ディスクレスPCの運用管理

社団法人私立大学情報教育協会
2-E
ディスクレスPCの運用管理
横田秀和
東海大学総合情報センター
協力：アルプ(株)

コンピュータ実習室の運用コスト
 PC環境の整備
PCへのインストール
操作環境の保護
PCのアップデート
ウィルス対策
 多数のPCを、
 同一ソフトウェア環境で、
 継続して、
 安心して、
 使用できるように。

シンクライアントソリューションの歴史
 1990年代後半に登場
 Windows Terminal Serverを利用
 クライアントのキーボード・マウス入力を、
 ネットワーク経由でサーバに伝えて、
 処理結果の画面を転送する。
 リソースを集中させることで、管理コストを下げる。
 クライアントにハードディスクは不要
 サーバ上でOSやソフトウェアのアップデート
 分散処理から集中処理へ(戻った?)

初期のシンクライアントソリューション
 管理コストは下がった。かもしれないが・・・、
 あまり広まらなかった。
操作性がよくない
アプリケーションが対応していない
周辺機器が利用できない
サーバに負荷が集中
マルチメディア系に弱い

再び注目を浴びる
シンクライアントソリューション
 個人情報保護法の施行により
データ保護のニーズが高まる
 重要情報はサーバで集中管理
 クライアントにはデータを置かない
 シンクライアントソリューションも進歩
 画面転送方式
 ネットワークブート方式
 ブレードPC方式
 仮想PC方式

画面転送方式
 サーバ上のPC環境を
複数クライアントで共有
 運用実績が豊富
 ネットワーク負荷は低い
 マルチユーザ対応アプリケーションが必要
画面表示をクライアントに転送
キーボード・マウスなどの操作情報
Windows
実行環境
ユーザAの
デスクトップ
ユーザBの
デスクトップユーザCの
デスクトップ

ネットワークブート方式
 ディスクイメージを
サーバから読み込んで起動
 クライアントPCの処理能力を活用
 ネットワーク負荷は高い
 アプリケーション・周辺機器の制約無し
ディスクイメージを転送
ディスク
イメージ
Windows
実行環境
ユーザAの
デスクトップ
Windows
実行環境
ユーザBの
デスクトップ
Windows
実行環境
ユーザCの
デスクトップ

ブレードPC方式
 クライアント1台に1台のブレードPCを提供
 ユーザの「PC」をサーバ室に設置
 信号伝送用のケーブルが必要
 伝送距離に制限有り
画面表示・キーボード・マウス・USB等
PCの動作に必要な信号を伝送
Windows
実行環境ユーザAの
デスクトップ
Windows
実行環境
Windows
実行環境ユーザBの
デスクトップ
ユーザCの
デスクトップ

仮想PC方式
 サーバ上にある
仮想化されたPC環境を提供
 ユーザ毎の利用環境
 サーバ負荷が高い
 リソースの再配分が可能
仮想
PC環境
Windows
実行環境
Windows
実行環境Windows
実行環境
複製
ユーザAの
デスクトップ
ユーザBの
デスクトップユーザCの
デスクトップ
画面表示をクライアントに転送
キーボード・マウスなどの操作情報

クライアントソリューションの比較
ソリューションしくみ
サーバ
負荷
ネット
ワーク
負荷
アプリ
ケー
ション
周辺
機器
メンテ
ナンス性
画面転送
サーバ上のPC環境を
複数クライアントで共有
高い低い制限有り制約有り良い
ネットワーク
ブート
ディスクイメージを
サーバから読み込んで起動
低い高い制限無し制約無し良い
ブレードPC
クライアント1台に
1台のブレード型PCを提供
なし低い制限無し制約有り
比較的
良い
仮想PC
サーバ上にある
仮想化されたPC環境を提供
高い低い
やや
制限有り
制約有り良い
通常のPC
ハードディスクを搭載している
普通のPC
なしなし制限無し制約無し悪い

ディスクレスPCの運用管理
 Windowsでのディスクレスシステムの概要
 Mac OS Xでのディスクレスシステムの概要
 CD-ROMから起動するLinux
 ディスクレスシステムの操作実習

「2-E ディスクレスPCの運用管理」
Windows での
ディスクレスシステムの概要
協力：アルプ(株)

Mac OS X での
ディスクレスシステムの概要

NetBoot
 Mac OS Xにおけるクライアント管理ソリューション
 サーバに保存されているディスクイメージから起動
 利用者によるシステムファイルの変更は不可
 運用環境の統一化
 クライアントにHDDがなくてもよい(あってもよい)
 参考資料
 システムイメージおよびソフトウェア・アップデートの管理
http://www.apple.com/jp/server/documentation/

必要なモノ
 サーバ
 Mac OS X Server
 クライアント
 iMac, iBook, PowerBook, Power Mac
 高性能なネットワーク
 クライアントは100Mbps Ethernet 以上
 サーバはクライアントの台数に応じて
100Mbps → 100Mbps スイッチ → 1Gbps スイッチ
 スループットが高いものを選択する必要がある

Macクライアント
NetBootサーバ
(Mac OS X Server)
起動プロセス
(2)NetBootサーバの検索(BSDP)
(3)起動ファイルの提供(TFTP)
(4)起動ファイルのロード
(5)ディスクイメージの提供(NFS)
(6)システムの起動
(7)シャドウファイル(AFP)
DHCPサーバ(1)IPアドレスの取得(DHCP)
認証サーバ(8)ログイン認証
ファイルサーバ
(9)ホームディレクトリの割り当て

実際の起動プロセス

構築手順
 (1)関連サービスの設定
 (2)起動用ディスクイメージの作成
 (3)NetBootサーバの設定
 (4)クライアントの設定

(1)関連サービスの設定
 「サーバ管理」で設定
 NetBoot
 TFTPで起動ファイルの配布
 ディスクイメージとシャドウファイルの設定
 NFS
 ディスクイメージの配布
 AFP
 シャドウファイルの割り当て
 DHCP
 ネットワーク設定の割り当て
 同じサーバでなくてもよい

「サーバ管理」

NetBootサービス>概要

NetBootサービス>設定>一般

NFSサービス

AFPサービス

DHCPサービス>概要

DHCPサービス>設定>サブネット

DHCPサービス>設定>サブネット>編集

(2)起動用ディスクイメージの作成
 「ネットワークイメージユーティリティ」で作成
 通常の起動ディスクと同様に作成しておく
(NetBoot用に手を加えておく必要はない)
 ディスクイメージからも作成可能
 起動用ディスクイメージを
/Library/NetBoot/NetBootSP0
に保存

「ネットワークイメージユーティリティ」
新規ブート>一般

新規ブート>内容

作成するイメージを保存する場所

(3)NetBootサーバの設定
 作成した起動用ディスクイメージを有効化
 ディスクイメージの配布プロトコルを選択
 クライアントが「ディスクレス」かどうか?
 デフォルトのディスクイメージを選択

NetBoot>設定>イメージ

(4)クライアントの設定
 [システム環境設定]>[起動ディスク]で設定
 特定のキーを押しながら起動
[N]キー・・・ NetBoot
[option]キー・・・起動ディスク選択画面

NetBootによる起動
起動完了
ディスクイメージから起動中
起動ファイル取得中
ネットワーク設定中
NetBootサーバ検索中

スイッチングハブの違いによる
起動時間の比較
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Buffalo
100M-SW
Buffalo
Giga-SW
Catalyst
(ALL-100M)
Caｔalyst
(SV-Giga)
スイッチングハブの種類
起動時間(秒)
サーバ・クライアントのスペック
PowerMac G5(1.8GHz Single,MEM1GB)
1台だけ起動させた場合の
起動時間
5台同時に起動させた場合の
5台目の起動時間
0
50
100
150
200
Buffalo
100M-SW
Buffalo
Giga-SW
Catalyst
(ALL-100M)
Caｔalyst
(SV-Giga)
スイッチングハブの種類
起動時間(秒)

CD-ROMから起動する
Linux

CD-ROMで起動するLinux
 CDで起動可能なLinuxディストリビューション
(Live CDとか1CD Linuxとか言われる)
KNOPPIX
http://www.knopper.net/knoppix/ (オリジナル)
http://unit.aist.go.jp/itri/knoppix/ (日本語版)
SUSE Linux
http://www.novell.com/ja-jp/linux/suse/

メディアがCD-ROMであること
 動作環境を選ばない
 ファイル変更不可
 メンテナンス不要
 起動が遅い
 使う時は・・・
CD-ROMを入れて起動
個人設定などはFDDまたはUSBメモリに保存

KNOPPIX
 ドイツのKnopper氏が開発
 ベースはDebian GNU/Linux
 産業技術総合研究所が日本語対応版に改良
 1CD Linuxの草分け
 ハードウェアの自動認識に優れている
 教育・研究用途での活用事例多数
 カスタマイズ可能
 (各ライセンスに則って)再配布可能
 授業の実習環境を自宅でも実行可能

2-E ディスクレスPCの運用管理
ディスクレスシステムの
操作実習

実習1 WindowsでのディスクレスPC環境
 WindowsのディスクレスPC環境を体験
 設定変更して再起動
 アプリケーションの起動(1回目と2回目)

実習2 Mac OS XでのNetBoot環境
 Mac OS XのNetBoot環境を体験
 設定変更して再起動
 アプリケーションの起動(1回目と2回目)

実習3 LinuxでのディスクレスPC環境
 KNOPPIX Live CDで起動
 (設定変更して再起動)
 KNOPPIX Terminal Serverの設定
クライアントとしてネットワークブート
ネットワークブートプロセスをパケットモニタ
 tcpdump
 Ethereal

2-E ディスクレスPCの運用管理
まとめ

コストの問題
 通常のPC vs シンクライアントソリューション
サーバが必要な分高価になってしまう
デプロイツール・復元ツールを含めると同程度
 アプリケーションのライセンス
通常のPCと同様に計上
 情報漏えい対策としては必要なコスト?
 運用コストとの兼ね合い

ネットワーク機器の重要性
 ネットワークあってのディスクレスPC
 サーバは冗長構成や負荷分散が可能
 クライアントPCは代替機を用意できる
 ネットワーク機器の信頼性と耐障害性

実習環境

配置図
Ver.20050804
W
W
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W
W
W
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W
W
W
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M
M
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L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
UTP
クロスケーブル
UTP
ストレートケーブル
(8)
(3)
W
(7)
光ファイバ
ケーブル
(4) (7)
(5)
立教大学
学内LAN
L
MRTG用ノートPC
NetBootサーバ
OPEN BLOCKS
プレゼン用ノートPC
管理サーバ
IOサーバ
雛形用
ノートPC
バックアップ用
サーバ
switch1 switch2

ネットワーク構成図立教大学
学内LAN
(192.168.1.254)
(XXX.XXX.XXX.XXX)
受講者用 Mac OS X NetBootクライアント 16台
Mac OS X Server
macosxsvr(192.168.1.1)
[Netboot,AFP,NFS]
PC PC
受講者用 WindowsディスクレスPC 16台
Windows Server 2003
winsvr1(192.168.1.176)
WinディスクレスPC用
[管理,VDISK]
Windows Server 2003
winsvr2(192.168.1.177)
WinディスクレスPC用
[バックアップ]
プレゼン用ノートPC
notebook
OPEN BLOCKS
openblocks
[GW(IPmasq),DHCP]
・ネットワークアドレス：192.168.1.0/24
・ドメイン名：sjk.example.com
・()内は固定で設定するIPアドレス
記述がないものはDHCPクライアント
・[]内はサーバで実行するサービス
・DNSは立教大学のものを使用
Ver.20050804
受講者用 Linux ノートPC 2台×8セット
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Mac
Lnx Lnx
Lnx Lnx
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Lnx Lnx
Lnx Lnx
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Lnx Lnx
Lnx Lnx
Win
Win
Win
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Win
Win
Win
Win
Win
Win
Win
Win
Win
Win
Win
DHCPで配布するIPアドレス
192.168.1.101-150
DHCPで配布するIPアドレス
192.168.1.151-200
立教大学DNSサーバ
(150.93.120.1)
(150.93.120.2)
MRTG用ノートPC
mrtg(192.168.1.250)
switch1
(192.168.1.251)
switch2
(192.168.1.252)

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