[論文レビュー] Employing Virtualization for Information Technology Education

Timur Mirzoev|arXiv (Cornell University)|Apr 8, 2014

Cloud Computing and Resource Management参考文献 11被引用数 7

ひとこと要約

本論文では、vSphere 4.1を具体的に使用することで、学術的環境において高度で実践的なIT教育を提供することを提案している。vMotion や分散電源管理（DPM）といったフルデータセンターランタイム機能を活用することで、学生は現実的で閉じた環境において仮想マシンやネットワークのデプロイ、セキュリティ対策、管理を実践できる。これにより、vMotion や DPM といった重要なエンタープライズ機能を欠いた、無料で非商用のツールに起因する制限を克服できる。

ABSTRACT

This manuscript presents teaching and curriculum design for Information Technology classes. Today, students demand hands-on activities for the newest technologies. It is feasible to satisfy this appetite for exciting education by employing server virtualization technologies to teach advanced concepts with extensive hands-on assignments. Through utilization of virtualized servers, students are able to deploy, secure and manage virtual machines and networks in a contained environment. Various techniques, assessment tools and experiences will be analyzed and presented by this manuscript. Previous teaching cases for Information Systems or Information Technology classes are done using non-commercial products, such as free VMware Server or VMware Player. Such products have very limited functionality in terms of networking, storage and resource management. Several advanced datacenter functions, such as Distributed Power Management (DPM), vMotion and others, are not available in desktop versions of that type of virtualization software. This manuscript introduces the utilization of commercial software, such as vSphere 4.1, with full datacenter functionality and operations for teaching Information Technology classes of various levels.

研究の動機と目的

• IT学生が現代的でエンタープライズグレードの技術について実践的な経験を求める需要の増大に対応すること。
• vSphere 4.1 に似たフル機能の仮想化ソフトウェアを用いることで、vMotion や DPM といった高度なデータセンターキャパシティを欠いた無料の仮想化ツール（例：VMware Server や Player）の制限を克服すること。
• さまざまな学術レベルで、高度なIT概念を教えるために商用仮想化プラットフォームを活用したカリキュラムの設計および実装をすること。
• 教育者に、ネットワーキング、仮想マシン管理、システムセキュリティの教育を可能にするスケーラブルで安全かつ機能豊富な仮想環境を提供すること。

提案手法

• フルデータセンターランタイム機能を備えた商用仮想化プラットフォーム vSphere 4.1 を、教育の中心環境として採用すること。
• 仮想マシンおよび仮想ネットワークのデプロイ、構成、管理を含むカリキュラムモジュールを設計すること。
• ライブマイグレーションのための vMotion やエネルギー効率のための分散電源管理（DPM）といった高度な仮想化機能を、ラボ課題に統合すること。
• 仮想化環境の管理および仮想インfraストラクチャのセキュリティ対策における学生のパフォーマンスを評価するための評価ツールを活用すること。
• 物理的ハードウェアを必要とせずに、現実のデータセンターオペレーションを模擬するための、封印された隔離された仮想ラボ環境を構築すること。
• 仮想サーバーのプロビジョニング、ネットワークセグメンテーション、ハイエイビリティ構成といった、実世界のユースケースを、コースの課題に統合すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 商用仮想化プラットフォームは、機能が制限された無料の代替品と比較して、実践的なIT教育の提供をどのように向上させるか？
• RQ2 vSphere 4.1 といったフル機能の仮想化ソフトウェアを用いることで、ITコースにおける学生の関与度と学習効果はどの程度向上するか？
• RQ3 vMotion や DPM のようなエンタープライズグレードの仮想化機能を学術的ITカリキュラムに統合することによる教育的利点は何か？
• RQ4 仮想化を活用して現実のデータセンターオペレーションを模擬するラボ課題を教育者が効果的に設計・評価するにはどうすればよいか？
• RQ5 学術環境に商用仮想化ソフトウェアを導入する際の実務的課題とその解決策は何か？

主な発見

• vSphere 4.1 の使用により、学生は vMotion や分散電源管理（DPM）といった、無料の仮想化ツールに存在しないフルデータセンターキャパシティを体験できた。
• 学生は、スケーラブルで封印された環境内で、仮想マシンおよび仮想ネットワークのデプロイ、セキュリティ対策、管理について実践的な現実世界の経験を積んだ。
• 商用仮想化ソフトウェアを用いたカリキュラム設計により、学生の関与度が向上し、高度なIT概念への理解が深まった。
• 評価ツールは、仮想インfraストラクチャ管理における学生の熟達度を的確に測定でき、技術的熟練度の向上を示した。
• 商用仮想化プラットフォームの導入により、非商用の代替品よりも、より本物に近い、機能的に完全なエンタープライズIT環境のシミュレーションが可能になった。
• このアプローチは、さまざまな学術レベルのITコースにおいてスケーラブルかつ持続可能であることが実証され、エンタープライズグレードの機能への一貫したアクセスを提供した。