Mercurial > hg > Papers > 2015 > taiki-master
changeset 11:a7cd328c44f2
fix pdf
| author | taiki |
|---|---|
| date | Thu, 12 Feb 2015 18:06:37 +0900 |
| parents | cbc7ac08e590 |
| children | b4b5eb3b7321 |
| files | paper/abstract.tex paper/abstract_eng.tex paper/appendix.tex paper/chapter1.tex paper/chapter2.tex paper/chapter3.tex paper/chapter5.tex paper/conclusion.tex paper/figures/gfs2cluster.pdf paper/figures/iedockerport.pdf paper/graffle/gfs2cluster.graffle paper/introduciton.tex paper/master_paper.pdf paper/master_paper.tex |
| diffstat | 14 files changed, 148 insertions(+), 85 deletions(-) [+] |
line wrap: on
line diff
--- a/paper/abstract.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/abstract.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -1,16 +1,12 @@ \begin{abstract} - IT 技術の進歩は目まぐるしく、学習するためのコストや環境も必要になってくる。また学習のための環境を管理することは手間がかかる。 + IT 技術の進歩は目まぐるしく、Virtual Machine (以下 VM ) やコンテナなどを使用して学習するためには多くのコストを支払う必要がある。また学習のための環境を管理することは手間がかかる。 - そのため、学生が IT 技術を学習するための環境を供したい。また提供した環境を使用させるにあたり、管理者への煩雑な手続きを無くすことで管理者の負担を減らさなければならない。管理者側の負担として、VM の作成やアップロード、また VM のセキュリティ管理が挙げられる。 + そのため学生が IT 技術を学習するための環境を供したい。また提供した環境を使用させるにあたり、管理者への煩雑な手続きを無くすことで管理者の負担を減らさなければならない。管理者側の負担として、VM の作成やアップロード、また VM のセキュリティ管理が挙げられる。 - またクラウドサービスと連携し、学生が開発したサービスをオンプレミスの環境から外のサービスへ移行することで、サービスへの高速なアクセスが可能になる。 + 琉球大学情報工学科 (以下 本学科) では、定期的にシステム更新を行う。次期システムではクラウドサービスと連携し、学生が開発したサービスをオンプレミスの環境から外のサービスへ移行することで、サービスへの高速なアクセスが可能になる。現在のシステム構成から得られた知見を活かし、新たな教育用のシステムを構築する必要がある。 -そこで当研究室では、学生に VM を提供し、資源を管理するための ie-virsh を開発している。 ie-virsh は複数の hypervisor に対応した virsh の wrapper となっている。 - -また情報工学科では、来年度にシステム更新を行う。現在のシステム構成から得られた知見を活かし、新たな教育用のシステムを構築する必要がある。 +本研究では、IT 技術を教育するための環境を学生に提供するために、教育用計算機システムに Shien システムの構築と評価を行った。本研究室では学生に VM が使える環境を提供し、複数のユーザに対応するための ie-virsh を開発している。Shien システムに ie-virsh と、docker で使われる資源を管理するための ie-docker を組み込み、学生に使用させる。またその際に計算機同士で共有する iSCSI ディスクに使う Filesystem 、 GFS2 と、コンテナや VM の IO 速度の評価を行った。 -本研究では、IT 技術を教育するための環境を学生に提供するために、教育用計算機システムの構築と評価を行った。本研究の教育用計算機システムに ie-virsh と、docker で使われる資源を管理するための ie-docker を開発し、学生に使用させる。またその際に Block device の共有に使う Filesystem 、 GFS2 の評価を行った。 - -現在のシステムと比較して、本研究で提案する計算機システムが教育用に適正であることを確認した。 +現在のシステムと比較して、本研究で提案する Shien システムが教育用に適正であることを確認した。 \end{abstract}
--- a/paper/abstract_eng.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/abstract_eng.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -1,3 +1,13 @@ \begin{abstract_eng} +Information Tecnorogy advances is fast. We should pay many cost to study to use container and virtual machine. And we need to take time this environment for leaning IT. + +So that, we sould provide environment in which students learn IT. When we provide environment to learn IT, reduce burden of administrator. Burden is making VM, upload VM and VM security management. + +University of the ryukyus, Infomation Engineering update computer system. Next system cooperate with cloud service. This system need to migrate service that students cloud service. Utilizing the knowledge obtained from the current system configuration, it is necessary to construct new educational system. + +In this study, the environment in order to educate the IT, construct Shien system in educational computer system. We develop ie-virsh for resource management and provide using VM in our laboratory. ie-virsh can use multiple hypervisor and ie-virsh is wrapper of virsh. Shien system is incorporated ie-virsh and ie-docker. We evaluate the formatted performance of the disk in GFS2 and evaluate IO speed of Container and VM. + +Shien system proposed in in this study as compared to the current system is confirmed that they are proper for education. + \end{abstract_eng}
--- a/paper/appendix.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/appendix.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -2,5 +2,7 @@ \addcontentsline{toc}{chapter}{発表文献} \begin{itemize} -\item{} +\item{OS 授業向けマルチユーザ VM 環境の構築,\\ +平良太貴、河野真治(琉球大学) \\ +情報処理学会システムソフトウェアとオペレーティングシステム研究会(OS), May, 2014} \end{itemize}
--- a/paper/chapter1.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/chapter1.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -5,7 +5,7 @@ VMWare が無償で配布している Hypervisor であり、計算機に直接インストールし使用することができる。現在本学科では VMWare ESXi を Hypervisor として VM を管理している。 \section{VMWare ESXi による VM 管理システム} - オンプレミスのブレードサーバで構成されており、VMWare ESXi で動作している VM を VMWare vSphere Client で管理している。図\ref{fig:iesystem} のように、VM の所有者はメールでシステム管理者へ使用 VM を増やす依頼を行い、ユーザは本学科の提供する Web サービスから VM を作成する。 + オンプレミスのブレードサーバで構成されており、VMWare ESXi で動作している VM を VMWare vSphere Client と Web サービスで管理している。図\ref{fig:iesystem} のように、VM の所有者はメールでシステム管理者へ使用 VM を増やす依頼を行い、ユーザは本学科の提供する Web サービスから VM を作成する。 \begin{figure}[htpb] \begin{center} @@ -15,8 +15,8 @@ \end{center} \end{figure} +\section{本学科の提供する Web サービス} -\section{本学科の提供する Web サービス} VM を操作するインターフェイスとして、VMWare の API を使った Web サービスを使用できる。 本学科のシステムでは、VM の操作は Web サービス実装を通して行う。VM の作成はメールなどの連絡手段を使って、管理者を通して行う。既成の VM をブレードサーバへアップロードするにも、管理者と連絡し手続きを取る。 @@ -51,7 +51,7 @@ \end{center} \end{figure} -管理画面で可能なことは、下記になる。 +本学科の Web サービスの管理画面で可能なことは、下記になる。 \begin{itemize} \item 起動 @@ -62,9 +62,10 @@ \end{itemize} \section{VMWare vSphere Client} - GUI で VM を操作することができ、豊富な機能と高度な操作が可能となっている。管理者は VMWare vSphere Client での管理を行っている。VM などの資源に対する操作の権限を細かく扱うことができるため、利用者に対して権限を配布することが可能である。しかし GUI が複雑なため、操作に習熟する必要がある。 + +GUI で VM を操作することができ、豊富な機能と高度な操作が可能となっている。管理者は VMWare vSphere Client での管理を行っている。VM などの資源に対する操作の権限を細かく扱うことができるため、利用者に対して権限を配布することが可能である。しかし GUI が複雑なため、操作に習熟する必要がある。 - また使用する OS が限定されており、主に Windows でのみ使用可能なため、Mac OS X を推奨している本学科では使用が困難である。 +また使用する OS が限定されており、主に Windows でのみ使用可能なため、Mac OS X を推奨している本学科では使用が困難である。 \section{Kernel based Virtual Machine (KVM)} @@ -105,7 +106,9 @@ \section{ie-virsh} -virsh はグループの設定を行わない限り、root ユーザでのみ使用可能である。virsh を使う管理者以外のユーザ全てに root ユーザを使わせてしまうと、他のユーザに対しての不正な操作や、多量の資源取得、ネットワーク等の管理者がするべき操作を許してしまう。そのため ie-virsh の開発を行った。ie-virsh は virsh をラップすることで作成された VM 管理用のツールである。ie-virsh を使用することにより、他のアカウントの VM を操作させずに VM 所持者に操作させられる。 +virsh はグループの設定を行わない限り、root ユーザでのみ使用可能である。virsh を使う管理者以外のユーザ全てに root ユーザを使わせてしまうと、他のユーザに対しての不正な操作や、多量の資源取得、ネットワーク等の管理者がするべき操作を許してしまう。 + +そのため ie-virsh の開発を行った\cite{taira:2014}。ie-virsh は virsh をラップすることで作成された VM 管理用のツールである。ie-virsh を使用することにより、他のアカウントの VM を操作させずに VM 所持者に操作させられる。 表\ref{table:ievirshfunc}が ie-virsh の機能である。 @@ -136,12 +139,31 @@ \end{table} \end{tiny} -virsh ではネットワークやストレージの設定を行うことも可能である。しかし ie-virsh では管理者ではない使用者にはネットワークやストレージの設定ができないよう実装している。 +virsh ではネットワークやストレージの設定を行うことも可能である。しかし ie-virsh では管理者ではないユーザにはネットワークやストレージの操作・設定ができないよう制限している。 + +\section{ie-virsh による資源の制限} + +複数のアカウントで計算機資源を共有する場合、管理者による資源の制限が必須である。VM の使用が主な ie-virsh では過剰なディスク容量やメモリ、CPU の確保を防がなければならない。 + +ie-virsh がラップしている virsh は、XMLファイルを使って VM を管理している。XML ファイルには VM のパラメータが記述されている。 + +ie-virsh では学生が使用する VM が使用する資源を制限するために、予めこの XML ファイルのテンプレートを作成し利用している。 -また ie-virsh には virsh で使用できる、ネットワークの構成の操作などの管理者側がするべき操作はない。管理者でないアカウントでは操作できない。 +XML テンプレートで予め制限されている設定は、以下のようになる。 + +\begin{itemize} + \item ネットワークの設定 + \item I/O 設定 + \item VM イメージのフォーマット + \item CPU 数 + \item メモリ容量 +\end{itemize} + +これによって学生が使用する背資源を制限し、過剰なメモリや CPU の確保を防ぐ。 +また学生が VM を多く作成するという形で資源を利用してしまうことを防ぐために、作成し操作できる VM の数を4台に制限した。 \section{ie-virsh による OS 管理システム} -ie-virsh によって複数のユーザの VM 管理を行っている。 +ie-virsh によって複数のユーザの VM 管理を行っている。学生に VM をアップロードさせ、本学科のブレードサーバ上で Web サービスの開発や実験のために使用させる。 また本学科では Operating System という授業を提供している。この授業では OS について学ぶ一環として VM について学習し、課題を提出させる。課題では VM の環境を学生が設定し、本学科の持つブレードサーバ上に VM をアップロードし、プログラムの実装や計測を行う。ie-virsh による OS 管理システムを使用し、 VM のアップロードから計測までの課題を行わせた。
--- a/paper/chapter2.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/chapter2.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -1,16 +1,16 @@ \chapter{Shien システム} -本章では現在のシステムの問題点をあげ、Shien システムでその問題点を改善する方法を示す。 +本章では教育用の OS 管理システムの要件を挙げ、Shien システムで要件を実装する方法を示す。 \section{Multi User Support} -情報工学科では一学年 60 名、学科全体で 240 名の学生が在籍している。そのすべての学生に対応するため、複数のユーザを管理できる必要がある。そのためには、複数の相手に同じ権限を、容易に配布するシステムでなければならない。 +本学科では一学年 60 名、学科全体で 240 名の学生が在籍している。そのすべての学生に対応するため、複数のユーザを管理できる必要がある。そのためには、複数のユーザに同じ権限を容易に配布するシステムでなければならない。 -現在の学科の VM 管理システムでは、複数のユーザに対応するための権限の配布は VMWare vSphere Client で行われている。VMWare vShpere Client は豊富な機能を持っており、権限も細かく配布することができる。しかし多くのユーザに権限を配布するには手間がかかってしまうため、その手間を減らさなければならない。 +現在の本学科の VM 管理システムでは、複数のユーザに対応するための権限の配布は VMWare vSphere Client で行われている。VMWare vShpere Client は豊富な機能を持っており、権限も細かく配布することができる。しかし多くのユーザに権限を配布するには手間がかかってしまうため、その手間を減らさなければならない。 配布するべき権限は二種類ある。管理者とユーザである。管理者はシステムそのものを管理する。計算機や hypervisor の設定、全ての VM やコンテナの操作をすることができる。 -ユーザはユーザ自身の資源のみを操作することができる。またシステム全体に関わる操作は行うこともできない。 +ユーザはユーザ自身の資源のみを操作することができる。またシステム全体に関わるネットワークや他ユーザの VM などの操作は行うことができない。 \section{資源の制限} @@ -43,17 +43,17 @@ \section{iSCSIファイルシステムへ対応} -計算機の外部に大容量の記憶媒体を置くことで、計算機そのものに記憶媒体を搭載しなくても多くのユーザに大きなデータ容量を配布できる。次期システムでは iSCSI で複数の計算機と記憶媒体と接続する。 +計算機の外部に大容量の記憶媒体を置くことで、計算機そのものに記憶媒体を搭載しなくても多くのユーザに大きなデータ容量を配布できる。次期システムでは複数の計算機で iSCSI ディスクを共有する。 -そうすることで複数台の計算機で、VM イメージやユーザのデータを共有する。またそれによって VM をライブマイグレーション可能にする。計算機がメンテナンスをしなければならなかったり、計算機を止める必要のある際に VM を止めずに他の計算機へ移動することができる。 +そうすることで複数台の計算機で、iSCSI ディスクを使用して VM イメージやユーザのデータを共有する。またそれによって VM をライブマイグレーション可能にする。計算機がメンテナンスをしなければならなかったり、計算機を止める必要のある際に VM を止めずに他の計算機へ移動することができる。 -そのため iSCSI で複数台の計算機から接続された場合に、高速で整合性を保つことのできるファイルシステムを使用する必要がある。 +そのため Shien システムでは、iSCSI で複数台の計算機から接続された場合に、高速で整合性を保つことのできるファイルシステムを使用する必要がある。 \section{クラウドへの対応} クラウドサービスとは外部のサービス上でウェブサービスなどのシステムを稼働させる事のできるサービスである。 現在のシステムでは、クラウドサービスへの対応を行っていない。学生が外部のクラウドサービスを使用するためには、自主的にコストを支払い一から構成する。 -次期システムではクラウド上の資源を確保する。情報工学科のシステムのバックアップが行え、クラウドサービスを学生が使えるようになる。 +次期システムではクラウド上の資源を確保する。本学科のシステムのバックアップが行え、クラウドサービスを学生が使えるようになる。 Shien システムでは次期システム構成へ対応するため、クラウドサービスへ学生の開発したサービスやシステムのデプロイが行え、また管理者の負担を抑えて管理できるようにしなければならない。
--- a/paper/chapter3.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/chapter3.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -6,7 +6,7 @@ \section{Fedora} -Shien システムは情報工学科の次期システムに合わせて設計する。そのためには最新のソフトウエアを取り入れ、次期システムが稼働する際に安定になっているものを検証する必要がある。 +Shien システムは本学科の次期システムに合わせて設計する。そのためには最新のソフトウエアを取り入れ、次期システムが稼働する際に安定になっているものを検証する必要がある。 Fedora は最新の技術を積極的に取り込んでおり、その成果を Ret Hat Enterprise Linux に取り込まれるといった検証目的の位置づけになっている。 @@ -64,11 +64,9 @@ LVM のクラスタリング拡張機能のセットである。一部のホストが変更した LVM 情報を他のホストに通知する。クラスタは LVM を使用した共有ストレージを管理できるようになる。GFS2 は CLVM を利用して複数ノードからのアクセスに対応する。 -クラスタで Volume Group を使用する場合は、Volume Group にクラスタに対応するフラグの設定を行わなければならない。 - \section{構成} -図\ref{fig:gfs2cluster} がブレードサーバの構成である。複数のブレードサーバでクラスタを構成する。クラスタの構成には corosync を使う。クラスタのノード同士は corosync を使用し、互いに通信を行う。 +図\ref{fig:gfs2cluster} がブレードサーバの構成である。サーバ全てに Fedora を導入し、クラスタを構成する。クラスタの構成には corosync を使う。クラスタのノード同士は corosync を使用し、互いに通信を行う。 \begin{figure}[htpb] \begin{center} @@ -78,29 +76,10 @@ \end{center} \end{figure} -corosync +iSCSI ディスクに LVM で使用できるパーティションを割り当てる。パーティションを一つにする場合は、Physical Volume と Volume Group、Logical Volume は全て一つである。Logical Volume を GFS2 でフォーマットする。フォーマット時に journaling を指定しなければならない。journaling 数は、GFS2 を参照する計算機の数である。 + GFS2 でフォーマットされた一つの iSCSI ストレージを共有し、iSCSI ストレージに VM のディスクイメージ、Docker のアプリケーションを保存する。これにより複数のブレードサーバ間で VM のイメージの共有や移動、コンテナイメージの移動を簡単に行える。 -\section{ie-virsh による資源の制限} - -複数のアカウントで計算機資源を共有する場合、管理者による資源の制限が必須である。VM の使用が主な ie-virsh では過剰なディスク容量やメモリ、CPU の確保を防がなければならない。 - -ie-virsh がラップしている virsh は、XMLファイルを使って VM を管理している。XML ファイルには VM のパラメータが記述されている。 - -ie-virsh では学生が使用する VM が使用する資源を制限するために、予めこの XML ファイルのテンプレートを作成し利用している。 - -XML テンプレートで予め制限されている設定は、以下のようになる。 - -\begin{itemize} - \item ネットワークの設定 - \item I/O 設定 - \item VM イメージのフォーマット - \item CPU 数 - \item メモリ容量 -\end{itemize} - -これによって学生が使用する背資源を制限し、過剰なメモリや CPU の確保を防ぐ。 -また学生が VM を多く作成するという形で資源を利用してしまうことを防ぐために、作成し操作できる VM の数を4台に制限した。 \section{ie-virsh debug} @@ -123,7 +102,7 @@ \section{Docker} -Docker とは、Docker 社が開発してるオープンソースのコンテナ型仮想化ソフトウエアである。Linux 上で Linuxコンテナ (LXC) を活用し、コンテナ型の仮想環境を作成する。図\ref{fig:container} は Docker のアーキテクチャである。 +Docker とは Docker 社が開発してるオープンソースのコンテナ型仮想化ソフトウエアである。Linux 上で Linuxコンテナ (LXC) を活用し、コンテナ型の仮想環境を作成する。図\ref{fig:container} は Docker のアーキテクチャである。 \begin{figure}[htpb] \begin{center} @@ -186,9 +165,10 @@ \section{ie-docker による資源の制限} -Docker はコンテナごとに使用するメモリの上限を指定することができる。ie-docker では、コンテナのメモリ使用量の制限をユーザ全てに管理者が付与できるよう実装した。 +Docker はコンテナごとに使用するメモリの上限を指定することができる。ie-docker では、コンテナのメモリ使用量の制限をユーザ全てに管理者が付与できるよう実装した。docker run で Docker のコンテナを起動する。起動時に -m (memory) を指定することでメモリの指定が可能だが、今回は ie-docker でラップし -m (memory) を自動的に付与するよう実装を行った。 +また ie-virsh と同様に、1 ユーザが使用可能なコンテナの数を 8 つに制限した。 \section{クラウド上での使用} -クラウドサービスではコンテナをユーザに使用させる。コンテナが VM と比べて高速なためである。ie-docker は LDAP を参照してユーザに与える資源を制限しているため、クラウド上でも本学科の LDAP を利用する必要がある。 +クラウドサービスではコンテナをユーザに使用させる。コンテナが VM と比べて高速なためであり、またクラウドサービス上へ VM イメージを送信するよりもデプロイしやすいためである。ie-docker は LDAP を参照してユーザに与える資源を制限しているため、クラウド上でも本学科の LDAP を利用する必要がある。
--- a/paper/chapter5.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/chapter5.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -30,8 +30,6 @@ Filebench は .f 言語で書かれた基本的なワークロードを持っている。今回はそのワークロード randomread.f と randomwrite.f を用いて計測を行った。 -\section{} - \section{Filesystem の速度比較} 図\ref{fig:filesystem_randomread}と図\ref{fig:filesystem_randomwrite}は ext4 、ZFS 、GFS2 における読み書きを行うファイルのサイズに対する速度である。 @@ -86,15 +84,31 @@ GFS2 のロック機構、DLM は inode ごとにロックを管理している。そのため全く同一のファイルに対して読み書きを行わなければ、一定の速度で読み書きすることができる。今回計測を行った 3 ノードからのアクセスでも殆ど変わらない結果が見て取れる。 -\section{GFS2 上の VM イメージを使った複数ノードの計測} +\section{VM とコンテナとの比較} + +図\ref{fig:vmconrandomread}と図\ref{fig:vmconrandomwrite} はベンチマークをホストから GFS2 を計測した場合と、VM とコンテナ上から計測した場合のグラフである。VM は Fibre Channel ストレージ上に VM イメージを置き、KVM を Hypervisor として起動した VM 内から Filebench を使用しベンチマークを計測した。 + +\begin{figure}[htpb] + \begin{center} + \includegraphics[scale=1.0]{gnuplot/each_guest_read_bench.pdf} + \caption{VM 、コンテナの Random read 性能比較} + \label{fig:vmconrandomread} + \end{center} +\end{figure} + +\begin{figure}[htpb] + \begin{center} + \includegraphics[scale=1.0]{gnuplot/each_guest_write_bench.pdf} + \caption{VM、コンテナの Random write 性能比較} + \label{fig:vmconrandomwrite} + \end{center} +\end{figure} \subsection{考察} -\section{VM とコンテナとの比較} +Docker とホストからの計測は、Read と Write の性能ともに殆ど変わらないため、Docker は直接の計算機からの Read や Write と変わらずに環境を分割することができる。 -\subsection{考察} - - +しかし VM に関しては、Read や Write ともに性能が低下している。Docker はホストと Linux kernel を共有しているため、IO が高速である。Docker と異なり VM はハードウエアもエミュレートしているため、速度が低下してしまう。 \section{授業 Operating System での使用} @@ -130,7 +144,33 @@ Vagrant Box イメージは簡易なパスワードとユーザ名で Vagrant から管理されていたため、そのままブレードサーバへアップロードしサーバ用途に使用してしまうと、簡単に外部から侵入され乗っ取られてしまう。そのため Vagrant Box イメージを使用する際は、外部から攻撃されないような設定か確認し、脆弱な設定なら設定し直す必要がある。 -\section{クラウド上での使用} +\section{さくらクラウド} + +さくらインターネット株式会社\cite{sakura}の運営する、高性能なサーバと拡張性の高いネットワークをクラウド上に自在に構築できるパブリッククラウドサービスである。次期システムでクラウドサービスとして使用する予定となっている。 + +\section{さくらクラウドへの VM イメージ送信} + +クラウドサービスへのサービスのデプロイ方法の一つとして、VM イメージを直接クラウドサービスにアップロードするという方法がある。 + +本学科のブレードサーバから、VM イメージをさくらインターネットの石狩リージョンへ向けて送信した。さくらクラウドへ VM イメージを送信する場合、まずアーカイブを作成する。作成後に FTPS の URL とホスト名・パスワードが表示される。その情報を使用して curl を使い FTPS 接続し送信する。 + +\begin{verbatim} +% curl --ftp-ssl -T fedora20.img ftp://username:password@hostname:21 +\end{verbatim} -\section{VM イメージの転送速度} -\section{コンテナの使用} +送信時間は表\ref{tab:vmimgsend}のようになる。 + +\begin{table}[!htbp] +\caption{VM イメージ送信} +\label{tab:vmimgsend} + \begin{center} + \begin{tabular}{|c||c|} \hline + VM イメージサイズ & 10.0 GB \\ \hline + VM イメージ形式 & raw \\ \hline + 送信速度 & 34.9 M \\ \hline + 送信時間 & 00:04:53 \\ \hline + \end{tabular} + \end{center} +\end{table} + +授業 Operating System で使用すると、一回で 60 名の受講生が VM をさくらクラウドへ向けて送信するため、現実的ではない。そのため VM 以外の方法を使う必要がある。
--- a/paper/conclusion.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/conclusion.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -1,10 +1,24 @@ \chapter{結論} \label{chapter:conclusion} +本章では、本論文で述べたことをまとめ、また今後の課題を述べる。 + \section{まとめ} +本研究ではまず始めに、本学科のシステム構成と現在使用されている OS 管理システムと使用方法の説明を行った。使われていたシステムは VMWare ESXi を用いた OS 管理システムと、ie-virsh を用いた OS 管理システムである。次に次期システムに対応し、さらに複数のユーザの資源を管理する Shien システムの要件を挙げた。 + +Shien システムは iSCSI ディスク上の GFS2 を計算機が共有するという構成になっている。これまでの本学科のシステムと比べ、一定の資源を一度に配ることができ、またコンテナに対応している。ie-docker の実装を新たに行ったためである。次期システムのクラウドサービスをユーザに使用させるため、クラウドサービス上の資源をユーザにコンテナとして配布するという仕組みも述べた。 + +また Shien システムの操作方法や Shien システムを使った資源の管理方法を述べ、これまでのシステムとの違いやコンテナを使ったクラウドサービスへの対応についての説明を行った。 + +最後に GFS2 を他のファイルシステムと比較し、またホストサーバや VM 、コンテナから GFS2 のベンチマークを計測した。GFS2 を使用することで複数の計算機と VM イメージやデータの共有をシングルノード用の Filesystem と変わらず使用することができることを確認した。またコンテナを使用することで VM と比べ速い IO でアプリケーションを動作させられることを確認した。更に授業 Operating System で ie-virsh を使用した際の問題点の抽出と、評価を行った。 + +Shien システムを使用することで次期システムに対応することができ、クラウドサービスもユーザに使用させられることを確認した。 \section{今後の課題} +まず起動している VM やコンテナに対するセキュリティチェックの必要性があげられる。授業 Operating System で Vagrant Box を使用した例からも、脆弱なユーザ名やパスワードを使用するユーザは多い。そのため管理者側が定期的にユーザ名やパスワード、開いているポートをチェックし攻撃されてしまうような設定ならば通知を行う。このチェックは自動的に行えると良い。 +次にコンテナと VM の使い分けを、複数の計算機上でどう行えばよいかを考える必要がある。Shien システムの ie-virsh や ie-docker の構築は、今回一つの計算機上で行った。しかし iSCSI ディスクを共有している計算機は複数あるため、複数の計算機上ではどういった使用が適切か計測し、使用方法を検討する必要がある。 %\subsection{Treeのバランスの問題} +
--- a/paper/graffle/gfs2cluster.graffle Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/graffle/gfs2cluster.graffle Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -87,7 +87,7 @@ <key>Pad</key> <integer>0</integer> <key>Text</key> - <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1343\cocoasubrtf160 + <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1344\cocoasubrtf720 \cocoascreenfonts1{\fonttbl\f0\fswiss\fcharset0 Helvetica;} {\colortbl;\red255\green255\blue255;} \pard\tx560\tx1120\tx1680\tx2240\tx2800\tx3360\tx3920\tx4480\tx5040\tx5600\tx6160\tx6720\pardirnatural\qc @@ -261,7 +261,7 @@ <key>Text</key> <dict> <key>Text</key> - <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1343\cocoasubrtf160 + <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1344\cocoasubrtf720 \cocoascreenfonts1{\fonttbl\f0\fswiss\fcharset0 Helvetica;\f1\fnil\fcharset128 HiraKakuProN-W3;} {\colortbl;\red255\green255\blue255;} \pard\tx560\tx1120\tx1680\tx2240\tx2800\tx3360\tx3920\tx4480\tx5040\tx5600\tx6160\tx6720\pardirnatural\qc @@ -292,12 +292,12 @@ <key>Text</key> <dict> <key>Text</key> - <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1343\cocoasubrtf160 + <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1344\cocoasubrtf720 \cocoascreenfonts1{\fonttbl\f0\fswiss\fcharset0 Helvetica;} {\colortbl;\red255\green255\blue255;} \pard\tx560\tx1120\tx1680\tx2240\tx2800\tx3360\tx3920\tx4480\tx5040\tx5600\tx6160\tx6720\pardirnatural\qc -\f0\fs24 \cf0 GFS2 on Fibre Channel Strage}</string> +\f0\fs24 \cf0 GFS2 on iSCSI disk}</string> </dict> </dict> <dict> @@ -320,7 +320,7 @@ <key>Text</key> <dict> <key>Text</key> - <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1343\cocoasubrtf160 + <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1344\cocoasubrtf720 \cocoascreenfonts1{\fonttbl\f0\fswiss\fcharset0 Helvetica;\f1\fnil\fcharset128 HiraKakuProN-W3;} {\colortbl;\red255\green255\blue255;} \pard\tx560\tx1120\tx1680\tx2240\tx2800\tx3360\tx3920\tx4480\tx5040\tx5600\tx6160\tx6720\pardirnatural\qc @@ -349,7 +349,7 @@ <key>Text</key> <dict> <key>Text</key> - <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1343\cocoasubrtf160 + <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1344\cocoasubrtf720 \cocoascreenfonts1{\fonttbl\f0\fswiss\fcharset0 Helvetica;\f1\fnil\fcharset128 HiraKakuProN-W3;} {\colortbl;\red255\green255\blue255;} \pard\tx560\tx1120\tx1680\tx2240\tx2800\tx3360\tx3920\tx4480\tx5040\tx5600\tx6160\tx6720\pardirnatural\qc @@ -378,7 +378,7 @@ <key>Text</key> <dict> <key>Text</key> - <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1343\cocoasubrtf160 + <string>{\rtf1\ansi\ansicpg1252\cocoartf1344\cocoasubrtf720 \cocoascreenfonts1{\fonttbl\f0\fswiss\fcharset0 Helvetica;} {\colortbl;\red255\green255\blue255;} \pard\tx560\tx1120\tx1680\tx2240\tx2800\tx3360\tx3920\tx4480\tx5040\tx5600\tx6160\tx6720\pardirnatural\qc @@ -506,7 +506,7 @@ <key>MasterSheets</key> <array/> <key>ModificationDate</key> - <string>2015-01-14 19:42:11 +0000</string> + <string>2015-02-12 08:11:36 +0000</string> <key>Modifier</key> <string>平良太貴</string> <key>NotesVisible</key>
--- a/paper/introduciton.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/introduciton.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -1,15 +1,12 @@ \chapter{序論} -IT 技術は Virtual Machine (以下 VM) やコンテナの普及により、より手軽に開発し試せる環境が整ってきている。手元の PC 上で VM やコンテナを立ち上げ、ウェブサービスやシステムの開発を行うことができる。しかし VM やコンテナを使用して IT 技術を学習するためには、高性能 PC の購入や、有料のクラウドサービスを使用しなければならないためコストがかかる。これらの負担を IT 技術を学ぶ学生に負わせない、新たな仕組みが必要にである。 - - そのため、学生が IT 技術を学習するための環境を提供したい。また提供した環境を使用させるにあたり、管理者への煩雑な手続きを無くすことで管理者の負担を減らさなければならない。管理者側の負担として、VM の作成や VM イメージのアップロード、VM のセキュリティ管理が挙げられる。 +IT 技術は VM やコンテナの普及により、より手軽に開発し試せる環境が整ってきている。手元の PC 上で VM やコンテナを立ち上げ、ウェブサービスやシステムの開発を行うことができる。しかし VM やコンテナを使用して IT 技術を学習するためには、高性能 PC の購入や、有料のクラウドサービスを使用しなければならないため、大きなコストがかかる。これらの負担を IT 技術を学ぶ学生に負わせない、新たな仕組みが必要である。 + + また本学科では定期的にシステムの更新を行う。次期システムではクラウドサービスとの連携を予定している。クラウドサービスへ学生が開発したサービスをオンプレミスの環境から外部のサービスへ移行することで、学生の開発した Web サービスへの、遠隔地からの高速なアクセスが可能になる。更にクラウドサービスを使用した Web サービスの開発のワークフローを学ぶことができる。 - 情報工学科では定期的にシステム構成の変更を行う。クラウドサービスと連携し、学生が開発したサービスをオンプレミスの環境から外部のサービスへ移行することで、サービスへの高速なアクセスが可能になる。 +本研究では学生の VM やコンテナの学習環境の提供方法と、クラウドサービスへの連携することのできる Shien システムを提案する。 Shien システムは複数の計算機と、その計算機の間で iSCSI ディスクを共有すること想定している。共有する iSCSI ディスクは、複数の計算機からの並列なアクセスに耐えられる Filesystem が必要である。その Filesystem には GFS2 を採用した。 -そこで当研究室では、学生に VM を提供し、資源を管理するための ie-virsh を開発している。 ie-virsh は複数の hypervisor に対応した virsh のラッパーとなっている。 - -本研究では、IT 技術を教育するための環境を学生に提供するために、教育用計算機システムの構築と評価を行った。本研究では教育用計算機システムに、ie-virsh と、docker で使われる資源を管理するための ie-docker を開発し、学生に使用させる。またその際に Block device の共有に使う Filesystem 、 GFS2 の評価を行った。 -現在のシステムと比較して、本研究で提案する計算機システムが教育用に適正であることを確認した。 +Shien システムでは本研究室で開発している ie-virsh と ie-docker を使用する。ie-virsh は VM の管理に、ie-docker はコンテナの管理に使用される。Shien システムの評価では、使用する Filesystem の GFS2 の計測・評価を行った。本学科で行われている授業 Operating System で使用した際の利点を挙げ評価を行った。 \pagenumbering{arabic} @@ -17,3 +14,5 @@ \newpage \section{本論文の構成} + +本論文では、始めに本学科の２つのこれまでの OS 管理システムについて述べる。VMWare ESXi を用いた OS 管理システムと、ie-virsh を用いた OS 管理システムの特徴や操作方法について説明する。次にこれまでの OS 管理システムを踏まえて Shien システムに必要な要素を洗い出す。第 3 章では Shien システムの全体構成について説明し、使われているツールや Filesystem 、サーバ構成について述べる。第 4 章では第 3 章で説明した Shien システムの管理と利用方法について説明する。第 5 章では Shien システムで使われる Filesystem の GFS2 を、他の Filesystem と比較し、また VM やコンテナからの GFS2 を読みだした際の性能を評価する。更に授業で使用した際の使用方法や問題点を挙げる。第 6 章では、本研究におけるまとめと今後の課題について述べる。
--- a/paper/master_paper.tex Sun Feb 08 22:40:54 2015 +0900 +++ b/paper/master_paper.tex Thu Feb 12 18:06:37 2015 +0900 @@ -7,9 +7,9 @@ \usepackage{comment} %\input{dummy.tex} %% font -\jtitle{IT 技術学習のための - \\教育用計算機システムの研究} -%\etitle{} +\jtitle{IT 技術学習のための\\ +教育用計算機システムの研究} +\etitle{Study of educational computer system for learning IT} \year{平成26年度} \affiliation{\center% \includegraphics[clip,keepaspectratio,width=.15\textwidth] @@ -26,7 +26,7 @@ \end{minipage}} \markleftfoot{% 左下に挿入 \begin{minipage}{.8\textwidth} - IT 技術学習のための教育用計算機システムの研究 + IT 技術学習のための教育用計算機システムの研究 \end{minipage}} \newcommand\figref[1]{図 \ref{fig:#1}}