国立情報学研究所委託事業

最先端学術情報基盤の構築に関する研究開発と調査
岡村 真吾・坂根 栄作・秋山 豊和・寺西 裕一・馬場 健一・下條 真司（応用情報システム研究部門）
長谷川 剛・中野 博隆(先端ネットワーク環境研究部門)に RA システムの追加整備を行なう。認証のアプリ

1. はじめにケーションとして、NAREGI ミドルウェアによるグ

大阪大学サイバーメディアセンターを含む 7 大学

リッド環境の構築、学務システムとの連携を開発すの情報基盤センターと国立情報学研究所は、我が国る。さらに、採用した特任教員の育成を継続する。の最先端学術情報基盤を整備するため、サイバー・

2) ネットワークの高度化

サイエンス・インフラストラクチャー (CSI) の構

学術情報流通基盤として必要となる機器の確保、築を進めている。これまでに、学術情報ネットワーおよび運用設計を行う。具体的には、グリッド研究

ク Super SINET 環境の整備、最先端研究教育用大規用ネットワークとそれに関連する大学構内ネット模計算環境を実現するための「超高速コンピュータワーク(ODINS) 用機器の整備を行う。

網 形 成 プ ロ ジ ェ ク ト (National Research Grid

3) 資源提供に特化したミドルウェアの開発

Initiative: NAREGI) 」による基盤ソフトウェア開発

既存の GridVM をベースに、資源・ジョブ管理機等が行なわれてきた。この CSI 構築の一環として、能、情報プロバイダー機能および資源利用制御機能

サイバーメディアセンターでは、昨年度に引き続き、の見直しを行い、大学の情報基盤センター等で運用

国立情報学研究所より「最先端学術情報基盤の構築する多様な PC クラスタで動作可能なミドルウェアに関する研究開発と調査」委託事業を受託した。の開発を行う。

本事業の目的は、CSI 構築を推進するため、以下

4) GOC 及び VO の運用管理システムの基本設計及び開発に掲げる事項を実施することにある。

利用者管理機能、VO (Virtual Organization) 管理機(1) 学術情報ネットワークの高度化・拡充と運用能、計算資源構成管理機能のうち、本年度は利用者強化(2) 認証基盤等のセキュリティ対応管理機能を重点的に開発し、伴って必要となる VO(3) 各種のミドルウェアやソフトウェアの整備管理及び計算資源構成管理機能の一部を開発する。

(4) 学術コンテンツの整備・拡充

3. 調査研究成果(5) 各研究分野のネットワーク利用支援(7) (1) から(6) に関連する人材育成等

3.1. 学術情報流通基盤におけるセキュリ
ティ対策

今年度は、上記のうち主に (1)、(2)、(3)について

3.1.1. CA/RA設備の追加整備(6) その他CSI推進に必要な事項の各種設備、(7)の人材確保のそれぞれの事項につい認証基盤の高信頼性を保つため、昨年度の事業において、CA サーバや RA サーバといった認証基盤て整備が行なわれた。の中心にあり機密情報を扱うサーバ群を設置する

2. 調査研究概要

ための CA/RA 室の整備を行った。物理的セキュリ

今年度は次に挙げる 4 つの業務を実施した。

ティを確保するため、入退室管理システムとして、

1) 学術情報流通基盤におけるセキュリティ対策

IC カードと生体認証（静脈認証)を組み合わせ、イ

CA/RA 室の追加整備と共に、NAREGI-CA ならび

ンターロック（一方の扉が閉じていなければ他方が- 121 -開かない）、ツーパーソンルール（2 名の認証でロッルク解除）によるドアロック設備が設けられている。
今年度は、CA/RA 室の入退室管理システムによる異常検知を室外へ通知するために、フラッシュサイレンの設置を行った。これにより、室外にいる管理者による異常発生の検知が、より早急かつ確実にでさらに、学内証明書（プライベート証明書）を利用して、利用メールアドレスをユーザデータベースに登録するとともに、メールアドレスを記載した公共証明書（パブリック）をエンロールする機能の開発も行った。

きるようになった。

3.1.3. SSO連携

3.1.2. CA/RAシステムの運用
大学間認証連携のアプリケーションとして考えられているグリッド計算環境用認証局整備の一環として、グリッド計算環境用認証局の CP/CPS の作成に取り組んだ。本センターのグリッド計算環境と他大学や海外の研究機関のグリッド計算環境との連携も視野に入れ、APGrid PMA (Asia Pacific GridPolicy Management Authority) が発行する Minimum
CA Requirements を可能な限り満たしながら、一方で、本センターにおける大規模計算機システムやグリッド計算環境用認証局の無理のない運用ができ学内におけるネットワークを利用した教育用システムである WebCT および NetAcademy について、将来的な学外連携を視野にいれた SSO 連携開発を行った。これにより、学内ユーザは学内向け PKIである全学 IT 認証基盤が提供する SSO サービスを利用して、上記システムを安全・安心かつスムーズに利用可能となった。また、将来的に他大学ユーザ等の利用等の拡張をスムーズに行うための準備が整った。
3.1.4. グリッド実験環境の構築
バイオグリッド基盤システムおよび研究用 PC クるように考慮して作成を行った。
また、学内ユーザに対してグリッド計算環境用証明書を安全に配付する手段として、学内証明書を用いてユーザ認証を行い、グリッド計算環境用証明書をエンロールする機能を開発した（図 1）。なお、グリッド計算環境用認証局は、NAREGIプロジェク
トの成果であるNAREGI-CAソフトウェアを用いてラスタに NAREGI グリッドミドルウェア β1 を導入
して実験環境を構築した。この環境にてミドルウェ
アそのものの評価を行ない、さらには e-Science 研究分野に対する研究支援として、(1)本学レーザーエネルギー学研究センター「高出力レーザーによる高エネルギー密度状態の科学」(2)本学超高圧電子顕微鏡センター「超高圧電子顕微鏡の遠隔操作を効率化構築されている。

するためのグリッド基盤の構築」それぞれの委託事業に協力した。前者では、大規模シミュレーション（分子動力学）を NAREGI ミドルウェアで試行した。実験環境としてz

阪大単独（計算資源 3 ノード）z

NII－阪大連携（計算資源 32 ノード）z

東北大－阪大連携（計算資源 6 ノード）の 3 通りを構築し、実証実験を行なった（図 2 は東北大－阪大連携における接続形態図である）。それ
ぞれの実験環境においてシミュレーションは成功し、同時に多くの問題点を明らかにした。後者においては、電子顕微鏡の遠隔操作・観察から得られる観測データを適切な研究グループで共有するための手法を NAREGI DataGrid の利用を前提に検討し
図 1 グリッド計算環境用証明書の Web エンロー- 122 -た。システムへの要件を整理し、実現方法を議論し2006 年 11 月 15 日

た。これらの評価、実証実験を通して、本センター～11 月 16 日
2006 年 11 月 17 日

アボセント社

クリエイティブコモンズ
シマンテック社

2006 年 11 月 20 日

米国立スーパーコン
ピュータ応用研究所

2006 年 11 月 21 日

アルゴンヌ国立研究所

後半の日程では、米国の TeraGrid プロジェクトにおける主要機関である米国立スーパーコンピュータ応用研究所およびアルゴンヌ国立研究所を訪問し、グリッド技術、運用における諸問題について議論を交わした。
図 2 東北大－阪大連携の HPC システムへのミドルウェアの導入および運用において有益となる多くの知見を得た。また、グリッド技術を基盤としつつも、通常の数値計算プログラムと同等に扱うのが要件的に難しい検索サー
ビスなどのグリッド・ウェブサービスを展開するために、新規に PC クラスタを導入した。これにより
NAREGI ミドルウェアで運用できないサービスを展開でき、より広範囲にグリッド技術を推進するための準備が整った。
3.1.5. IT認証基盤整備にかかる調査活動

図 3 TeraGrid Operations Center

3.2. ネットワークの高度化

PKI に基づく認証基盤の整備にあたり、運用面を3.2.1. グリッド研究ネットワーク整備含めたシステムの実現形態や要素技術について

SINET3 の運用開始に備え、既存の L3 スイッチに様々な方面から情報収集し、検討を行なった。その10Gbps 拡張ボードおよびモジュールを導入した。

一環として、2006 年 11 月に国立情報学研究所主催

これにより、本センター大規模計算機システムとグで行われた北米調査研究団に参加した。本視察ではリッドコンピューティング研究会網、NAREGI 網なアメリカにおいて世界レベルの認証技術を持つ複どと高速度で接続できるようになり、他大学の計算数の企業・大学を訪問し、設備の確認、動向調査、資源と連携するグリッド環境を構築する上でのおよびディスカッションを行った。訪問先を表 1にネットワーク基盤の準備が整った。

示す。

3.2.2. ODINS機器の整備
表 1 北米調査研究団訪問先

昨年度学内に導入した VPN 方式を用いた無線LAN システムの同時ユーザ数の拡張を行った。こ

日程

訪問先

れにより、無線 LAN アクセスの学内利用の増大や、2006 年 11 月 6 日

NMI-EDIT CAMP

将来的に他大学と認証連携を行うことによって見～11 月 9 日

（デンバー）

込まれる利用ユーザ数の増大に対応することが可2006 年 11 月 10 日

ウィスコンシン大学

能となった。

～11 月 11 日

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3.3. 資源提供に特化したミドルウェアの開発ペレーションを行う GOC (Grid Operations Center)

本センターでは、フェアシェアおよびバックフィムの開発を目指し、NAREGI ミドルウェアによる環ル・スケジューリング機能を有する NEC 社製スケ境構築を前提とした上で、利用者管理機能を中心に、

ジューラ NQS II をベクトル型スーパーコンピュー

そこから派生する VO 管理、計算資源管理機能の一タのみならず PC クラスタにも導入することにより、部を設計した。これにより、本センターにおける運フェアシェア型定額利用制度の下、異機種混在環境用に留まらず、その他の情報基盤センターへも広くにおいても出資比率に応じた利用実績の公平性を適用できる運用管理システムの実装の準備が整っ確保し、また、利用面と運用管理面の両方においてた。2007 年度には引き続き実装を行う。さらに、資源アーキテクチャに依らない統一的なインター2007 年 7 月には NAREGI ミドルウェアによるサーフェイスを提供し、ユーザによる容易な連成シミュビスが提供される予定である。実運用において判明レーションを可能としている。

した問題点、要件を反映し、システムの改良、追加

NAREGIβ2 においては、標準的に対応するスケにおいて適用可能、かつ有益となる運用管理システ機能の開発を行う予定である。

ジューラは数種類に限定されており、SX-8R の OSである SUPER-UX 上で動作する NQS II には対応するが、Linux (kernel-2.6) 版の NQS II には対応して4. おわりにいない。NAREGIβ2 の導入に際しては、β2 対応ス

今年度の本委託事業では、特に、PKI に基づく認ケジューラをローカルスケジューラに採用した運証基盤の整備を軸とし、最先端ネットワーク基盤・用が選択肢として考えられる。しかしながらこの選NAREGI グリッド基盤の整備を推進してきた。今後、択は、従来の運用形態との競合、静的な計算資源分上記の整備、検討を踏まえ、高度な利便性・セキュ割および新しい課金制度の確立などさまざまな問リティを兼ね備えた認証基盤の実現、グリッド基盤題を引き起こす。これらの問題を解決するには、の整備を進めるとともに、同基盤を活用した計算機

Linux 版の NQS II を NAREGI ミドルウェアの資源リソースの学外提供、大学間グリッド認証連携を推管理機構に組み込めるスケジューラとして対応さ進し、我が国の最先端学術情報基盤の整備に貢献しせることが自然である。本センターでは、NQS IIていく所存である。の Linux 版を、NAREGI ミドルウェアの資源管理機構を構成するソフトウェアの 1 つである GridVM に対応させるための設計を行なった。2007 年度には実装を行い、NAREGI ミドルウェアの他の構成要素の導入に合わせて開発を行う予定である。

3.4. GOC及びVOの運用管理システムの基本設計及び開発
NAREGI グリッドミドルウェアは、2006 年度においては β ステータスであるがゆえに、実運用を支援する機能を十分に備えているとは言い難い。しかしながら、グリッド環境を効率的に運用していくためは、利用者管理、VO 管理、計算資源管理の基本的な管理機能に加え、資源監視などの様々な機能が必要となる。本センターでは、そのようなグリッドオ- 124 -