P2PのP e e rt o

P e e r

インターネットのこれからの通信スタイルを変える

複数のコンピュータリソースをまとめて使う「分散コンピューティング」
分散コンピューティングの基本は、各種ネットワークやインターネットに散らばったコンピュータ（たとえばPC、サーバー、ワークステーション、スーパーコンピュータなど）で使われていない処理能力、ハードディスク、メモリーなどのコンピュータリソースを1つにまとめ、非常に大きな処理能力が求められるプロジェクトに投入するというものである。分散コンピューティングという考え方は各企業やプロジェクトによって呼び名が異なり、最近は「グリッドコン

川崎裕一
Jnutella.org代表

http://www.jnutella.org/

真実ピューティング」と呼ばれることが多い。また「ユーティリティーコンピューティング」「ユビキタスコンピューティング」などと呼ばれることもある。今回の連載では、古くから使われている分散コンピューティングという名前を使うことにする。
ハードウェアで切り分けると分散コンピューティングは2つに分けられる。1つは、我々が職場や家庭で一般的に使っているPCをつなぐ「PC型」である。もう1つは、研究機関や教育機関などで利用されているスーパーコンピュータをつないでより大きな処理能力を得る「スーパーコンピュータ型」である。また、これらはコンピュータ同士がどのような形態でネットワーク化されるかによって、さらに「イントラネット型」「エクストラネット型」「インターネット型」の3つに分けられる。

第5回 分散コンピューティングによる遊休リソースの活用
1イントラネット型
ナプスターから始まったP2P型のファイル共有は、ADSLをはじめとする高速常時接続のインフラの普及で、ここ日本でも爆発的に利用が増えている。すでにインターネットのトラフィックの主役は今後HTTPではなくP2Pになるかもしれないとも言われている。しかし、P2P＝違法ファイル交換という図式から抜け出せないでいると、P2Pの本質を見失うことになり、イントラネット型分散コンピューティングは、企業内で高い処理能力を持つにもかかわらず遊休しているPCやサーバーなどのリソースを用いて分散コンピューティン技術の進化の機会を逃しかねない。

グを行い、企業内で必要とされる大規模今回は、複数のコンピュータを束ねて1つのタスクを実行する分散コンピ処理を行おうとするモデルである。

ューティングについて解説してみたい。最近は「グリッド」という呼び方を企業にとっては、会社のPCやサーバーされることが多い分散コンピューティングだが、余っているPCのパワーをは従業員に一時的に貸与している資産で有効に活用する分散コンピューティングには特に注目が集まっている。

あるため、リソースが有効に活用されてい174 +++ iNTERNET magazine 2003.08 +++インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

ない場合には、リソースを管理する従業員

3インターネット型

コンピューティングのアプリケーションでに対して、分散コンピューティングの実行

インターネット型は我々が日々のニューあり、これらはゲノムの解析、オプション価命令が可能である。つまり企業内に遊休スで最も目にすることが多い。この形は前格の決定、ハードウェア設計、CGレンダコンピュータが存在し、これを必要とする述した「PC型」との親和性が高く、以前かリングなどの用途に応じて作られる。

処理が企業内で存在しているのであれば、ら多くのプロジェクトで実施されてきた。

「PC型」では、ミドルウェアはスクリーンある程度導入コストをかけて分散コンピュ

1999 年からから続くプロジェクトである、セーバーという形で提供され、コンピューーティングを導入するメリットがある。実際

電波望遠鏡で受信したデータから宇宙人タが使われていないときにスクリーンセーに効果を上げた例として、インテルではが発している信号を検出しようとするカリバーの裏で分散コンピューティングの処理

1990年から分散コンピューティングに取フォルニア大学バークレー校宇宙科学研が行われ、処理結果は中央サーバーで統り組み、NetBatchという同社のプラットフ究所による SETI@home、RC5-合される。
「スーパーコンピュータ型」でもォームによってプロセッサー開発を推進

64bit共通鍵暗号、RC5-72bit共通鍵暗号

基本的な動き方は同じであるが、多くの場し、世界25か国以上の1万台以上のワー

な ど の 暗 号 解 読 を 行 う

合はUNIXの上で動作する標準化が進んクステーションを結んで10年で5億ドルのdistributed.netでいる「Globus Toolkit」コストを節約したというものがある。

病研究、白血病研究におけるゲノム解析

ェアとして用いて、その上で動作するアプを行うUnited Devices

リケーションを各ベンダーや研究機関がイントラネット型では企業外に処理データが漏れることがなく、セキュリティー的に、天然痘治療、炭疽などが代表例である。代表例であるSETI@homeでをミドルウ作ることになる。

は、参加デバイス数は 453 万 631 台、処安心できるのが特徴だ。

理能力は54.72TFlopsとなっている。

分散コンピューティングが得意なもの、苦手なもの

2エクストラネット型
次にエクストラネット型であるが、これは前述したイントラネット型分散コンピューティングの延長線上にあるものである。イ

処理アプリケーションがミドルウェア上で動作する仕組み「PC型」の分散コンピュータでは、スーパーコンピュータ並みの処理を実現し、ユントラネット型分散コンピューティングで分散コンピューティングが動作するにはーザーのPCがアップグレードされるに従集められた処理能力を、専用回線やVPNその仕掛けとなるミドルウェアが必要となって処理能力が随時向上するうえに、スーを通じて信頼の置ける企業に対して提供る。ミドルウェアは、コンピュータの遊休時パーコンピュータ導入時のように建物の構するモデルである。リソースの配分がネッ間を調べ、中央サーバーから割り当てら造や周辺設備に配慮する必要がないといトワークを介して行われているため柔軟性れたタスクを割り振る役割を果たす。そしうのが、最も大きなメリットである。しかしが高いと同時に、ネットワークを介するがてこのミドルウェアの上に乗るものが分散分散コンピューティングは万能ではない。

ために閉ざされた環境でのリソースの収集と利用を行うイントラネット型と比べる

インターネットを介してPCを利用する分散コンピューティングとセキュリティーリスクもやや高まる。
利用者

たとえばゲームなどのグラフィックの作成などを分散コンピューティングで巨大なCPUパワーを必要と行い、ユーザーに「ゲームの制作にする企業やプロジェクト協力している」ことを実感させることで、分散コンピューティングのプラットフォームがある種の宣伝的効果を生む

分散コンピューティング企業／プロジェクト可能性もある。

分散コンピューティング端末
処理結果をまとめるの確保／システムの運用

ユーザーはサーバーとのデータのやりとりを処理する分散コンピューティ

分散処理ング用ソフトウェアをインストールする。

処理結果

実際の分散処理は、サーバーから送インターネットられて分散コンピューティングソフトデータユニットを受け取り、通信データはSSLなどの上で動作する処理プログラムが行処理結果を返すで暗号化される。またう。

PC上のデータも暗号

各クライアントは処理したデータ量に応じて、たとえばマイレージが貯まる、化されているポイントが貯まるなどの特典を得る。
現在は大規模なクライアント／サーバー型だが、クライアント間での情報のやりとりが実現すると、単なる並列処理最も有名な分散コンピューティングSETI@home以上の処理が可能なハイブリッド型P2Pシステムとなってゆく。

インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D+++ iNTERNET magazine 2003.08 +++175

分散コンピューティングが得意とするのはGlobus Toolkit 3.0に準拠するようにシスせるという企業側の強いニーズがあるの並列処理、つまり特定の遺伝子配列のパテムをデザインしている。主要なグリッドと同時に、前述したようにリソースを持っターンと同じパターンを無数の遺伝子配

ミド ル ウェ ア 企 業 5 社（ P l a t f o r mているユーザーに対してそのリソースを提列のパターンに対して照合する「パターンComputing、 DataSynapse、 Avaki 、出させることに障害がないために早期にマッチング」に代表されるような、処理のEntropia 、United Devices）とも密接に実現するだろう。ソリューションを販売す順番が関係なく、個々のタスクに依存関連携して市場における自社のポジションをる側としても、システムやハードウェアを売係がないものである。

固めつつあるるという仕組みはシンプルである。その次これに対して、100個のドミノがあり、1日本勢は主にスーパーコンピュータやに来るだろう「エクストラネット型」は、企から99までのドミノが連鎖的に倒れて100ハイエンドのサーバーをつなぐ分散コンピ

業間でのリソース最適配分を行うために番目のドミノが倒れるような関係が各タスューティングを進めており、大学、研究機利用される。最終的に到達する段階が一クにある直列的な処理には、現在の分散関との連携を強化している。その中で般ユーザーが持つ遊休リソースを利用すコンピューティングはあまり効果的ではな

NTTデータは cell computingプロジェクる「インターネット型」だろう。
「インターネい。この分野は、依然としてスーパーコン

トでPCグリッドを展開している（インタビット型」における最も大きな問題点は、多ピュータが得意な分野となっている。

ュー参照）。業界団体では国際的にはグくのユーザーから得た各種リソースを必要分散コンピューティングを狙うプレイヤーたち
IBM、HP、Sun、国内ではNTTデータ、ローバルグリッドフォーラム（GGF）とする企業が限定的な点である。潜在的が、国内ではグリッド協議会がそれぞれ標な顧客は製薬会社、金融機関、学術機関

準化を進めており、GGFで作成されていなどであるが、膨大な処理能力をこれら以るミドルウェア「Globus Toolkit」はさまざ外の企業がどれだけ使うのかはまだ不透まなベンダーで採用が進んでいる。

明である。
インターネット型分散コンピューティン

NEC、富士通などが、有望市場と考えられている金融市場、バイオテクノロジー市

これからの分散コンピューティング

場、ハイテク関連市場、ゲーム市場、自動グでは、一般ユーザー、企業ユーザー、分散コンピューティングのソリューションベ

車・航空宇宙市場、行政機関に狙いを定

これからの分散コンピューティングはンダーが三位一体となる生態系を構築し、めている。この中で最も積極的に事業を「イントラネット型」「エクストラネット型」

各々が共存可能な世界を作り上げること推進しているIBMは、異機種混合環境で、「インターネット型」の順で採用が進むと考が必須条件となる。一足飛びにこの世界グリッドの標準仕様のOGSA（Open Gridえられる。
「イントラネット型」は、企業内での構築は難しいとは思うが、イントラネッ

Services Architecture）に対応し、さらにの遊休コンピュータ資産を効率的に働かト型、エクストラネット型と分散コンピュー
ティングが進展していくにつれ、徐々にその答えとなるものが見つかるかもしれない。いずれにせよ、これらのソリューショ

分散コンピューティングは並列処理で活きるンを展開する企業は、インターネット型で【並列処理】
ジョブ

結果処理時間大規模実験を行い、イントラネット型の商1の処理品を販売し、最終的にインターネット型で2の処理3の処理4の処理

分散コンピューティングの「持続可能なビパターンマッチング、CGレンダリングや、さまざまな乱数を発生させてテストする計算などは分散コンピューティングに向いている。

なるだろう。

5の処理

12

3

4

ジネスモデル」を作り上げるということに

5
http://setiathome.ssl.berkeley.edu/【並列処理できない処理】

http://www.distributed.net/
ジョブ

結果

処理時間
1の処理

ジョブ

http://www.grid.org/
2の処理

3の処理

4の処理

5の処理

http://www.globus.org/
たとえば流体力学などのような、前後の処理に依存関係がある

1

2

3

4

5

処理は並列処理ができず、分散コンピューティングには向かない。
ここはあくまでもスーパーコンピュータが得意とする分野。

176 +++ iNTERNET magazine 2003.08 +++http://www.gridforum.org/
http://www.jpgrid.org/

インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

cell computingの大規模実証実験統計情報

インタビューP2P の現場

国内先鋭の分散コンピューティング環境「cell computing」を進めるNTTデータ
PCをベースとした日本初の分散コンピューティングを進める先進的なプロジ
ェクトに株式会社 NTTデータの「cell computing」がある。プロジェクトを立ち上げた鑓水（やりみず）氏と、技術担当の岩崎氏に話を伺った。

PCによるグリッドのビジネス展開を進めるcell computing

この実証実験での処理能力は平均約3TFlopsだった。某省が2年前に導入したリース料月額1億円のスーパーコンピュータの処理能力が約0.77TFlopsということを考えると、PCを使った分散コンピューティングの力がよくわかる。

ビジネスを大規模に展開するものである。
これに際して日本アイ・ビー・エム、インテル、NTT 東日本、マイクロソフトという巨の回線料金の足しになるような収入を手これまで、日本で分散コンピューティン大パートナーを結集し、ミドルウェアとしてにすることができ、他のコンテンツの消費グと言えばハイパフォーマンスコンピュー

United Devicesを採用した。ビジネス化活性化にもつながる。また突き詰めていティンググリッド（HPCグリッド）、スーパーに先駆け2002年12月20日から2003年4

くと「日米における時差を利用した遊休ココンピュータ型と呼ばれるものであった。

月30日までの約4か月にわたって行った実

ンピュータリソースの有効活用」（鑓水氏）

これに対して、米国では大規模処理を証実験では、東亞合成によるヒトの遺伝として世界的なリソースの最適配分を実一般ユーザーが持つPCで行うプロジェク子の周期性発見「BOLERO」、光学的に現できる。プラットフォームに関しても、トがあった。United DevicesやEntropia

新たな特徴をもつ物質発見「OPAL」の2PCだけでなくPDA、携帯電話などにも広などのベンチャー企業が分散コンピューつの処理を扱った。この結果、1万2000げていくことを考えていると言う。

ティングに必要となるPC向けのミドルウ台のPCが参加し、1台のPCが処理した

ただし、cell computingによって集めらェアやプロトコルスタックを提供し、IBM場合に約600年かかる計算を約4か月でれる強大なコンピューティングパワーを要やHPなどの大手がそれらの技術を自社の終了させることに成功した。

望する企業や個人がまださほど多くないという点が課題だという。現在の具体的な技術と併せて販売するものである。
cell computingは、ブロードバンドが進展する世の中で、NTT データという企業が果たす役割は何かを、NTTデータだか候補としては大規模なゲノムの解析などを「毎月本が買えるぐらいはユーザーに還元したいな、と」必要とする製薬会社、学術機関、CGレンダリングを必要とするゲーム会社、金融派

らできる新しいビジネスは何かを真剣に

cell computingが目指す世界はただ単生商品の開発を行う金融会社などがある模索し始めたところから始まった。
「NTTグ

純な分散コンピューティングシステムの販が、大規模な分散コンピューティングのループには国内最大規模の PC、サーバ売ではない。鑓水氏によれば「遊休資産「使い方」をさらにプロモーションしていくー、ネットワークが存在し、NTTグループであるPCや回線にバイトをさせて小遣いことが今後必要だという。

は安定・信頼に関しては揺るぎない評価を稼げる世界」の構築である。これは、つがある。これらのすべての要素を最大限まり企業側にとっては組織内に多く抱えるに活かす大規模ビジネスは何かを考えてPCの稼働率を上げ、企業内のさまざまなきた」結果たどり着いたのが分散コンピュ処理を効率化したうえで、さらに余ったもーティングだというわけである。のは外部の事業者に販売することができ、cell computingは、これまで日本であ収益を上げることを意味する。一般ユーまり行われてこなかったPCグリッドというザーにとっては、PCを働かせることで日々2005年を目途に「遊休PCリソースの価値化エンジン」をビジネス軌道にインターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

http://www.cellcomputing.jp/

cell computingプロジェクトリーダー鑓水氏（右）と同プ
ロジェクト岩崎氏（左）は新たなITサービスカテゴリーとしての「PCグリッドサービス」を目指す。

+++ iNTERNET magazine 2003.08 +++177

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