2017 Fiscal Year Research-status Report
P2PモデルとCSモデルを融合したe-Learningシステムの開発に関する研究
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16K00477
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
川村 尚生 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (10263485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 健一 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (30399670)
菅原 一孔 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90149948)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | e-Learning / 分散システム / P2P / モバイルエージェント / 分散ハッシュテーブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は，複数台のコンピュータに問題データや機能が分担された分散型e-Learningシステムを実現することである．今年度の実績は2つに大別できる．
第1の実績は，修正した計画に従って，昨年度開発した分散型e-LearningシステムのフレームワークをCPUの提供のみに限定したことである．もともと本研究では，CPUとストレージを分離せず，各ノードは一括して両者を提供するものとしていたが，昨年度行った実験を通じて，ノード性能のばらつきを考慮した場合，CPUの提供とストレージの提供を分離した方が，全体として効率が良いことがわかった．この知見に基づき，フレームワークをCPUの提供のみに限定した．これによって，e-Learningシステムの稼働中にCPUを提供するサーバが自由に参加・離脱できるという，本研究も目標の一つが実現できた．ストレージを分離するための主な設計変更は，分散データベースにファイルの実体を置かず，その参照のみを置くようにしたことである．実装としては新たに作り直した．その理由は，分散ハッシュテーブルChordに基づくOverlayWeaverの安定性に問題があることがわかったからである．その代替として，Chordに似た分散ハッシュテーブルを有するApache Cassandraを利用した．Apache Cassandraは単一障害点を持たず，動的にノードの追加・削除が行えるため，本研究の分散型e-Learningシステムの基盤要件に適合している．Apache Cassandraをモジュールとして我々が開発したモバイルエージェントシステムプラットフォームMaglogに組み込み，分散型e-Learningシステムの枠組みを実装した．
第2の実績は，分散型e-Learningシステムのストレージ提供のみを行う専用PC群を，オブジェクトストレージとして構成する枠組みを開発したことである．オブジェクトストレージ基盤としてはOpenStack Swiftを利用している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度修正した計画では，今年度は次の2つのことを行うこととしていた．一つは，分散型e-LearningシステムのフレームワークをCPUの提供のみに限定し，ストレージの分散手法としては，既存のオブジェクトストレージ技術が応用する手法を開発することとしていた．もう一つは，スマートフォンやタブレットでの利用を前提とするプロトタイプ的なクライアント側アプリケーションの開発である．前者については，計画通りの成果が得られた．一方，後者はあまり進まなかった．いくつかの試行錯誤を経て，アプリケーションの大半をHTML5で記述し，ブラウザのエンジン部分を呼び出す形でアプリケーションを開発するという基本方針は決まったが，具体的なアプリケーションを作成するには至らなかった．また，当初の計画ではノードがNATルータの配下に隠れている場合にも対応することを考えていたが，それについては着手できていない．
しかしながら，本研究のコアの部分，すなわち分散型e-Learningシステムのフレームワークについてはおおむね順調に研究が進んでいるため，この区分とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果により，e-Learningシステムの稼働中にCPUやストレージを提供するサーバが自由に参加・離脱できる分散型e-Learningシステムのフレームワークが開発できた．ただし，CPUを提供するサーバに関しては問題ないが，ストレージを提供するサーバに関しては課題が残されている．これまでは，ストレージを提供するサーバは専用機としていたため，例えば教師が教室に持参したノートPCを分散型e-Learningシステムのストレージの一部として扱い，このPCから問題を学生に配布するといったことができない．そこで，今年度は，他の目的で使用中のPCを，分散型e-Learingシステムのストレージを提供するノードとして自由に参加・離脱できる手法を開発する．これによって，P2PモデルとCSモデルを融合した分散型e-Learningシステムを構築するための基盤が実現するので，HTML5をベースとしたクライアント側アプリケーションを試作し，その有用性を確認する．
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| Causes of Carryover |
物品（ハードディスク）が想定していたより少し安く購入できたため次年度使用額が若干生じた．来年度の物品費として使用する予定である．
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