SIST情報システム

総合情報学部 人間情報デザイン学科 菅沼義昇
総合情報学部 コンピュータシステム学科 幸谷智紀

Ⅰ．はじめに

最近，大学における IR （ Institutional Research ）の重要性が叫ばれている．IR とは，「大学の中にある様々な情報を活用し，教育，研究等の大学の業務の改善や意思決定の支援情報のデザイン，収集，分析，評価，活用，提供などの中核を担う」ことと言える．ここでは，特に，教育に関する情報を扱う．教育の効果は，数値的に表現するのが困難な場合，卒業後数十年経てから初めて明らかになる場合，など，その完全な評価は難しいが，教育システムを改善するためには，何らかの方法でその評価を行う必要がある．SIST情報システム（学内専用）は，教育システム評価の一手段として作成したものである．

学生の成績や各種アンケートの結果は，教育システムに対する評価の元となるデータとして大きな意味を持っている．しかしながら，これらのデータを全教職員に公開することは，個人情報保護の立場から難しい．さらに，公開できたとしても，それらのデータを解析するためには，解析するためのソフトウェアを使いこなせる必要があること，同じような処理をデータが変わる毎に繰り返す必要があること，解析のために時間がかかること，など，新たな問題が発生する．

SIST情報システムでは，これらの問題を解決するために，個々のデータではなく，解析結果だけを Web 上で公開する．ユーザは，ブラウザの操作を行うことができさえすれば，解析結果をグラフや表として見ることが可能である．また，大学基幹システム（データベース）上のデータに基づいているため，大学基幹システムにおけるデータの変更が解析結果に自動的に反映されていき，新たな作業を必要としない（現時点では，部分的な実現に止まっている)．

以下，SIST情報システムと大学基幹システムとの関係，及び，SIST情報システム自身ついて詳細に述べていく．

Ⅱ．データベース

教育システムの解析のためには，学生の入学，卒業，履修状況等のデータが必須である．本学においては，大学基幹システムとして「 Active Academy 」というソフトウェアが使用されている．Active Academy では，データベースとして Oracle を使用しており，教育システムの解析に必要なデータの多くがそこに存在する．しかしながら，データベース内のデータは，Active Academy を通してしか参照できず，例えば，Moodle 等が学籍番号，氏名等に関するデータを必要としても，Oracle データベースから直接データを引き出すことができないため，Active Academy に付属するソフトウェアを通して必要なデータを出力し，ファイル等を介して，Moodle のデータベースへ入力せざるを得ない．大学で使用されている他のシステムにおいても同様であり，時間と手間の無駄を招いている．本学には，同じような目的，または，目的の一部が重なっている複数のデータベースが存在し，それらのデータベースを互いに参照できないため，データベースを構築する意味が非常に低く，かつ，使いにくいものになっている．

Active Academy では，そのデータベースを利用して様々なデータを出力可能である．しかしながら，それらは生データであり，目的とする結果を得るためには，他のソフトウェア等を使用してそのデータを解析する必要がある．これらはほとんどが人手による作業であり，対象とする学生等が少し異なっただけでも，同じような作業を再度実行する必要がある．明らかに，これも，時間と手間の無駄である．さらに，解析することができない，解析する時間がない，等の理由のため，事務局にその作業依頼が行くことが多く，時間と手間の無駄は事務局に集中することになる．

いずれにしろ，教育システムを評価するためには，教育関連のデータベースから必要なデータを引き出し，何らかの処理を施し，視覚的に分かりやすい形で表示するといった作業を自動的に行ってくれるようなシステムが必要である．その目的のために作成したのが，SIST情報システムである．SIST情報システムを含め，学内のすべてのシステムの制作を Active Academy 制作会社に依頼すれば，先に述べたデータベース間参照の問題も解決するであろうが，予算的な問題，システム毎の他社製品との比較，大学内で開発した方が好ましいシステム等，常に実現可能とは限らない．実際，Oracle データベースを直接参照することを許さないという Active Academy 制作会社の方針から推論すると，大学内のすべてのシステムを囲い込もうとしているように思われる．大学の所有するデータを大学の教職員が自由に使用できないという状態は，如何にその機会が少ないとはいっても，好ましい状態とはとても思えない．少なくとも，そのようなことを希望しない大学は，Active Academy の採用を控えた方が良いのではないだろうか．

この章「Ⅱ．データベース」では，Oracle データベースを直接参照することができないという問題を部分的に解決するために行った内容について述べる．従って，学生の入学，卒業，履修状況等の教育関係データベースを直接参照できるような環境にある場合は，全く無駄な作業であるため，読み飛ばしていただきたい．

今回我々は，学内ネットワークからいつでも参照可能な教育データ解析・閲覧用の Web ページを Linux マシンである cs-www ( 133.88.121.100 ) 上に作成するために，ODBC-ODBC bridge を活用したデータベースネットワークを構築した．本学の主たる教育情報は事務局内ネットワークにある Active Academy の Oracle データベースに保存してある．それを直接参照できれば問題なかったが，Active Academy 制作会社の方針がそれを許さなかったため，Oracle データベースと cs-www の間に Gateway マシンを設け，そこと cs-www 間に ODBC 接続によるブリッジ ( ODBC-ODBC bridge ) を架けることにより，Oracle データベース内の情報を間接的に読み取ることができるようにした．この節では，その概要と ODBC-ODBC bridge の技術的な詳細を述べる．

２．１．１ データベースネットワークの概要

図１に今回構築したデータベースネットワークを示す．以下これに従って解説を行う．本学が業務に用いているデータはすべて Oracle データベースに格納されている．そして，このデータベースを直接参照できるユーザやコンピュータは，ある Windows ドメインに属している必要がある．具体的には，Windows ドメインを管理するサーバ ( Windows Domain Server, WDS )によって認証されたユーザやコンピュータでなければ，Oracle データベースを参照することができないようになっている．WDS はあらかじめ定められたセキュリティポリシーに従ってユーザやコンピュータの認証を行っており，これに反するドメイン外からのアクセスはすべて遮断するように設定されているのが普通である．従って，ドメイン外のコンピュータ ( Other Computer ) や cs-www から Oracle データベースを直接参照することは不可能である．

そこで我々は事務局内ドメインに Gateway マシンを一台設置し，Oracle データベースの内容を ODBC インターフェースを介して Access ファイルとして参照できるようにした．そしてそこにフリーの ODBC-ODBC bridge である brodbc [brodbc] のサーバを組み込み，同じ brodbc のクライアントを cs-www に設置して，cs-www から間接的に Oracle データベースの情報を読み取れるようにした（図１内の太矢印線が情報の流れ）．この結果，Oracle データベース内の情報は Gateway を介して cs-www で参照でき，学内のユーザはこの情報をもとに cs-www 内のPHPスクリプトによって加工された統計データを入手できるようになる．

このようなデータベースネットワークには長所と短所がある．長所は以下の通りである．

• 事務局内 Windows ドメインのセキュリティポリシーの書き換えを必要としないため，書き換え時の過失による重大なセキュリティホールを発生させない

• 極めて限定されたネットワーク接続でしか Oracle データベース内の情報を参照できないため，セキュリティの確保が容易である ( cs-www と Gateway マシン間の接続だけを監視すればよい)

• Oracle データベースを直接参照しないため，仮に cs-www マシンが乗っ取られたとしても元の Oracle データベースが破壊されることはない（但し情報自体は盗まれるため，cs-www の監視は常に必要）

反面，次のような短所もある．

• Oracle データベースと管轄する Oracle サーバと Gateway マシン双方の I/O 性能によって cs-www へのデータ転送速度の著しいを遅延を引き起こす可能性がある（現に，遅延は発生している）

• Oracle データベースの直接参照ができないため，cs-www 側でのデータベース参照は大変難しくなる（結局，デーブル構造を別経路で入手して解決せざるを得なかった）

一言でまとめると，セキュリティの確保には有用だが，データ転送速度とシステム構築に必要な時間が多大になりがち，というのが本データベースネットワークの特徴であると言える．

２．１．２ ODBC-ODBC bridge の役割

本節では cs-www と Gateway マシンとの間に架けられた ODBC-ODBC bridge について解説する．まず図２のソフトウェアレイヤー図に沿って説明を行う．

通常，RDBMS ( Relational DataBase Management System ) は SQL 文を介して他の言語 ( C/C++/Java/Perl/PHP/Python/Ruby など ) とのやり取りを行うが，SQL 文をどのようなプロトコルによって受け渡すかは RDBMS や言語によって異なる．主要な Web 開発言語の一つである PHP では，各 RDBMS ごとに異なるライブラリとドライバが用意されており，ユーザはこれを使い分けて RDBMS とのアクセスを制御することになる．主として Access^TMデータベースとのアクセスに用いられる ODBC ( Open DataBase Connectivity ) インターフェースも主要な Web 開発言語では使用可能であり，当然 PHP にも ODBC ライブラリが用意されている．Linux 環境でこの ODBC ライブラリと，unixODBC ( ODBC ドライバ) [unixodbc] をセットにして使用するのが標準のようである．

この unixODBC は，Vine Linux 標準のものでは /etc/odbc.ini に ODBC アクセス用の設定を書くようになっている．ODBC インターフェースは Microsoft 製品では古くから使用されてきたせいもあって，unixODBC も Windows 上で動作する主要な RDBMS と連携して使用できるよう，各 RDBMS 用のドライバを組み込めるようになっている（図３）．

このように unixODBC を組み込むことによって，PHP 側からはどの RDBMS を用いているかを全く意識することなく，ODBC ライブラリ関数だけを使用して全ての ODBC インターフェース付き RDBMS を操作することができるようになる（図４）．

今回はネットワーク上に存在する二つの ODBC インターフェース間を接続するために，ODBC-ODBC bridge を組み込んだ．2008 年現在，この unixODBC 用のドライバが提供されている ODBC-ODBC bridge は Easysoft 社の開発したもの [easysoft] と，個人で開発されたオープンソースの brodbc [brodbc] が入手可能であったので，今回は後者の最新版 ( brodbc03.tar.gz ) を使用した．Gateway マシンに必要な ODBC-ODBC bridge サーバは別途インストールし，Windows 上のサービスとして常時起動しておく必要がある．

２．１．３ Brodbc を用いた ODBC-ODBC bridge の構築手順

本節では Vine Linux 3.1 で unixODBC + brodbc03.tar.gz ( ODBC-ODBC bridge)を使う手順を示す．

1. brodbc [brodbc] の最新版 brodbc03.tar.gz を cs-www 上にダウンロードし解凍する．その中の ODBC-ODBC bridge サーバ ( orbrd.exe ) を Windows 側にインストールし，下記項目をチェックしておく．
   • サーバを組み込んだ Gateway マシンの IP アドレス(以下，gatewayIP とする)
   • ポート番号 ( 22002 がデフォルト．以下，gatewayPort とする)
   • ODBC 接続のための項目
   • DSN ( sampleDSN )
   • Database 名 ( sampleDBName )
   • ユーザID ( sampleUID )
   • パスワード ( samplePWD )

2. UNIX ODBC ドライバを cs-www にインストールする

3. brodbc03.tgz のうち, client/makefile.ux を次のように書き換える（ libodbc には SQL API がなくなっていたので）

   	ODBCLIB = /usr/lib/libodbcinst.so.1.0.0
   			

   make して brodbc.so を /usr/lib にコピー

   /etc/odbcinst.ini にドライバ名 ( brodbc03 ) を追記

   	[brodbc03]
   	Description     = ODBC-ODBC bridge
   	Driver          = /usr/local/lib/brodbc.so
   	UsageCount      = 1
   			

   /etc/odbc.init に下記を追記して，ODBC から " sampleBrodbc " でアクセスできるように設定

   	[sampleBrodbc]
   	Driver  = brodbc03
   	Server  = gatewayIP
   	Port    = gatewayPort
   	DSN     = sampleDSN
   	Database = sampleDBName
   	Username = sampleUID
   	Password = samplePWD
   	Servercharset = Shift_jis
   	Charset = eucjp
   	Debug = 0
   			

   cs-www から isql コマンドを下記のように用いて ODBC 経由の接続が可能であることを確認

   	$ isql sampleBrodbc
   	+---------------------------------------+
   	| Connected!                            |
   	|                                       |
   	| sql-statement                         |
   	| help [tablename]                      |
   	| quit                                  |
   	|                                       |
   	+---------------------------------------+
   	SQL> // このプロンプトが出ればOK
   			

   php-odbc ライブラリを cs-www にインストールする．もし Apache2 をソースからコンパイルしている場合は，PHP インタプリタも作り直しておく．

   下記のようなPHPスクリプトを作成し，接続テストを行う

   	<html>
   	<body>
   	<?php
   					//データベースへの接続を開く
   		$conn_id = odbc_connect("sampleBrodbc", "sampleUID", "samplePWD");
   		if(!$conn_id) {
   			print "データベースにつながりません\n";
   			exit;
   		}
   					// SQL Query発行
   		$result = odbc_do($conn_id, "SELECT * from テーブル名");
   		if(!$result) {
   			print "警告!: 結果が正しく戻ってきません.\n";
   		}
   		else {
   			while(odbc_fetch_row($result)) {
   				print odbc_result($result, 1) . ", " . odbc_result($result, 2) . "\n";
   			}
   		}
   					//データベースへの接続を閉じる
   		$ret = odbc_close($conn_id);
   	?>
   	</body>
   	</html>