仮想化ソフトウェアによる個人サーバを利用した授業の提案
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第7回全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会）ポスター発表
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仮想化ソフトウェアによる個人サーバを利用した授業の提案
- 2. 自己紹介 • 沼崎 拓也（ぬまざき たくや） • 平成19年度に新規採用 • 現在，千葉県立柏の葉高等学校勤務（2校目） • 教員免許は高校1種 情報，理科，数学（取得順） • 元教科は「無し」 • Mac好き，ガジェット好き，Web大好き 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 2
- 3. 背景 • PCの性能は日々進化し，コンピュータ室PCでも Office実習だけではオーバースペック • 本校のPC室は Core i5, メモリ４ＧＢ，HDD ２５０GB • 将来は，クラウド版のアプリケーション等に移行？ • セキュリティポリシー，ネットワーク利用規程などが問題か • 現状のPCの豊富な資源を教科「情報」の授業で 活用できる追加ソフトウェアについて考えた 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 3
- 4. コンピュータ室PCへのソフト追加形態 • PC本体へのインストール • ユーザフォルダ（ Document ） • 容量制限（クォータ），ネットワークドライブへのコピー時間 • 別パーティション（Dドライブ等） • 環境復元ソフトウェアやセキュリティポリシーとの兼ね合い • システムドライブ • インストールやアップデートでの作業工数が増大 • リムーバルメディアへのポータブル版ソフトの導入 『教科「情報」の自宅学習環境を実現するUSBメモリ導入の試み』 第6回全国高等学校情報教育研究大会（京都大会） http://www.slideshare.net/takuyanumazaki/usb-25079341 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 4
- 5. 管理コストについて • 追加ソフトウェアで，管理や保守のコスト上昇 • セキュリティホール，アップデート対応 • 教員が管理方法を修得するための学習コスト 対策としてパッケージ管理システムの導入 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 5
- 6. 仮想化ソフトウェアの導入 • PC上に仮想マシンを作り，実習環境を用意 • メリット • UNIXの豊富なツールが利用できる • マシン間の通信に関する実習，OSの設定を変更する実習 が安全に可能となる • デメリット • 個人でOSイメージを保存するため容量（３００〜６００MB） • 現状は，ローカルドライブに一時保存 or 別パーティション • 生徒が，仮想マシンの作成とOSインストールができるか 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 6
- 7. 仮想マシン作成・管理 • 仮想化ソフトウェア： VirtualBox • 仮想環境開発ツール： Vagrant • パッケージ管理： Chocolateｙ • 以上のフリーソフトウェアの組み合わせで，導入の ハードルを下げた 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 7
- 8. Virtual Box（Oracle VM VirtualBox） • 仮想化ソフトウェア • Windows，Mac，Linuxなどで動作（ホストOS） • ホストOSに仮想マシンを実現 • 仮想マシンにOSをインストール可能（ゲストOS） • ゲストOSとして，Windows， Linux，OS/2，MS-DOS 等が動作 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 8 Ubuntu 10.10 on Windows7 https://www.virtualbox.org/ より
- 9. Vagrant • Virtualbox, VMWareなどの仮想マシンを管理する 仮想環境開発ツール • シェルスクリプト，Chef, Puppetなどを利用して プロビジョニング可能 • LinuxのOSイメージからhttpdの立ち上げまでを自動化など • カスタマイズされた各種OSイメージのテンプレートが 公式サイトで入手可能（Boxes） 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 9
- 10. Chocolateｙ • Windows用のフリーソフトをコマンドで管理 • Linuxでの apt-get, yum などに近い機能を提供 • choco install，choco uninstall，choco update • 「NuＧet」という.NETのパッケージ管理がベース • 「XMLにリストを記述して一括インストール」も可能 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 10
- 11. 実際にはどのように？ • どれくらいの作業量か？ • どれくらいの時間が必要か？ • 必要となるディスク容量は？ デモ動画でお見せします 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 11
- 12. 一人1台サーバの「社会と情報」の単元 • ネットワーク • IPアドレス（実際にIPアドレスが変更できる） • プロトコル（IP，TCP，HTTP，SSHなど） • ファイアウォールの設定 • DNSとドメイン名（ローカルのDNSも立てようと思えば…） • セキュリティ • 公開鍵暗号（PGP），一方向ハッシュ（MD5,SHA-1&256） • アクセス権限 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 12
- 13. 一人1台サーバの「情報の科学」 • プログラミング言語は使い放題 • LL系（Perl，Ruby，Python），Web系（PHP，JavaScript）,コ ンパイラ系（C言語，C++，Java） • データベース • MySQL等のDBMSやSQLも利用可能（教員次第…） • DBと連動したWebシステムの製作など… 2014/08/12 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 13
- 14. 「社会と情報」「情報の科学」共通 • 文字コード＆改行コード • OSや端末のlocaleを簡単に変更可能 • 文字コードだけでなく改行コードなども変更可能 • セキュリティ • XSS，CSRF等，脆弱サイトの実物が提供可能 • 各種ログの閲覧 • オレオレSSL証明書の問題 • Git等によるバージョン管理 • プログラミングだけではなく，Web製作やドキュメント作成でも バージョン管理が普及していくと考えている • ローカルリポジトリのみでも使う価値あり 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 14
- 15. まとめ • 現状での豊富なPCリソースを利用することで，一人1台 の仮想化サーバを使うことができる • 仮想マシンを立てることで，従来は難しかったOSの設定 変更や，ソフトウェア追加を伴う実習も可能に • 仮想マシンを扱うためのコストをソフトウェアの組み合わ せで減らすことができる • ネットワーク負荷はさらに減らす必要がある （apt-proxyなどのアプリケーションproxy導入など） 第7回 全国高等学校情報教育研究大会（埼玉大会） 15