1 - ItrC

アカデミッククラウドによる
教育研究支援の展望
名古屋大学情報連携統括本部情報戦略室
情報基盤センター情報科学研究科
梶田将司
2009年5月
1
Agenda
• 背景
• クラウドコンピューティングの時代へ
• 大学とクラウド
2
名古屋大学ポータル
CAS (シングルサインオン）
uPortal (大学ポータル開発フレームワーク）
情報サービスの統合化技術
名古屋大学ポータルの
時間的変遷
統合度
100%
情報サービス統合技術・組織基盤
S/W開発ﾌﾚｰﾑﾜｰｸ（安否確認）
Service Delivery Network （災害対策）
ｻｰﾊﾞ共有（教員ﾌﾟﾛﾌｨｰﾙDB）
ﾎﾟｰﾀﾙUI更新（uPortal+VTｽｷﾝ）
アプリ連携（教務システム）
全学ID+SSO （LDAP+CASサーバ）
大学ﾎﾟｰﾀﾙﾌﾚｰﾑﾜｰｸ（国際化uPortal）
データ永続化（Oracle 10g RAC）
負荷分散（ﾛｰﾄﾞﾊﾞﾗﾝｻ・SSLｱｸｾﾗﾚｰﾀ）
情報連携統括本部設置
第3世代
災害対策室との連携
全学ID （LDAPサーバ）
大学ﾎﾟｰﾀﾙﾌﾚｰﾑﾜｰｸ（国際化uPortal）
データ永続化（Postgres）
第2世代
利用規程・内規制定
全学IDの全学的承認
学務情報ｼｽﾃﾑ推進委員会との連携
第１世代
2002年度
大学ポータル専門委員会設置
2003年度
2004年度
教員ﾌﾟﾛﾌｨｰﾙDB連絡会との連携
情報戦略組織の検討（WG+FS室）
2005年度
2006年度
時間
名古屋大学ポータル統合スタック
Portal User Interface
DB
室
Sakai Tools
メディア
センター
Others
CampusInfo
MyNU
Apps
MyNU
Contents
部局・学科
….
安
否
災害確
対策認
教
員
評価
プ
ロ
企画室
フ
ィ
ー
ル
S/W Development Framework
図書館
Middleware (RMSDB)
名
古
屋
大
学
ホ
広報室
ー
ム
ペ
ー
ジ
教
務
シ
ス
テ
ム
Middleware (CAS)
Middleware (LDAP)
総務部人事課
全学技術
Middleware (Web, Servlet)
センター
Servers (H/W, OS)
Internal Network (Load Balancing, SSL)
名古屋大学ポータル
名古屋大学ポータル関連サービス
学務部
クラウド＝第3の波
ユーティリティで
あること
参加可能で
あること
到達可能で
あること
情報通信基盤に
求められる機能
情報通信基盤の
社会基盤としての進化度
ウェブ 2.0
ウェブ 1.0
ネットワークの時代
ウェブの時代
クラウドの時代
TCP/IP
1969
1991
分散化（Decentralized)
2007
集中化（Centralized)
年
6
クラウドコンピューティング
• マッキンゼー社による定義
1. 購入する側にとって，ハードウェア管理が高度
に抽象化されている
2. 購入する側は，可変な事業運営費としてインフ
ラコストを負担する
3. インフラキャパシティは高度に伸縮性がある
(伸ばす方にも縮める方にも)
7
クラウド型サービスの類型
• 提供レイヤーでの分類
– Software-as-a-Service (SaaS)
• アプリケーションやサービスを提供
• Gmail や Salesforce.com など
– Platform-as-a-Service (PaaS)
• アプリケーションを開発・提供するための仕組みを提供
• Google App Engine や Amazon AWS など
– Infrastructure-as-a-Service (IaaS)
• 仮想化された計算機資源を提供
• Amazon AWS や Windows Azure など
• 提供対象での分類
– パブリッククラウド
• 企業や個人など，一般向けサービスとして提供
– プライベートクラウド（エンタープライズクラウド）
• 企業や大学などの組織内のクラウド
8
アカデミッククラウド環境
デー
タ
グリーン IT
A
クラウド型教育・研究・業務サービス
広域仮想化情報サービスプラットフォーム
Z
B
災害対策
X
X
C
A
Z
B
C
A
Z
P
A
J
デー
タ
B
P
T
R
X大学ポータル
Z
B
Y大学ポータル
J
C
分散配置
計算機リソース群
X
高度IT人材
育成
Z
J
Z
E
K
P
A
J
X
X
R
デー
タ
T
E
K
デー
タ
B
J
セキュリティ
J
C
Z
C
P
費用対効果Z
改善
Z
B
K
J
C
プライバシ
A
共同研究対象
デー
タ
C
X
X
P
Z
P
名古屋大学
ポータル
B
Z
R
K
T
A
P
E
Y大学構成員
X大学構成員
名古屋大学構成員
仮想化された分散配置計算機リソース群上でHPCサービスから教育研究に必要な
サービスまでを動的に構成・提供可能な大学間連携型学術情報プラットフォーム
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名古屋大学ポータル統合スタック
Portal User Interface
DB
Sakai Tools
Others
CampusInfo
MyNU
Contents
MyNU
Apps
安
否
確
認
教
員
プ
ロ
フ
ィ
ー
ル
S/W Development Framework
Middleware (RMSDB)
名
古
屋
大
学
ホ
ー
ム
ペ
ー
ジ
教
務
シ
ス
テ
SaaS型
ム
Middleware (CAS)
PaaS型
Middleware (LDAP)
Middleware (Web, Servlet)
Servers (H/W, OS)
Internal Network (Load Balancing, SSL)
名古屋大学ポータル
名古屋大学ポータル関連サービス
IaaS型
アカデミッククラウドにおける
サービスピラミッドと研究の対象
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アカデミッククラウド環境の利用例
裾野の広いサービスを動的に構成・提供可能
ＡＣＬ（新規研究開発）
計算機クラスタによ
る多体化学系の反
応現象の解析・
シミュレーション
仮想端末上での
成績等の高セキュ
リティ業務用データ
の使用
専門分野固有の教育・研究
アプリケーション
3次元 CAD ソフトウェ
アによる構造物設計
に関する学生実験
専門分野共通の教育・研究
アプリケーション
Matlab によるディジ
タル信号処理に関
する学生実験
ｾｷｭﾘﾃｨ向上
ｿﾌﾄｳｪｱﾗｲｾﾝｽ
の厳格管理
仮想マシンのイメージ
の保管
E-Learning 教材の保管
全学メール
ボックスの保管
SINET
大学・部局レベルの教育・研究・業務系
アプリケーション
スパコン
業務用データの保管
大規模仮想化
計算機リソース基盤
（要求設備）
大学レベルのHPCアプリケーション
履修登録等の高負
荷時の臨時サーバと
して使用
電気代抑制
学蔵（新規研究開発）
グリッド環境での計算
部局・学科・研究室
等のウェブ・メール
サーバ
学生が自宅からで
も利用できる
仮想端末
ペタコン・スパコンで
の実行用ソフトウェア
の高速化・デバッグ
レポート執筆の
ためのOffice系
アプリの利用
自学自習型
CD-ROM 教材に
よる外国語教育
Mathematica による
微分方程式に関す
る課題レポート
研究データのSPSS
による統計解析
ハードウェア更新
からの解放
「統計的多重化」による計算機リソースの効率的な利用
（任意の時間に，多数のユーザが，様々な目的に使うこと）
平成22年度概算要求（名古屋大学）
計算機リソースに対
する過大・過小投資
のリスクの軽減
大規模調達による
コスト削減 12
クラウド型専門教育実習環境
オンデマンドで仮想化計算機リソースにより構成される仮想コンピューティング実験室
ユーザ A @ 自宅，実習室，端末室等
RDC や ssh に
より利用
リクエスト
選択
仮想マシン
イメージ
アプリごとの
仮想マシン
イメージバンク
リソース管理
マネジャ
ユーザAの
仮想実習
マシン
リソース割当
個人用
ストレージ
仮想化された計算機リソース
J
X
C
A
K
B
Z
連携
E
P
T
R
クラウド型専門教育実習環境
ブレードサーバ群
大学ﾎﾟｰﾀﾙ
認証・権限
管理ｼｽﾃﾑ
コース
管理ｼｽﾃﾑ
13
災害対策のための７センター連携型
データ貯蔵サービス「学蔵（Gakuzoh）」（仮称）
各大学の機関情報システム
教務
ｼｽﾃﾑ
財務会計
ｼｽﾃﾑ
人事
ｼｽﾃﾑ
コース
管理
学蔵ノード
（京都大学）
学術
データ
学蔵ノード
（北海道大学）
学蔵ノード
（大阪大学）
学蔵ノード
（九州大学）
東海地域用
バックアップ
学蔵ノード
（名古屋大学）
学蔵ノード
（東京大学）
仮想的な
Write-Only
ストレージ
学蔵ノード
（東北大学）
学蔵短期パイロットシステム構成案
SINET や JGN2+
ストレージ
アプライアンスサーバ
学蔵ノード
(A大学)
学蔵ノード
(B大学)
地域間
BKUP
学蔵ノード
(名古屋大学)
地域内
BKUP
VPN
BKUP対象SYS
(ユーザ大学)
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オープンな研究開発の推進
• Hadoop (Apache)
– 大規模データ処理アプリケーションを開発・実行可能
– Google のサービス基盤と同等機能
• Google File System <-> Hadoop Distributed FileSystem
• MapReduce <-> Hadoop MapReduce
• BigTable <-> hBase
– DB ボトルネックの解消へ
• VCL (Apache, NCSU)
– Virtual Computing Laboratory
• オンデマンド型仮想計算機構成・サービス提供
• Eucalyptus (UCSB)
– Elastic Utility Computing Architecture for Linking Your Programs To Useful Systems
– Amazon EC2 と互換性のあるインタフェース
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大学とクラウド
• これまでやってきたことのクラウドでの対応
``おもてなしの心’’
– ハウジング，ホスティング，端末利用，…
• 管理コストという「不良債権」の回収
– セキュリティ対策，S/W ライセンス管理，…
• 計算機リソースの有効活用の新たな手段
– 「統計的多重化」
• コスト削減
• 運用要員育成
限られた財政的・人的資源を効率的に有効活用
した日本的情報サービス提供モデルを確立
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