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電気通信大学が情報基盤システム「ITC2014」を刷新し
教育研究を支える情報環境を大幅に強化

国立大学法人 電気通信大学

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HP ProLiant、HP 3PAR StoreServ、HP NetworkingまでHPサーバー/ネットワーク製品を中核領域に採用し全学情報基盤の刷新プロジェクトを完遂

「主要ハードウェアのベンダーがHPに集約されたことで、ハイパフォーマンスな情報環境の構築とその安定運用という私たちの理想に近づくことができたと思っています」

国立大学法人 電気通信大学 教授
情報基盤センター 副センター長
博士(工学)
高田 昌之氏
チャレンジ
ソリューション
ベネフィット
会社概要
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目的

学内の共同利用施設である研究用システム、情報処理教育システム、ネットワーク情報システムの刷新。市販アプリケーションを大規模に実行するサーバーシステムの強化とともに、より高速かつセキュアなネットワークを構築し、教育研究における情報処理環境を発展させること。

アプローチ

商用UNIXによるサーバーシステムからLinux環境に移行し、サーバー環境全体の標準化を推進。研究用システム、情報処理教育システム、ネットワーク情報システムそれぞれのサービスポリシーに基づき合理的な機器構成とする。ネットワーク環境にはより高密度なボックス型スイッチをコアに採用し、機器構成のシンプル化とVLAN構成やルーティングドメインの見直しによって統合管理と安定稼働を図る。

ITの効果

研究用システムに共有メモリ型サーバー「HP ProLiant DL980 G7」およびGPGPU計算環境を提供する「HP ProLiant SL250s Gen8」を採用しLinux環境に全面移行
ネットワーク情報システムの中核であるメールシステムに「HP 3PAR StoreServ 7200」を採用するとともに主要機器を冗長構成として高い可用性を実現
コアスイッチ に48ポート10GbEを1Uサイズで提供する「HP 5900」を採用し、4台の機器をHP IRF(Intelligent Resilient Framework)により仮想的に1台の大型スイッチとして運用可能に

ビジネスの効果

全学情報システムの中枢機能としての役割を強化
商用UNIXからLinux環境への移行により高機能な市販アプリケーションを利用可能に
ネットワーク機器の標準化により統合的な管理と安定運用を実現
停電時でも24時間のサーバー/ネットワーク稼働が可能な発電機を2式導入し、教育研究活動の継続を可能に


情報基盤システム「ITC2014」の中核を支えるHP製品群

電気通信大学が、研究用システム、情報処理教育システム、ネットワーク情報システムを刷新。「情報基盤システムITC2014」として全面稼働させた。商用UNIXシステムから「HP ProLiant サーバー」によるLinux 環境に移行し、サーバー環境全体の標準化を進めて学内システム間の連携を強化。また、主要ネットワーク機器を「HP Switch」に統一し、IRFファブリックを採用して構成をシンプル化するとともに統合運用による安定稼働を実現している。

チャレンジ

主要機器のベンダーをHPに集約
国立大学法人 電気通信大学 教授 情報基盤センター 副センター長 博士(工学) 高田 昌之氏
国立大学法人 電気通信大学
教授
情報基盤センター 副センター長
博士(工学)
高田 昌之氏

電気通信大学は、情報通信を核に広範な科学技術領域で最先端の研究と教育を実践する国立大学である。数々の独創的な研究は世界的にも評価され、研究力に優れた大学を支援する文部科学省「研究大学強化促進事業」の対象校にも選ばれている。

この電気通信大学のIT 基盤を構築、運用しているのが、同大の情報基盤センターである。同センターは2006年の設立時に全学情報基盤(ITC)を構築し、以後4年ごとに更新してきた。
今回の「ITC2014」の狙いは何か。情報基盤センター教授 副センター長の高田昌之氏に伺った。

「研究大学の教育研究環境としてふさわしい大規模で高速な計算処理能力と高速ネットワークを整備することです」(高田氏)

学内サーバー群は、従来の商用UNIXシステムから、高機能アプリケーションを自由に利用できるLinux 環境への全面移行を図った。一方ネットワークシステムでは、シンプルなネットワーク構成と低レイテンシを実現する高密度コアスイッチの導入により、ネットワーク上のリソースをストレスなく利用できる環境の構築をめざした。

「大規模システムの安定的な運用も大きなテーマでした。ネットワークには構成のシンプル化による運用の効率化が、主要サーバーには災害時にも対応した耐障害性が求められました」(高田氏)

ネットワーク構成のさらなるシンプル化のためには主要なネットワーク機器の全面リプレースとコアネットワークの高密度ファブリック化が、主要サーバーの安定稼働のためには高可用性システムの導入と非常用電源を含む電源設備の改善が図られた。

2013年夏 RFIが公示され、秋に行われた入札の結果、サーバー、ストレージからネットワーク機器に至るまで、主要調達機器のほとんどにHP製品の採用が決まった。

「結果的に主要ハードウェアのベンダーが HPに集約されたことで、ハイパフォーマンスな情報環境の構築とその安定運用という私たちの理想に近づくことができたと思っています」(高田氏)

ITC2014は、2014年3月に稼働を始めている。HP製品がもたらした成果は多岐にわたるが、ここでは研究系システム、教育系システム、ネットワーク情報システムにおける成果を見ていこう。


ソリューション

研究、教育を支えるハイパフォーマンスな計算環境
国立大学法人 電気通信大学 准教授 情報基盤センター 博士(工学) 土屋 英亮氏
国立大学法人 電気通信大学
准教授
情報基盤センター
博士(工学)
土屋 英亮氏
国立大学法人 電気通信大学 助教 情報基盤センター 博士(工学) 矢ア 俊志氏
国立大学法人 電気通信大学
助教
情報基盤センター
博士(工学)
矢ア 俊志氏

研究系システムを構成するのは、アプリケーションサーバーとバックエンドサーバーである。そのどちらにも理工系の研究に必要なアプリケーションが完備されている。ユーザー登録をした研究者や学生は誰でも、これらのツールとハイエンドの計算環境を自由に利用できる。

「HPCI(ハイパフォーマンスコンピューティングインフラ)を介して全国各地のスーパーコンピューターを利用することも可能ですが、申請の手間や費用負担を考えると気軽には使えません。研究力の強化のためには、研究者や学生が手軽に利用できる学内の計算環境が不可欠なのです」と、電気通信大学助教 情報基盤センターの矢ア俊志工学博士は研究系システムの意義を語る。

アプリケーションサーバーは複数ユーザーによる同時利用を前提とした共有型のサーバーで、大規模計算などに利用される。これにはHP ProLiant DL980 G7が 採 用 さ れ、8CPU/80コア、1TB の大容量メモリと2TBの高速 PCIe SSDによるハイパフォーマンスな計算環境を提供している。

「スケールアップ型の大規模サーバーを用いるメリットはメモリの最適化といった煩雑な準備作業なしに大規模計算が行なえることです。大容量のメモリとマルチコア環境を提供するHP ProLiant DL980 G7はこの目的に最適でした」(矢ア氏)

バックエンドサーバーは、計算機の性能測定試験など単一ユーザーの利用に特化した占有型サーバーである。こちらには、3Tflops以上の性能を持つ GPU演算アクセラレーターを搭載したHP ProLiant SL250s G8が採用された。

「ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)分野ではGPUの演算能力を並列計算に活かすGPGPU 技術が欠かせなくなっています。GPGPU技術をリードするHPの製品を利用することでHPC 分野の研究を促進できると期待しています」(矢ア氏)

教育系システムに目を転じてみよう。講義で使われるLinux 環境を提供する情報処理教育用サーバーには、高密度 HP ProLiant DL560 Gen8が採用された。学生たちは、情報基盤センター内の演習室と附属図書館の自習室に置かれた約400台のWindows7搭載PCからこのLinux環境にアクセスできる。

なお、これらの端末はキャッシュ機能付きのネットワークブートシステムによって、同時起動する。HP ProLiant DL360p Gen8 3台からなる端末サーバーを利用して、400台の端末がわずか2分で起動可能だという。


シンプルな構成と安定稼働を実現したキャンパスネットワーク

電気通信大学は、前回のシステム更新「ITC2010」において、主要教育研究棟を10Gで結ぶ国内有数の高速バックボーンを構築している。その中核が HPのボックス型スイッチだ。仮想化技術 HP IRF(Intelligent Resilient Framework)によって4台のボックス型スイッチを1台の大型コアスイッチとして仮想化することで、コストパフォーマンスと運用性に優れたバックボーンを構築したのである。

「今回はこの構成を活かしながら、よりシンプルで安定したネットワークを構築することをめざしました」と情報基盤センター准教授の土屋英亮氏は語る。土屋氏はそのポイントとして、コアスイッチの高密度化とネットワーク機器の標準化、そしてVLANの導入を挙げた。

まずコアスイッチとして48ポートの高密度10GbE ポートを提供する「HP 5900」を採用。前システムの2倍のポート密度を活かし主要サーバーファームをコアスイッチに直接収納することで集線用のスイッチや物理配線を大幅に削減したという。

「サーバーファームの直収によりサーバー利用時のレイテンシも大幅に低減しました。これにより、研究者の業務効率向上にも寄与しています」(土屋氏)

「ネットワーク機器の標準化も大きなポイントだった。前回 ITC2010では対象外だった建屋内のネットワークにも注目し、研究室ごとに様々なメーカーの新旧のスイッチが混在していたマルチベンダー環境を一新。コアスイッチからフロアスイッチまですべてのスイッチ群をHP Switchに置き換えた。

「これによりネットワーク全体の管理の統一化、稼働率の向上、万一の障害時の迅速な対応が実現しました。また、HP Switch の監視機能を利用することで構内ネットワーク全体の監視体制も構築でき、ネットワークの安定運用が可能になっています」(土屋氏)

ネットワーク機器の刷新はもうひとつのソリューションも可能にした。コアネットワークのファブリック化によりVLANをシンプルに構成できたことである。

「各教育研究棟への10G 幹線をVLANによって1本化することで、物理配線の本数を大幅に削減しました。今までコンピュータとは別系統のL3スイッチを介して接続していたIP電話もPCと同じL2のフロアスイッチに直収しています」(土屋氏)

シンプルな構成と安定稼働を実現したキャンパスネットワーク

止まらないメールサーバーと省電力化の推進

ネットワーク情報システムが提供する重要な情報インフラのひとつが、7,000人の教職員と学生が使うメールサーバーである。今回の更新にあたっては、止まらないメールサーバーを構築することが大きな課題だったという。

「東日本大震災の経験から、非常時のコミュニケーション手段としてのメールサーバーの重要性を再認識したのです。非常時にも止まらないメールサーバーを実現する上で重要な役割を果たしたのが HPの高可用性システムでした」(高田氏)

今回のメールサーバーで は、HP ProLiant DL380p Gen8サーバーとHP 3PAR StoreServ 7200ストレージそれぞれ2台が冗長構成され、リアルタイムにデータ同期されている。

どちらか一方が障害で停止してもシステム全体がストップすることはない。もちろん通常時には、HP 3PAR StoreServ 7200の優れたコントローラ性能、I/O 性能が、膨大なメールのやり取りを遅延なく支えている。

「電気通信大学では研究活動を支援するためにメールボックスの容量制限を設けていません。HP 3PAR StoreServ 7200によって十分なストレージ容量と性能を確保したことで、この自由なメール活用をさらに推し進めることができます」(高田氏)

東日本大震災が残した教訓のひとつが電力供給の問題だった。

「計画停電の際に非常用電源に切り替えたのですが、当時のメールサーバーの電力消費量が多かったため、非常用発電機の燃料消費が著しかったのです」(高田氏)

今回のシステムではメールサーバーをはじめ個々の装置に省電力機器を採用したことで、システム全体の電力消費量は大幅に削減。不安材料は一掃されたという。非常用発電機も2式導入され、停電時でも24 時間のサーバー/ネットワーク稼働が可能な体制が整備されている。



ベネフィット

学内情報環境の次なるイノベーションに向けて

現在、ITC2014は運用フェーズに入っている。新システムはすべて安定稼働しているため、ユーザーは新しい環境を意識することもないという。一方、保守運用業務は大きく変わった。運用業務を担当する企業によれば、主要機器がHP製品に統一された今回のシステムは、マルチベンダーの煩雑な環境とは比較にならないほど効率的な保守業務が可能だという。

今回のプロジェクトを総括していただこう。ネットワークシステムを担当した土屋氏は、次のように話す。

「限られた予算の中でいかに目的に合ったシステムを構築するかは国立大学にとっては大きな課題です。HPは高信頼の製品と充実したサポートによって私たちのニーズと予算感に応えてくれました。今後 SDNなど次世代ネットワークに移行する際にも、HPの実践的な提案に期待しています」

今回のプロジェクトを率いた高田氏は次のように語って締めくくった。

「“武人の蛮用に耐える”という言葉があります。使う人を選ばず、臨機応変に使えて、壊れない武器を表す言葉ですが、私は大学の情報環境もそうあるべきだと考えています。先進の機能や性能はもちろん、日々の研究や教育を支える信頼性や運用性、誰でも利用できる手軽さを備えたシステムを今後も提供していきます」

詳しい情報
HP ProLiantについてはこちら
www.hp.com/jp/proliant
HP 3PAR StoreServについてはこちら
www.hp.com/jp/3par
HPネットワークについてはこちら
www.hp.com/jp/hpn



ソリューション概略

導入ハードウェア
・HP ProLiant DL980 G7
・HP ProLiant DL560 Gen8
・HP ProLiant DL380p Gen8
・HP ProLiant DL360p Gen8
・HP ProLiant SL250s G8
・HP 3PAR StoreServ 7200
・HP 5900-48XGT
・HP 5500-24G HI
・HP 5120-24G SI
・HP Designjet T1300PS


会社概要

国立大学法人 電気通信大学
所在地: 〒182-8585 東京都調布市調布ヶ丘1-5-1
URL: http://www.uec.ac.jp/このリンクをクリックすると、HP社外へリンクします。

事例キーワード

業種: 教育・研究機関
サービス: HP ProLiantHP 3PAR StoreServHPネットワーク


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