日本ソフトウェア科学会第 32 回大会 (2015 年度) 講演論文集

ソフトウェア開発 PBL における AWS in Education
助成プログラムの活用
佐伯 幸郎

まつ本 真佑

井垣 宏

福安 直樹

水谷 泰治

中村 匡秀

クラウド技術の知識習得において，実際のクラウド環境を利用することは非常に重要である．本稿では，教育機関
における PBL 形式の講義・演習において，学生が自由に使えるクラウド環境提供の実現を目指し，Amazon Web
Services(AWS) が提供する教育助成プログラムを利用した実現方法およびその活用事例について，AWS への申請から実際の利用例までを通して報告する．

実現するには様々な障壁がある．また，これらの比較

1 はじめに的新しい技術は日進月歩の技術であり，常に新しい技IT を活用して高い付加価値を創造できる高度な術を利用できる環境を準備し続けることは，教員に情報通信人材を育成することが重要であると言われとって大きな負担となる．ハードウェアを調達するこている [7]．このような人材の育成方法として，PBLとなくこれらの演習を実現する方法として，インフ（Project Based Learning）形式による実践的なソフ

ラをサービスとして提供するクラウドサービスの一トウェア開発演習（ソフトウェア開発 PBL，SDPBL）つである IaaS(Infrastructure as a Service) を利用すが注目されており，2011 年の時点で，全国の情報系教る方法があるが，一般的に商用のパブリッククラウド育機関 222 校のうち 56.7%が開講していると報告されとして提供されるこれらのサービスを利用するには，ている [4]．近年，クラウド技術の発展に伴い SDPBL利用料金が必要となり，同様にコストが問題となる．

においてもより実践的な題材としてウェブアプリケー

本稿では，SDPBL 実現において問題となるこれション開発やビッグデータを扱ったものが盛んに行わらの問題に対し，パブリッククラウドが提供する教れている．教育効果や実践力といった観点でこれらの育機関向けの助成プログラムがどのように活用で題材は優れている一方，これらの PBL を遂行するたきるかについて，実例を元に報告する．本報告では，

めには，アプリケーションサーバ，ビッグデータ分析

RightScale による調査報告，2015 State of the Cloud

基盤などの計算機リソース，スケーリングなどを意識

Report [6] において 2015 年時点でパブリッククラウした場合にはネットワーク基盤などのインフラ整備なドの 57%のシェアを占めるクラウドサービスである

ど，コスト面での課題が多く，大学などの教育機関でAmazon Web Services(AWS) における教育助成プロ

Anecdotal experience reoport of “AWS in education”
grant on software development PBL
Sachio Saiki, Shinsuke Matsumoto, Masahide Nakamura, 神戸大学大学院システム情報学研究科, Graduate
School of System Informatics, Kobe University.
Hiroshi Igaki, Yasuharu Mizutani, 大阪工業大学情報システム学科, Faculty of Information Science andTechnology, Osaka Institute of Technology.
Naoki Fukuyasu, 和歌山大学システム工学部, Faculty ofSystems Engineering, Wakayama University.

グラム，AWS in Education に対し助成申請から実際の PBL での利用までを行っている．

2 Amazon Web Services
AWS は，Amazon.com が提供するクラウドグロー
バルコンピューティング，ストレージ，データベース，分析ツール，アプリケーション，デプロイサービスなどのサービス群である．ユーザは仮想インスタンスを

AWS Credit Code (including an student grant)
AWS Credit Code (including 3 students grant)

Student1 AccountPrimary Account

AWS
Creditlogin
Student1

AWS
CreditAWS Credit Code (including an student grant)

Student1
sharelogin

IAM_user1

Student2 Account

AWS
Creditlogin
Student2

Student2

IAM_user2AWS Credit Code (including an student grant)

IAM_user3
Student3

Student3 Account

AWS
Creditlogin
Student3

図1

Central Management Model図2

Individual Management Model

構築する IaaS である EC2 などの比較的低いレイヤ

2. 2 助成プログラムのサービスから，PaaS, SaaS といった高レイヤのク2015 年 8 月現在，AWS が教育・研究機関向けに行っラウドサービスなどを必要な時に時間単位で必要なている助成プログラムとして，AWS in Education分のみ利用可能である．

[2], AWS Educate [1] の 2 種類がある．これらの助成プログラムは，AWS の利用権を助成される点では共2. 1 SDPBL 基盤としての AWS通であるが，付随するサービスや運用形態などに差異

AWS で提供されている各種クラウドサービスのがある．以下にそれぞれの特徴について述べる．

内，SDPBL で特に活用できると考えられるもとし2. 2. 1 AWS in Educationて，仮想化された計算機 (バーチャルマシン, VM) のAWS in Education 助成プログラムは，教育・学術利用を行う EC2 サービスが挙げられる．AWS で用研究者を対象とした AWS の利用に掛かる費用を助成意されている VM のテンプレート (AMI) としては，するプログラムである．このうち教員向けの助成は，AWS が提供する必要最低限の設定が行われている

Teaching Grant と呼ばれ，特定の科目に対し受講すWindows, Linux の各種ディストリビューションなどる学生に 1 年間の有効期限で，$50〜$100 分の AWSの他に，特定の目的のためあらかじめソフトウェアが利用権を付与するものである．Teaching Grant では，導入されたユーザコミュニティが作成したもの，ベンGPU クラスターを除きほぼ全ての AWS の提供するダが提供するものなどがある．これらを活用するこサービスが利用できる．Teaching Grant は科目ごととで，SDPBL で必要とされる各種サーバを簡単に利に教員 1 名につき 1 件のみが認められるが，1 人の教用することができ，また利用する AMI を変えること員が同時に行う講義科目最大 2 つについて助成を受で，サーバを構築すること自体が目的とするもの，既けることができる．

存のインフラを前提としてよいもの，など PBL の目的に応じた柔軟な環境を提供できる．

2. 2. 2 AWS Educate
AWS Educate は 2015 年に AWS が新たに開始したプログラムである．AWS Educate では AWS inEducation で行っていた AWS 利用に対する助成のみ

UserAWS

ならず，実際に EC2 の立ち上げなどを手順にそって行える lab，チュートリアルなどのトレーニングの提൥ଝੲਾ峔峓峘ఃஈਭ৶崗嵔崠崫崰峘ଵ৶্১નੳ

供，教材コンテンツの共有やユーザのコミュニティなど様々なリソースが提供される．AWS Educate では，申請する教員・学生が加盟教育機関に在籍して崗嵔崠崫崰ଵ৶্১峘ৢੴ

1dayいるかどうかで助成内容が変わり，AWS 利用権では，AWS Credit Code峘ৢੴ

加盟機関に所属している教員は$200，学生は$100 の助成を得ることができる．また，非加盟機関の所属のAWS Credit峘ి৷

5days
WebForm

場合，教員は$75，学生は$35 の助成となる．

2. 2. 3 AWS 利用権の管理

EmailAWS in Education による Teaching Grant では，講義科目の受講者数に応じ得られる助成について，

図3

AWS in Education 助成利用までのフロー代表アカウントに全額を適用し，IAM ユーザとして学生用ユーザを作成し，利用を行う中央管理モデ

編成された 5〜6 名の学生によるチームで，8 週間のル (Central Management Model)，学生ごとにアカ期間にウントを作成し，それぞれの学生アカウントに対し一• ビッグデータに基づく販売戦略の立案

人分の助成額を適用する独立管理モデル (Individual• クラウドを活用したウェブアプリケーションのManagement Model)，また両者を組み合わせ複数人分の助成額を 1 アカウントに適用するような運用が開発• クラウドビジネス創出可能である．図 1，図 2 に中央管理，独立管理それぞの 3 つの題材について分散での PBL を行う．2014

れのイメージを示す．また AWS Educate における年度の実施では 9 グループにより行われた．クラウ

助成は個々の教員，学生がそれぞれ申請を行うため基ド発展 PBL で最低限必要となる環境としては，ビッ本的には独立管理モデルでの利用となる．

グデータ分析のための Hadoop 基盤および開発したウェブアプリケーションのデプロイ先として必要とな

3 ケーススタディるアプリケーションサーバが挙げられる．

本章では，我々が実際の PBL において AWS inEducation による助成を利用した事例について，申3. 2 助成申請

請のプロセス，PBL 中での学生の利活用例について

クラウド発展 PBL で AWS のサービスを学生が利ケーススタディとして報告する．

用するための助成として，2014 年度は AWS in Ed-ucation によるものを申請した．AWS in Education
3. 1 PBL 概要

による助成の申請および講義で利用するために申請

我々は，文部科学省が平成 24 年度から行っている情者が行う手順は以下の通りである．

報技術人材育成のための実践教育ネットワーク形成事
業である分野・地域を越えた実践的情報教育協働ネットワーク (通称 enPiT) [5] におけるクラウド分野の一つである Cloud Spiral [3] で行われた分散 PBL である「クラウド発展 PBL」を行っている．CloudSpiral
では関西圏にある 11 大学の学生が参加している．ク
ラウド発展 PBL ではなるべく所属大学が異なるよう

1. 申請を受けようとする講義に関する情報および管理者情報の連絡

2. 助成で得る AWS Credit の管理方法についての申告

3. 送られてきた AWS Credit Code を AWS マネ
ジメントコンソールから適用
このうち，最初の連絡については Web フォームによ
1st Response from AWS Education Team

Dear Sachio,Thank you for your AWS course grant application, your submission was successful. Would you like the credits
set up for your AWS account and for you to manage access for students, or would your students be settingup their own AWS accounts separately? Both scenarios require a credit card to activate our services. If youchoose to have students set up separate accounts, you will receive individual credit codes for each user.
If you choose to manage centrally in your account, ...
Please reply with your preferred method and we will get you up and running.


2nd Response from AWS Education Team

AWS in Promo AwardCongratulations!
You have been selected to receive an AWS grant for $5,000.00 in AWS credit.
How to redeem and view AWS credits Sign into your account. In the upper right corner, click on the arrownext to your name and go to Billing & Cost Management. Next, in your Dashboard menu on the left, clickon Credits and once you are there, you will be able to see all the relevant info such as the remaining balance,
applicable products and services, and expiration date.
AWS Credit Code XXXXXXXXXXXXXXX
Each code is worth: $5,000.00
...


図4

AWS Education Team からの連絡り行い，それ以降についてはメールでの連絡であった．

IAM ユーザを作成し，全体の利用可能な額 ($5,000)

図 3 に利用までのフローを示す．助成プログラムのをあらかじめ示した上で，自由な利用を促した．ビッ申請は英語のみでの対応となるため，講義内容の説グデータ分析に必要となる EMR のクラスタの計算明，管理方法の申告などは全て英語による対応が必機リソースの種類，台数についても制約は与えず，利要となる．図 4 に AWS Education Team から送信用コストと集計に必要となる時間との兼ね合いなどされたメールを示す．Web フォームからの申請に対を自ら考えるよう指示した．また，アプリケーション

し翌日 1st Response が登録したメールアドレス宛てサーバとしての EC2 利用に対しても，利用する計算に送られてきた．これに対し，管理方法として中央管機リソースや AMI の種類についても特に制約を与え理モデルの希望を申請したところ，5 日後に全受講生ていない．以上のような条件で行った 8 週間の PBL分の助成額が一つにまとめられている AWS Credit

における実際に発生した AWS 利用料を図 5 に示す．

Code が送られてきた．代表アカウントにて AWS マ

横軸はグループ名を，縦軸は利用料 ($) を表す．また，ネジメントコンソールより Credit Code を入力する

EMR は本来 EC2 の利用料としてコストに計上されことで$5,000 の利用権が付与された．申請から実際るが，今回は区別がつくよう，作成時にあらかじめタに利用できるまでには 1 週間程度であった．

グの設定を受講生に行ってもらった． 図 5 より，各グループ間で利用料に大きく差はあるものの，助成額

3. 3 利用例に対し平均的な割り当てとなる 1/9 以上を利用する

クラウド発展 PBL では，グループごとに EC2,グループは無かった．また，アプリケーションサーバ

EMR, コストの全ての機能に対しアクセス権限のある以外での EC2 利用ではチーム開発用リポジトリサー

の EC2 インスタンスをインスタンス一覧に出さない，

500

マネジメントコンソールからのアクセスを拒否するな400

どを行うことが出来ない．そのため，PBL での利用
300に際し誤って他人のインスタンスを停止，削除を行っ200てしまったという事故も発生した．このような演習中

100の事故を防ぐには，EC2 インスタンス生成時にユーザごとにキーとなるネームタグをあらかじめ決めて0A

B

C

DE

EC2

EMR

F

G

H

I

おき，AIM ロールにおいて，マネジメントコンソー
ルに表示させるインスタンス群は指定のネームタグ
図5

グループ別 AWS 利用料金を付与されているものに制限するなどの運用の工夫を行うことで実現できる．しかしながら，実際には指バへの利用，負荷分散のための複数台並列使用などの定のキーをネームタグとして割り当て忘れ，その結果回答があった．

インスタンスの製作者がマネジメントコンソールからインスタンスを確認出来なくなるなどの自体が想

4 考察

定される．

4. 1 助成プログラムの選択
AWS 利用料金の助成という観点で AWS in Edu-

5 おわりにcation と AWS Educate とを比較した場合，大きな

本稿では PBL の演習をパブリッククラウドで行う差はその運用形態の選択肢にあると言える．前者は対ための方策として AWS による助成プログラムの活用

象学生数を基準とした助成額の総額を AWS Creditについて報告した．AWS による助成システムでは，Code という形で代表アカウントに一括で適用する，演習に必要な費用の内一部を助成に，不足分を通常もしくは学生数分の AWS Credit Code を発行しての支払いでなどといった柔軟な運用も可能である．今

もらい，各学生が所有するアカウントに適用する形

後，教育機関においてこれらの利活用が進むよう，演となる．一方後者は学生のアカウントに対する助成

習環境として商用クラウドを利用する際ににかかるが基本となるため，代表アカウントに助成額を集約

経費の支払いシステムの確立，FD 活動を通じた教員し教員が管理するといった形態は困難である．講義設のクラウドに関するリテラシー向上などを行っていく計の観点から見ると，各々が演習を行う形態であれば必要がある．

いずれの助成プログラムを選択しても問題は無いが，謝辞 本クラウド発展 PBL の実施にあたりご尽力

PBL などのグループワークでの AWS 利用を考えた

頂いた CloudSpiral 連携・参加大学および企業の関係

場合には，どの学生アカウントを利用するのか，1 名者各位ならびに教育助成を提供頂いた Amazon Web分の利用枠で演習が完結するのかなどの問題が想定

Services に感謝します．

されうる．特に AWS では，アカウントを跨いだサービス利用については実現性に大きな差があり，グルー

参 考 文 献プ内でサービスごとに利用するアカウントを選択す[1] AWS: https://aws.amazon.com/jp/education/awseducate/.
[2] AWS: https://aws.amazon.com/jp/grants/.
[3] CloudSpiral: http://cloud-spiral.enpit.jp/.
[4] 独立行政法人情報処理推進機構: IT 人材白書 2011,2011.
[5] enPiT: http://www.enpit.jp/.
[6] RightScale: 2015 State of the Cloud Report, 2015.
[7] 社団法人日本経済団体連合会: 産学官連携による高度情報通信人材の育成強化に向けて, 2005.

るなども慎重に検討する必要がある．

4. 2 ユーザ権限のコントロール
AWS では AIM の機能を使うことでアカウントの下にユーザを作成できる．EC2 はアカウントレベルで管理されるものであり，通常の利用では他ユーザ