近畿大学 生物理工学部のライフサイエンス探究を支える
統合インフラソリューション

目的

アプローチ

導入効果

ビジネスへの効果

近畿大学　生物理工学部 システム生命科学科 教授 持尾 隆士 氏 （電算機センター長）

近畿大学　生物理工学部 システム生命科学科 准教授 吉田 久 氏 （電算機副センター長）

近畿大学 生物理工学部（和歌山県紀の川市）は、西日本最大の総合大学である同大学において1993年に開設された学部である。2002年、同大大学院・生物理工学研究科と先端技術総合研究所を中心とするグループが「食資源動物分子工学研究拠点」として文部科学省の「21世紀COEプログラム」認定を受けたのをはじめ、開設以来多くの研究実績を有している。

2010年4月には、人間・医療・食・生活・福祉・環境の6つをキーワードに次世代のライフサイエンスを担う新たな学問領域として、従来の5学科を生物工学科、遺伝子工学科、食品安全工学科、システム生命科学科、人間工学科、医用工学科からなる6学科に改組。各領域において実社会に貢献する研究を追求する体制を整えている。

そんな生物理工学部の日々の研究・講義において今や不可欠となっているのが情報処理である。近畿大学 生物理工学部 システム生命科学科 教授の持尾隆士氏は次のように説明する。

「当学部の6学科では、それぞれの学問領域に加えて、理学・工学・農学・医学の境界領域にも光を当てており、これらを学ぶ際の共通ツールとして高度な情報処理の仕組みが欠かせません。また、コンピューターを駆使して生命の機能や仕組みを解明するシステム生命科学科においては、潤沢なCPU・メモリリソースを備えた高性能コンピューターが研究活動上重要な役割を担っています」

近畿大学 生物理工学部 システム生命科学科 准教授の吉田久氏によれば、1学部としては広範な領域を扱う生物理工学部の場合、情報処理の対象が多岐にわたっているため、ITシステムの構築で要求されるレベルはかなり高いものになるという。

「大きな目標として、いつでも必要なときにITに触れることができ、知的情報の発信を積極的に行える環境を整えることがあります。そのためにさまざまな要求を満たす仕様を考える必要があり、具体的には、現代の情報リテラシーを踏まえて、ユーザーが使う端末には世間一般に浸透したWindows環境を標準採用することと、コンピューターを単なる文房具として使うのではなく計算資源として学術研究に利用するうえで必要なUNIX系OSの教育プログラムを提供することの両方が、当学部のIT環境に求められる基本的な要件になります」（吉田氏） 生物理工学部の情報処理を支えるITシステム群は「情報処理演習室電算機システム」と呼ばれ、7年ごとにシステムの更改が行われている。前回の更改が2004年度に行われ、運用4年目の2008年に生物理工学部は2011年度更改予定の次期システムの仕様検討を開始している。そして2011年3月、構築・運用保守サポートを担当する西日本電信電話株式会社（NTT西日本）によって更改プロジェクトが始動。複数の候補製品の中から生物理工学部のニーズを最も充たしうる製品として選ばれたのが、統合インフラソリューションの「HP CloudSystem Matrix」である。

前回の更改時には、多台数のWindows端末の運用管理を効率化する目的で各教室に導入された多台数のディスクレスPCのネットワークブート／一元管理を可能にするVID（Virtual Image Distribute）システムをはじめ、当時の先端テクノロジーを駆使したシステム群が導入されている。しかしながら、そんな先端的なシステムも年月と共に老朽化が進んだうえに、ハードウェア台数の増加に伴ってシステム構成が複雑化し、運用管理負荷／コストは膨れ上がる一方だったという。

加えて、システムの段階的な拡張によって増設されたサーバーやストレージ、ネットワークデバイスなどのハードウェアが同学部のサーバールームのスペースを逼迫していたこと、それに伴ってIT機器の消費電力量が増大していたことがあり、システムの更改によってそれらの問題を改善する必要に迫られていた。

「種々の問題点を踏まえて次期システムのアウトラインを検討した結果、多台数のサーバーを集約・統合して仮想マシン上にシステムを構築することで、サーバーの設置スペースや消費電力の問題を一気にクリアするというアプローチが浮上しました」と吉田氏は説明する。なお、前システムに備わる機能自体は生物理工学部にとってほぼ期待どおりであったため、今回の更改では、前システムの構成と機能を踏襲したうえで、パフォーマンスやキャパシティーを最新世代の水準に合わせて引き上げていくことが目標として設定された。

吉田氏によれば、同学部の学生役2,000名および教職員が日夜利用する大規模なシステムをそっくり仮想化環境に移行して問題なく動かすことができるかについては、当初は多少の不安があったと打ち明ける。「それでも、NTT西日本の高いシステム構築力に信頼を寄せていましたので、方針や要望を伝えた後は当学部にとってベストな仮想化ソリューションの提案がなされるのを期待して待ちました」（吉田氏）

持尾氏が新システムに特に求めたのは、研究・教育機関を支えるITとしての信頼性の高さだ。「当システムは、生物理工学部の全6学科で行われる研究・講義を支える文字どおりの情報基盤であり、長時間のシステム停止や処理性能の低下、セキュリティトラブルなどが許されません。NTT西日本にはこのことを踏まえてシステムの選定・構成にあたっていただきました」（持尾氏）

そんな生物理工学部の信頼と期待に応えるべく、NTT西日本が複数の候補製品の中から白羽の矢を立てたのがHP CloudSystem Matrixだ。新システムを構成するコンポーネントは、ブレードエンクロージャー「HP BladeSystem c7000」およびサーバーブレード「HP ProLiant BL460c」をはじめ、NASファイルサーバー「HP X3400 G2 Network Storage Gateway」、SANストレージシステム「HP P4000 G2 SANソリューション」、バックアップサーバー「HP ProLiant DL360 G7」、テープバックアップ装置「HP 1/8 G2 LTO4 Ultrium1760 SAS Autoloader」、ネットワークスイッチ「HP E2910al Series Managed Switch」といったハードウェア群と、仮想化ソフトウェア「VMware vSphere」、サーバー管理ツール「HP Insight Dynamicsといったソフトウェア群である。

HP CloudSystem Matrixが選ばれた理由を、更改プロジェクトを率いたNTT西日本は次のように説明する。
「大規模なサーバー仮想化環境の構築に対応し、構築後は高い信頼性・可用性をもって運用することのできるシステムを求めて検討を重ねた結果、各ハードウェア／ソフトウェアが検証済みのコンポーネントとしてオールインワンで提供されるHP CloudSystem Matrixが要件を高いレベルで満たすソリューションであるという判断に至りました」

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システム構成が定まり、生物理工学部のシステム更改プロジェクトは2011年3月初め、約1カ月半の予定で構築作業がスタートした。だが、同月11日に東日本大震災が発生して国内の物流網が寸断されてしまった結果、一部のコンポーネントについて納入の目処が立たなくなるという事態に陥った。

「春休みの時期を逃すと、研究や講義に影響を与えてしまう」――同学部とNTT西日本は急遽、この時点までに移行を終えていたシステムをいったん旧サーバーに戻したうえで、構築作業を4月末から5月上旬にかけてのゴールデンウィークに延期し、10日間で集中して移行・構築作業を行うというスケジュールに変更された。

NTT西日本は「予期せぬ事態とはいえ、構築作業をわずか10日でやり遂げることがいかに困難であるかは承知しておりましたが実際ハードな日々でした」と、当時の作業状況を次のように振り返る。

「結果として、すべての構築作業を変更したスケジュール通りに完了させることができました。サーバー統合によって機器の台数が大幅に減った分、設置やシステムのインストール、設定作業などを短期間で済ませられたことと、各コンポーネントが検証済みの状態で納入されるため、基本的には組み合わせて設置するだけというHP CloudSystem Matrixの特徴が功を奏した格好です」

NTT西日本が言うように、HP CloudSystem MatrixとVMwareによるサーバー統合の効果は絶大であった。サーバールームを圧迫していたラック5台／サーバー30台は、ラック1台／ブレードサーバー7台にまで集約された。また、新しい仮想サーバー環境を容易に運用できるようにするために、障害予兆感知、リモート管理、電力管理など豊富な機能を備えた「プラットフォーム管理システム」が新たに構築された。

物理サーバーが故障したときには、代替機器が届かないことに復旧作業を行うことができない。NTT西日本によると、新システムの構築に際しては、仮想化環境の特性を生かして、どれだけ復旧作業のスピードを早められるかについても追求されたという。同社は新システムに備わる障害復旧機能について次のように説明する。

「システム／ネットワーク全体の状況を可視化し、障害の予兆を感知してプロアクティブな対応を可能にするプラットフォーム管理システムは、迅速な復旧において大きな役割をはたします。また、HP CloudSystem Matrixのサーバー管理ツールであるHP Insight Dynamicsを使うことで、管理者はシステムを停止させることなく、ドラッグ＆ドロップ操作でサーバーを容易に切り替えることが可能になっています」

大規模な仮想サーバー環境が構築されたのに伴って、サーバーと各学科を結ぶネットワークインフラも大幅に増強されている。新システムで採用された「HP バーチャルコネクト Flex-10 イーサネットモジュール」は、10ギガビットイーサネットを4つのFlex NICに分割し、各Flex NICに任意の帯域幅を割り当てる事を可能にする。この仕組みにより、ブレードサーバー／サーバースイッチ間は10ギガビット帯域で冗長接続され、サーバー／教室間など他のネットワークも従来の100メガビットから1ギガビット帯域へと増強された。この増強は、生物理工学部のシステムの大きな特徴であるVID／ネットワークブートシステムを利用するときと、運用管理担当者がリモート管理作業を行うときの両方に快適なレスポンスをもたらしている。

近畿大学生物理工学部の“次の7年間”を支える情報処理演習室電算機システムは、本稼働開始から8カ月が経過した現在まで、トラブルに見舞われることなく安定運用を続けている。吉田氏は、仕様検討時に提出した要望が、HP CloudSystem Matrixによってほぼ完璧に実現されていることを高く評価する。

「以前は個別に管理していた授業支援システム、スチューデントラウンジ、図書館PCシステムも新しい仮想サーバー環境の管理下に置くことができ、運用管理業務全体での大幅な効率化を図ることができました。サーバーの消費電力量も明らかに削減できています。また、サーバールームのスペースに余裕ができたおかげで、今後導入するシステムの選択肢が広がったことも大きいです」（吉田氏）

今後、生物理工学部では、今回の更改に含まれなかった残りのシステムやネットワークを刷新することに加えて、主にシステム生命科学科が利用する学術計算用コンピューターのリソースを、同学部以外で計算リソースを必要としている学部が利用できるようにするといった構想も挙がっている。

その構想を具現化する際には、仮想化技術やクラウドコンピューティングの高度な活用が必要になることが予想される。持尾氏、吉田氏らはHP CloudSystem Matrixを用いた大規模な仮想化環境の構築・運用を通じて仮想化技術やクラウドといった技術の有効性に手応えを感じており、今回培われた経験やノウハウは次のステップでも確実に生かされることになるだろう。