D4-1

大学連携 e-Learning におけるサーバおよびネットワーク負荷にかかる実践報告
An Empirical Study of Load Balancing on University Cooperative e-Learning
礼*1，裏 和弘*2，末廣 紀史*2，山下 俊昭*2，藤本 憲市*1，後藤田 中*2，八重樫 理人*3，最所 圭三*3，今井 慈郎*2，林 敏浩*2
*1
Hiroshi MURAI , Kazuhiro Ura*2, Norifumi Suehiro*2, Toshiaki Yamashita*2, Ken’ichi Fujimoto*1,
Naka Gotoda*2,*3
Rihito Yaegashi , Keizo Saisho*3, Yoshiro Imai*2, Toshihiro HAYASHI*2*1 香川大学大学連携 e-Learning 教育支援センター四国, *2 香川大学総合情報センター, *3 香川大学工学部*1University Consortium for e-Learning, Shikoku Center, Kagawa University,*2Information Technology Center, Kagawa University, *3Dept. of Engineering, Kagawa University
Email: murai@cc.kagawa-u.ac.jp
村井

あらまし：四国地区５国立大学連携構想における大学連携 e-Learning 科目は，５大学において同一の科目名で共同開講されるため，単位互換制度に比べて学生が履修登録しやすいという利点がある．それ故，５大学から多くの受講者数が集まり，科目提供大学のサーバやネットワークに大きな負荷がかかると予想される．そこで本報告では，香川大の LMS サーバやネットワークの負荷に関するデータ収集を行うとともに負荷対策成果を示す．
キーワード：大学連携，e-Learning，サーバ負荷

1.

はじめに香川大学が基幹校となる大学連携 e-Learning 事業
は， e-Knowledge コンソーシアム四国（以下，eK4），
及び「四国における e-Knowledge を基盤とした大学間連携による大学教育の共同実施」（知プラｅ）である．eK4 では，平成 22 年度より e-Learning による単位互換制度の運用を開始し，四国における国公私立大８校が連携して「四国学」などのｅラーニング科目を用いて地域人材育成を行っている．ただし，単位互換制度の場合，大学によっては，他大学から提供される科目を履修する手続きが複雑であることや，自大学のシラバスに掲載されないため科目提供されても学生が気づきかないこと等，他大学からの受講生が増えにくいという欠点があった．
一方，知プラｅ事業では単位互換ではなく共同実
施，すなわち５大学において同一科目名で共同開講し，シラバスに掲載することとなっている．共同実施では他の科目と同様にシラバスに掲載されることや，同様の手続きで履修登録可能なので，学生にとって履修登録が容易になり，科目内容によっては多くの受講者が見込める．ここで，四国の５国立大学における１学年の定員の合計は約 5,500 名（平成 25年度入学生）である．受講制限を設けない場合，１クラス 1,000 人を超える大人数クラスの可能性がある．
そこで，本報告では，香川大学の学内 PC100 台から e-Learning サーバに同時アクセスを行う予備実験に基づき，サーバやネットワークの負荷および同時アクセス数のログ収集結果及び 2015 年度後期に実施された e-Learning による共同開講での負荷分散の成果を報告する．

図１

香川大学における大学連携用 e-Learning 環境

2.

香川大学における大学連携用 e-Learning 環
境香川大学では，図 1 に示す e-Learning 環境を用いて eK4 および知プラｅ事業の双方にコンテンツを配信している．受講生は LMS 経由でコンテンツにアクセスする．講義を収録した動画コンテンツは 2 台のストリーミングサーバ上に置かれており，負荷分散装置（IPCOM）を用いてストリーミングサーバへの負荷分散する構成となっている．LMS およびストリーミングサーバのスペックは数千人の自宅学習運用や，授業での一斉利用など高負荷な環境を想定したものである．将来的な拡張を見込んだ構成である．

3.

予備実験に基づく負荷対策の成果

3.1 予備実験に基づく負荷対策
著者らは先行研究において，香川大学における eLearning サーバへの負荷実験を行った(1),(2)．予備実験
では，香川大学内の PC ルームからサーバにアクセ― 301 ―教育システム情報学会 JSiSE2016
第41回全国大会 2016/8/29-8/31

スし，４パターンの動画コンテンツの再生時に発生する負荷，及び，平成 26 年度後期における e-Learning
講義において受講生のアクセスログを収集し，実際の運用でサーバ負荷がどの程度集中するのかを調査した．LMS サーバにスクリプトを仕込み，１分ごとのアクセス数を計測し，「受講者数が何人のときに，ピーク時の一斉アクセスがどれくらいあるのか」「そのときにサーバにどれくらいの負荷がかかるのか」などのデータを調査した．
その結果，1) 動画コンテンツのビットレートを下げる，2) 課題の提出締切日の設定をずらす，などの対策を挙げた．
表 1 平成 26 年度後期開講 e-Learning 科目の課題締切日と受講者数
科目名
課題締切日
受講者数（人）7
科目 A
20 日（火）24 時
202
科目 B
22 日（木）24 時
40
科目 C
22 日（木）24 時
160
科目 D
25 日（日）24 時
341
科目 E
25 日（日）24 時
表 2 平成 27 年度後期開講 e-Learning 科目の課題締切日と受講者数
科目名
課題締切日
受講者数（人）114
科目 A
27 日（水）24 時
91
科目 B
28 日（木） 9 時
48
科目 C
28 日（木）13 時
250
科目 D
27 日（水）12 時
236
科目 E
2 月 5 日（金） 9 時

3.2 アクセス数のピークの比較先行研究により，課題の提出締切り直前にアクセスが集中することが分かっている．表 1 及び表 2 に
平成 26 年度後期及び平成 27 年度後期に開講された
五つの e-Learning 科目（科目 A から E）の課題締切日及び受講者数（LMS 上のコース登録者数）を示す．
先行研究の結果を受けて，平成 27 年度は各科目の課題締切日及び時刻を分散させている．また，図 2 にLMS サーバへの１日ごとのアクセスログを示す．図2(a)は平成 26 年度後期にもっとも 1 日のアクセス数が多かった 1 月 25 日（日）の AM0:00 から PM23:59までのアクセス履歴を示す．科目 D と科目 E の課題締切日が重なったことから，サーバへの負荷が高まっているのが分かる．一方，図 2(b)は同じく平成 27
年度後期の同アクセス数の多かった 1 月 27 日（水）のアクセス履歴を示す．表 1 に示すとおり，平成 27
年度は，課題提出日及び時刻を分散させた結果，LMS サーバへのアクセスを分散することに成功し，負荷分散対策の成果が明らかとなった．特に，平日の日中に期限を設定することにより，日中に課題を提出する学生が増え，負荷分散に貢献したと考えられる．

4.

おわりに

本報告では，香川大学における大学連携 e-Learningにおけるサーバやネットワークの負荷対策の成果に関する考察を行った．同時アクセス数が増えるのを避けるため，開講科目間で課題の提出締切日を調整する等の運用面での負荷対策が有用であるとの結論を得た．

5.

謝辞

本研究は JSPS 科研費 15K00483 の助成を受けたものである．
参考文献(a)平成 26 年度後期（Jan. 25th Sunday）(1) 村井礼, 裏和宏, 岩城暁大, 末廣紀史, 山下俊昭, 八重樫理人, 今井慈郎, 最所圭三, 林敏浩:“大学連携 eLearning における負荷対策に関する一考察”, 教育システム情報学会研究報告, Vol.29, No.6, pp.87-90 （2014）(2) Hiroshi Murai, Kazuhiro Ura, Norifumi Suehiro, Rihito
Yaegashi, Yoshiro Imai, Keizo Saisho, Toshihiro Hayashi,“A Study of Load-Balancing Strategy Based on Students’
Action on University Cooperative e-Learning”,
Proceedings of 16th IEEE/ACIS International Conferenceon Software Engineering, Artificial Intelligence,Networking and Parallel/Distributed Computing (SNPD2015), Takamatsu, Japan, pp.587-590, 2015(b)平成 27 年度後期（Jan. 27th Wednesday）
図 2 アクセス数のピークの比較― 302 ―