工学院大学における VDI 環境の更新について
名取 勝敏 1), 小野垣 仁 1), 高橋 佳大 1) , 唐崎 幸弘 1) , 馬場 健一 2)1) 工学院大学 情報システム部
2) 工学院大学 情報科学研究教育センター
natori@cc.kogakuin.ac.jp

Upgrade of VDI Environment at KOGAKUIN University
Katsutoshi Natori 1), Hitoshi Onogaki 1), Yoshihiro Takahashi 1),
Yukihiro Karasaki 1), Ken-ichi Baba 2)
1) Information System Division, KOGAKUIN University.
2) The Center for Information Science, KOGAKUIN University.
概要
2013 年に学園共通基礎基盤とし推進すべく仮想化（サーバ・VDI）を取り入れ４年間運用した。その運用過程で明らかになった課題を検証し、2017 年夏に共通基礎基盤の更新を行った。今回の更新では VDI 環境について大幅な強化(SSD+vGPU)を行い、パフォーマンスの向上を得ることができたので本稿で紹介する。

1

はじめに工学院大学（以下、本学）は約 7,000 名の学ティ確保」「データ保全性」「システムの信頼性」「大学全体での情報投資抑制」を狙いとして仮想化技術を取り入れることとし共通基礎基盤と生が在籍し、入学初年次にコンピュータリテラ位置づけた。
シー向上のため情報処理基礎科目を科している。 2.2 構成
2 年次以降は専門課程に必要な 2D/3D CAD や

表 1 に 2013 年導入の VDI 環境の構成を示す

グラフィックス処理などの授業が実施されてい（新宿キャンパス）。PC 演習室の半数をデスクる。工科系大学ということもあり情報処理環境トップ PC 機とし、VDI 環境の利用もできるがは重要視され 3～4 年ごとに見直しを行ってい

通常 PC としての利用も可能としていた。デスる。

ク ト ッ プ PC 機 の 性 能 (Core i5/8GB/SSD

2013 年度の教育・研究システム入替検討の際に仮想化の必要性について議論され、情報処/Quadro2000D)が良かったこともあり VDI 環境との差がとても大きく感じられた。

理環境に本格的な VDI 環境が導入された。当時、導入した規模の VDI 環境は国内の大学で

表 1
VDI サーバ（×11 台）も事例が少なく、学内にノウハウもないため導入当初から 1 年程度はトラブルや期待したパフストレージォーマンスが発揮されないなど不具合が多く見

約 80TBられた。2017 年の更新では 4 年間の運用経験

パイパーバイザ2013 年 VDI 環境について

2.1 構築方針「場所にとらわれない利便性向上」「セキュリ

CPU:Xeon E5-2470(8core)×2
Memory:288GB
HDD RAID 1+0
FC 10Gbps 接続

ゲスト OS

VMwareHorizon View5.2
Windows7 Enterprise

稼働台数

400VM 以上

備考

リンククローンをもとに VDI 環境の強化を図った。

22013 年 VDI 構成

シンプロビジョニング

2.3 問題点

運用を開始すると以下の問題点が報告された。

た。
 ストレージ性能向上

 Connection Server や vCenter Server に起

一番のボトルネックであったストレージ I/O因する障害のため全台ログインできないこ

ついては、HDD の性能限界について簡易アとが数回発生

セスメントで示されたため、HDD ではなく

 起動や動作が遅い

SSD 構成とし I/O 性能の改善を図る。当初は

 音が途切れる、遅延する仮想化専用のオールフラッシュストレージも

 グラフィックス処理が遅い、描画しきれない検討したが、コスト面より導入には至らなか

グラフィックス処理については CPU が行う
ため遅いことは事前に想定しており、その対策った。
 描画性能向上としてデスクトップ PC を利用することにして1VM に割り当てる CPU は増やせるが効率がいたが、想定よりも遅かった。

悪いので、vGPU を採用し描画は GPU に任

また授業における、一斉ログイン／ログアウ
ト、アプリケーション起動は VDI サーバ負荷がせ性能改善をはかる。
 VDI 役割見直し

高く円滑な授業に支障をきたすことがあった。

授業などの一斉操作に対応するには普通のデパッチの適用やチューニング、運用変更などのスクトップ機の方が良いと判断し、授業を行回避策をとることにより安定稼働するようにな

う PC 教室での VDI 環境は見合わせた。仮想ったが、半年以上の期間をかけることとなった。

化のメリットのひとつに CPU やメモリを共2.4 簡易アセスメントの実施有することにより全体のリソースを少なくで2013 年に導入してから VDI 環境のチューニきることがあるが、授業のような一斉操作でングや仮想サーバの追加を行いながら運用をはリソース不足となりデメリットとなる。そ行ってきた。2016 年度には翌年更新するシステのため VDI はオープンスペースに用意したム仕様の検討を行う必要があり、そのため旧シシンクライアント接続や研究室・自宅からのステムの分析（簡易アセスメント）を行った。

リモート接続用途とする。

簡易アセスメントは、2015 年 10 月から 11 月

3.2 構成にかけて仮想化全体（サーバ・VDI）およびス

表 2 に 2017 年に導入した VDI 環境の構成、トレージにおいて実施し、その結果以下の点が図 1 に仮想基盤構成図を示す(新宿キャンパス)。

明らかになった。
ハイパーバイザーの CPU 負荷が高い

仮想マシンのメモリ負荷が高い

ストレージは性能限界に達しており大幅な

表 2
VDI サーバ（×10 台）ネットワークは問題なし

これにより必要なリソースを見極め、次期仮想化環境を検討する算定根拠とすることができた。

3 新システムについて
3.1 構築方針

システム更新にあたり課題となっていた VDI
環境の改善について検討し、以下の方針としCPU: Xeon E5-2690(14core)×2
Memory:208GB
GPU：NVIDIA Tesla M60

遅延が発生。全般的に能力不足2017 年 VDI 構成

×2
ストレージ
約 84TB

SSD 3.84TB×22 (RAID1+0)
FC 16Gbps 接続

パイパーバイザVMware Horizon 7

ゲスト OS

Windows 10 LTSB

稼働台数200VM

備考

リンククローン
シンプロビジョニング
vGPU プロファイル M60-1Q

共有ストレージ
SSD 84TB

16GbpsFCswitch

VDI サーバ 10 台
200VM
仮想サーバ

4台
60VM

NAS

10Gbps

1台
80TB

L3switch

10GbpsVPN

学内:自由利用端末
研究室など

学外:自宅など
図 1

仮想基盤構成図(新宿キャンパス)3.3 性能比較

表 3

図 2 にストレージ I/O 性能目安として一斉ロ

総合性能(CrystalMark 2004r3)
2013(*1)

2017

向上率(%)

グイン時間を、表 3 に PC の総合的な性能評価

ALU

29,21538,226131として CrystalMark 2004r3 の結果を示す。

FPU

25,171

31,710126

ストレージ I/O は負荷が少ない状況だと SSD

MEM

50,004

69,387139

は HDD に比べ 2 倍強の性能を示す。負荷を増

HDD

20,00349,211

246

GDI

3,911

10,266

262

D2D

1,068

10,241959

OGL

385

83,706

21,742

やすと SSD、HDD ともに I/O 性能は落ちるが
図 2 のグラフの傾きの変化より SSD に比べHDD は大きく性能が落ちることがわかる。
また描画性能は大きく向上しており、vGPU導入の効果が表れている。以前は描画に難があった VDI 環境での Google Earth や 3D CAD利用も問題ない。

(*1 チューニング無しでの計測値)
3.4 問題点

vGPU を導入することによりグラフィックス環境は大幅に改善されたが、以下の問題が発覚している。
 仮想基盤の物理メモリに対しオーバーコミットができない
 1vGPU が処理する VDI 台数に上限があるた
め、仮想マシンの分散が正しくできないと起動に失敗する
これらは通常運用時は問題とならないが、再プロビジョニングなどで期待する配置にならない場合、手動で対応する必要がある。

図 2

一斉ログイン時間

4 まとめ新 VDI 環境の運用を始めて１か月ほど経過するが、SSD+vGPU 化によりシステム的・性
能的どちらも安定した快適な環境を提供することができた。本学では将来的に情報処理教育を大学が用意する PC 演習室ではなく BYOD＋VDI 環境とし、一般教室との区別をなくす検討をしている。そのためには電源や無線 LAN などのインフラ整備や他に検討することがあるが、VDI のベース環境について目途をつけることができたと考えている。現時点では物理的・ソフト的制約によりサーバ側の集約度が上げられない、コストが高いなど課題はあるが、このあたりは普及とともに解決されると考えている。
VDI 環境の充実はデバイスに依存しない統一されたデスクトップ環境、時間・場所にとらわれない学修環境の提供に大きな効果があるため今後も拡充していく方針である。