトリに不用意に作成したファイルが意図に反して外部に漏洩したり外部から実行されたりすることを防ぐためである．
各ユーザは Web 公開用ディレクトリにファイルを設置することで全世界にそのファイルを公開することが可能であるが，本システムでは公開用途や範囲を限定するため，CGI 用のディレクトリ（cgi-bin）と図1

本システムの IP アドレス範囲内用のディレクトリ

利用者システムの画面（local only）を用意している．また，HTTP でアクセスするファイルを設置するためのディレクトリ（www）ができる．実行すると，全アプリケーションの設定がと，HTTPS でアクセスするファイルを設置するため初期化されるという副作用はあるものの，大抵の場合のディレクトリ（wwws）も用意している．.htaccessに上記の問題は発生しなくなる．

ファイルによるアクセス制御も可能としている．

2.2

2.5

ディスク使用量の確認

プロファイル保存に関する設定の変更

ユーザのホーム領域内のディスク使用量の上限は最近ではアプリケーションが作成する設定ファイル

デフォルトでは 5GB と定めている．これはあくまでや一時ファイルのサイズが増大しており，それに伴っホーム領域内のディスク使用量に関する制限であり，てプロファイルのサイズも大きくなっている．プロ

メールのデータによるディスク使用量には別の上限がファイルはサインイン時とサインアウト時にサーバと存在する．の間で転送されるため，プロファイルが大きいユーザ

ディスク使用量の上限に達すると，ファイルの作成はサインインとサインアウトで長時間待たされる．ま処理や書き込み処理に失敗するようになる．ユーザはた，授業開始時などの多くのユーザが一斉にプロファ利用者システムから「ディスク使用量を確認する」を

イルをサーバからダウンロードする際には，ディスク選ぶことにより，現在のディスク使用量を確認するこ

サーバやネットワークの能力が限界に達し，さらに長とができる．

い時間待たされる．新学期の最初の授業では，サイン2.3インに 5 分以上かかることもある．

ホーム領域の容量の追加

利用者システムから「ホーム領域の容量を追加する」

プロファイルのサイズには 1 GB という上限を設けを選ぶことにより，ディスク使用量の上限を 5GB かている．プロファイルに含まれるファイルの総サイズ

ら 10GB に変更することができる．

がこの上限を超えた場合には，サインアウト時にプロ上限の変更を申請するユーザは少なく，また，多くのユーザのディスク使用量はデフォルトの上限値よりファイルは破棄され，次回サインインではサーバに保存済みのプロファイルが再度利用される．

もはるかに小さい．その結果，2019 年 9 月現在では，サインインとサインアウトにかかる時間を短縮す

ホーム領域のために当初確保したディスク容量を使る た め に ，デ フ ォ ル ト の 設 定 で は プ ロ フ ァ イ ル にい切るまでにはかなりの余裕がある．そのため，論理保存するフォルダを少なくしている．具体的には，ディスクの仕組みを利用して，余剰ディスク領域を別C:\Users\（ユーザ名）\AppData\Local 以下のファの有効な目的のために利用している．

イルはサーバに保存しないようにしている．これによ

2.4 Web サーバの利用申請

り，転送するデータのサイズが減り，サインインやサユーザが作成した Web コンテンツを全学計算機シインアウトが高速化することを狙っている．ただし，ステムの Web サーバで公開するためには明示的に申この設定では，いくつかのアプリケーションの設定や

457
458

図 2 プロファイル保存設定の変更を申請するための画面
図3

サテライトに設置されたプリンタ状態がサインインのたびに初期化されるという制限も生じる．例えば，Google Chrome の設定やブックマー

dows 環境において，自動サインアウトは 1027 人に対クはサインインのたびに初期化される．
たとえプロファイルのサイズが増大し，サインインなどに時間がかかるようになったとしても，多くの情報をプロファイルに含めたいユーザも存在する．そこ
で，全学計算機システムでは，利用者システムから「プして 1482 回実行され，自動シャットダウンは 3232 回実行された．

4 課金プリンタ

ロファイル保存設定を変更する」を選ぶことにより，ユーザが全学計算機システム上で印刷を指示した文

ユーザが自分で設定を変更できるようにしている．設書は 2 種類のプリンタで印刷できる．1 種類目は，サ定画面のスクリーンショットを図 2 に示す．この設定

テライトに設置されたプリンタである．このプリンタ変更を行うと，上で述べた一部のフォルダもプロファ

では身分や所属教育組織ごとに定められた年間の印刷イルに保存されるようになる．

上限枚数までは無料で印刷できる．上限に達すると，

2.6

このプリンタから印刷することはできない．印刷すその他

他にも，利用者システムを通じて，Web サーバのロる文書を指示するには，Adobe Acrobat や Microsoftグの取得や，USB メモリ等の抜き忘れ通知に関する設Word などのアプリケーションの中で印刷を実行する．

定の変更を行うことができる．

または，全学計算機システムが提供する印刷用 Webシステムに PDF ファイルをアップロードしてもよい．

3 自動スクリーンロック

印刷を指示した文書は，どのサテライトのプリンタで全学計算機システムでは導入当初は，スクリーンも印刷できる．プリンタの横には IC カードリーダーロックの機能は提供していなかった．また，長時間を内蔵する筐体が設置されており，身分証をそこにかアイドル状態が続いた後に自動的にサインアウトやざすと認証が行われて自分の文書を印刷できる．プリシャットダウンを実行する機能も提供していなかっンタとその横の筐体の写真を図 3 に示す．筐体にはた．2018 年 12 月からは，スクリーンロック，自動サタッチパネルが付いており，そこで白黒/カラーや片インアウト，自動シャットダウンの機能が利用できる

面/両面などの印刷の設定を変更できる．

ようになっている．アイドル時間が一定時間続くとス

2 種類目のプリンタとして，学内の売店に設置されクリーンロックが有効になる．さらにその後もアイドた課金プリンタがある．印刷を指示したときに発行さル時間が一定時間続くと，順次，自動サインアウト，れるパスワードを課金プリンタに入力すると，文書を自動シャットダウンが実行される．これらの機能の導印刷できる．ユーザは課金プリンタの近くに設置され入により，特定のユーザが特定の端末を長時間に渡った IC カードリーダーに Suica や PASMO などの交通て占有することや，サインイン後の状態で放置された系 IC カードを入れることにより印刷代を支払う．課

端末を他ユーザが不正に利用することを防げるように

金プリンタの写真を図 4 に示す．現在では課金プリンなる．

タの台数は 1 台のみである．

2019 年度内で授業日数が多かった 6 月には Win-458
459

課金プリンタは 2018 年 4 月に導入された．以前よGoogle Chrome の起動回数は突出しており，2 位のAdobe Acrobat Pro の起動回数の 10 倍以上となっている．Linux 環境では最も多く起動されたアプリケーションは Firefox であり，以降は，Google Chrome，Emacs，LibreOﬃce Writer / Calc，Atom が続く．
Google Chrome と Firefox の起動回数が突出している．Windows 環境とは異なり，上位には Microsoftや Adobe の製品が少なく，フリーのソフトウェアや開発者向けのソフトウェアが多くなっている．どちらの OS においても，年間に一度も起動されないアプリケーションが存在する．
利用統計に関して毎年観測される特筆すべき傾向
は，中央図書館の端末やプリンタが突出して多く利用されていることである．図書館の中という利便性の高
図4

さや端末周辺の環境の快適さが高い利用頻度につな

学内の売店に設置された課金プリンタがっていると推測している．中央図書館のプリンタでは他のサテライトのプリンタと比べてはるかに速い
り，上限枚数まで印刷した後に学内で印刷ができないペースで印刷が行われるため，中央図書館のプリンタことに対して不満の声があった．課金プリンタの導入は速いペースで損耗する．そこで対策として，中央図により，実費を負担すれば制限なく印刷ができるよう書館のプリンタで一定の枚数が印刷されたら，中央図になった．2018 年度は，課金プリンタで印刷された総書館と他のサテライトの間でプリンタを交換すること

ページ数は約 1700 だった．運用初年度のため課金プにしている．

リンタが十分に周知されていなかったと思われることから， 課金プリンタの利用は多くはなかった．今後，利用件数の推移を見ながら，課金プリンタの増設や位

参考文献[1] 大山恵弘, 中井央：ベアメタルハイパバイザを用いたネットワークブートシステムの性能評価, 第 22置づけの見直しを検討していく．
全学計算機システムのプリンタについては文献 [2]回学術情報処理研究集会, pp. 1–9 (2017).

[2] 大山恵弘, 中井央：筑波大学の教育用計算機システ

で詳しく説明されている．

ムにおけるプリントシステムの運用, 第 22 回学術

5 利用統計情報処理研究集会, pp. 27–32 (2018).

全学計算機システムでは様々な統計情報を収集している．その情報の中には，各サテライトにおいて各アプリケーションが起動された回数，各サテライトにおけるサインイン回数，各プリンタの累積印刷枚数などが含まれる．統計情報を収集するために，端末の OS上で専用プログラムを動作させている．

2018 年度における端末 1 台あたりの月間サインイン回数は平均で約 40 回であり，ユーザ 1 人あたりの年間サインイン回数は約 24 回である．

Windows 環境と Linux 環境において多く起動されるアプリケーションを起動回数順にそれぞれ図 5，6 に示す．Windows 環境 では最 も多 く 起動 された
アプリケーションは Google Chrome であり，回数は 600 万回を超える．以降は，Adobe Acrobat Pro，Firefox，Microsoft Word，Microsoft OneNote が続く．

459
460

7,000,000
6,194,621
6,000,000

5,000,000

4,000,000

3,000,000

2,000,000

1,000,000

520,420

371,395 295,644 260,771

098,447 91,516 63,054 32,658 27,352 10,337 9,804

6,156

6,130

6,124

5,884

5,542

4,758

4,745

4,465

5,181

5,155

4,676

3,336

3,165

1,818

図 5 起動回数が多いアプリケーション（Windows）

600,000
516,072
500,000
426,664

400,000

300,000

200,000
144,473
100,000

74,22062,030 56,959
26,877

14,192 12,610 10,635 9,010

7,463

5,905

5,864

0

図6

起動回数が多いアプリケーション（Linux）

460461