Skype が与えるアプリケーションモデルへの衝撃
Skype というアプリケーションが急速に注目を集めている。Skype は P2P（ピ大なものになる。この膨大なトラフィックア・ツー・ピア）で実装されたパソコンで動作する IP 電話ソフトウェアであり、驚を処理できるサーバーへの投資が発生くほどの高品質な通信を実現している。

すれば、無料でのサービス提供はほぼ不このアプリケーションはいったいどのような仕組みで動いているのだろうか。

可能である（図 1-b）。

この新しいネットワークアプリケーションのアーキテクチャーは他のソフトウェアにも大きな影響を及ぼすことになるのである。

ではどうすればよいか。答えは簡単、クライアント同士がサーバーを介さずに直接通信すること、すなわち P2P（ピア・上原 孝之
株式会社ガリレオツー・ピア）である（図 1-c）。ところがこ事業開発担当取締役

れがそう簡単でもないのである。それは、常時接続ユーザーのほとんどがファイアーウォールまたは NAT（NetworkP2P がサーバー負荷を解消する

Skype を比較して、見てみよう。

Address Translation、つまりプライベー

インスタントメッセンジャーは 1 対 1 でトアドレスを使うネットワーク）を介してイリアルタイムのテキストメッセージをやりンターネットに接続されていることに起因する。

「無料 IP 電話」。あなたはこの言葉か取りしているが、その通信は常にサーらどれほどのインパクトを受けるだろう？

バー経由で行われる（図 1-a）。ログインし「別にぃ、だって、インターネットって無料ている人々のステータスを管理するのにのサービスばっかりでしょう？」。それははその方が都合がよいし、たかが人手でそのとおり。でも、こと IP 電話に限って入力するメッセージなのでトラフィックもは「完全無料」というのはなかったので知れており、サーバー負荷を気にするこある。それはなぜだろう？一言でいうと、ともないからだ。

ファイアーウォールやNAT も越える
一般にファイアーウォールや NAT を介してインターネットに接続されている場

電話は多大な帯域を消費するからであしかし電話だとそうはいかない。多数合、ファイアーウォールの内側から外側る。
「え？でも、うちの ADSL は 12Mbpsのユーザーを 1 つのサーバーに収容する（インターネット側）への通信は可能だが、だよ。それに比べると電話の帯域なんと、サーバーを通過するトラフィックは膨逆方向の通信は拒絶される。したがって、100 分の 1 以下じゃないの？」。それもそのとおり。たとえ 12Mbps の常時接続といっても、本当に 12Mbps ものトラフィックを「常時」発生させている人はほとんどいない。長い時間の平均を取るとADSL ユーザー 1 人当たりの平均トラフィックなんてせいぜい数 kbps から十数

Hello!
How are you?

もしもしkbps 程度のもの。数十 kbps 程度のトラフィックを持続的に発生させる「電話」はいまでも十分に「重い」アプリケーションだといえるのだ。
このトラフィックの「重さ」が持つインパ

Hello!
How are you?

もしもし

明日の打ち合わせは…

クトを、同じく個人間にリアルタイムのコ

明日の打ち合わせは…

ミュニケーションを提供するサービスである、インスタントメッセンジャー（IM）と

図 1-a インスタントメッセンジャーでの通信は常にサーバー経由で行われる。

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て、双方共がファイアーウォールの内側た餅になってしまう。クライアントサー

なのはこれを「中継サーバー」として固定にいる場合には、どちらの側も通信のバーならファイアーウォールの問題はな化させたり集中化させたりせずにあくま「受け手」となることができず、通信が成いが、サーバーに多大な投資が必要となで自律分散の枠組みの中で、第三者に中立しない（図 2）ことは周知のとおりだ。

り、一方で P2P ならファイアーウォールを継を託するシステムとした点にある。

多くの企業で導入されつつある SIP 方越える工夫に別の投資が必要になる。

中継を行う「第三者」は Skype 社が設式による IP 電話も通信が始まってしまえ

何とかこれを回避する方法はないもの

備を用意するわけではなく、すべてのクば SIP サーバーを介さずに、P2P で通信か？ この問題の解決法として Skype がライアントソフトが置かれる環境によってが行われる。しかし、その場合にもファ編み出したのが P2P2P とでもいうべき巧は中継サーバーとして機能し得る能力をイアーウォールや NAT は避けて通れなみな中継システムである。

あらかじめ持っているのだ。したがって、い問題であり、SIP 方式の IP 電話の場合ファイアーウォールがある以上、クライ中継が必要な場合には、ファイアーウォーにはセッションボーダーコントローラーとアントサーバー的に内から外への通信しルの外側にいる Skype クライアントの中いう特殊な機器を使ってこの問題を回避かできないのだから、インターネットのどから、あるアルゴリズムによって中継をしている。しかし、こんなものを用意しこかに中継サーバー的なものを置くしか行うクライアントが選ばれることになる。ていては「無料」などますます絵に描いない（図 3-a）。ここまでは必然だ。巧み

このとき、そのクライアントを使っているユーザーは、ネットワーク上のトラフィックモニタリングでもしていない限り、自分の Skype クライアントが他人の通信を中継しているということを意識することはない。この仕組みにより、無数の小型中継サーバーがインターネット上に点在するシステムを実現しているのだ（図 3-b）。
この 分 散 中 継 システムにより、トラフィックが集中する点を持たないことから直接通信にかかわるコンピュータに与えられた帯域を存分に使うことができる。
このことが Skype の特徴の 1 つである「高音質」にも寄与しているのだ。

図 1-b 電話のような膨大なトラフィックを 1 つのサーバーで処理することは難しい。

スーパーノードがSIP の機能を果たす
これで、通信開始後の P2P 通信については問題が解決したが、「完全無料」を実現するにはまだもう 1 つハードルが残っている。P2P 通信開始までの呼制御の部分を司る SIP サーバーに相当する部分をいかに実装するか、というハードルだ。
呼制御にのみ関与することから、音声トラフィックをすべてサーバー経由で中継するモデルに比べれば負荷はずっと軽いといってよい。しかし、ユーザーの増加に伴って負荷は増加し、場合によっては増設などの追加投資が必要になるし、顧客データの管理コストも発生する。

図 1-c クライアント同士がサーバーを介さずに直接通信する P2P。

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「完全無料」のためには、このようなコスト要素は排除しなければならない。この点についての解決策にも P2P ならではの手法が使われている。SIP サーバー相
当の機能はスーパーノードと呼ばれるマシンが分散して担っている。しかも、中継サーバーと同じく、スーパーノードはSkype 社が用意するのではなく、Skype
○OK

×NG

×NG

ファイアーウォール○OK

NATのクライアントのうち、一定の条件を満たしたものがスーパーノードに自律進化する。つまり、ダウンロードされたすべてのSkype ソフトウェアにはスーパーノードとなり得る機能があらかじめ含まれている

図2双方のクライアントがファイアーウォールを介してインターネット接続している場合、通信が成立しない。のだ。しかし、実際にスーパーノードとなる人の数は全体の 1 ％未満。その条件
は、1）十分な接続帯域と CPU パワーを持ち、2）グローバルアドレスを付与されている人だけが、周りの状況に応じて中継スーパーノードになるという。
スーパーノード同士は階層構造のないフラットなメッシュネットワークを構成しており、それぞれのスーパーノードは自分が管理するクライアントのデータベースを持ち、一方で、他のすべてのスーパーファイアーウォールノードのアドレスを把握している（図 4）。

NAT分散システムのゆえか、コンタクトリストのオンライン状態の更新に若干時間を要しているように見受けられるが、呼設定
図 3-a

ファイアーウォールがある場合、P2P を実現するにはインターネット上に中継サーバーを置く時間は下手な携帯電話よりは速いというレベルでボランタリーな分散システムとしかない。

は思えない優秀さである。
SkypeC

SkypeF

SkypeZ

中継

中継

中継

電話の発想を捨て TCP/IPらしいアーキテクチャーへ「電話」という多大なる投資に支えられたインフラと同様のものなどが、ユーザーのコンピュータの余剰能力を集積して実現されていることには P2P という技術の持つ無限の可能性を見せ付けられファイアーウォール

ファイアー
ウォール

ファイアーウォールファイアーウォールNAT

NATた思いがする。ともすれば、違法かつ趣味的な世界と見られがちであった P2P にSkypeA

SkypeB

SkypeD

SkypeE

SkypeX

SkypeY

合法的かつ実用的な「電話」というアプリ
ケーションをいくつかの技術的ブレーク

図 3-b Skype は P2P で無数の小型中継サーバーがインターネット上に点在するシステムを実現する。

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スルーとともに持ち込んだ Skype の功績あるのだから、既存の電話と共存しながは大きい。今後、Skype に触発されたら IP 電話の適用領域を広げていくようなP2P の新たなアプリケーションが続々と普及の仕方であるべきではないかと思現れることを期待したい。

うのだ。そうはいっても「既存の電話より待を寄せずにはいられないのである。

P2P のディスカバリーを解決する

Skype 自身の今後の展開であるが、も安い」というだけの売り方であれば、API（ Application Programming Inter-

買い手の側が既存の電話とまったく同じこれまでのサーバー・クライアントシスface）を公開し、さまざまなアプリケー機能を求めるのも無理のない話である。

テムではなく、P2P で通信できることがそションとの連携を図っている点に注目しその点 Skype のように「完全無料」でもそもの TCP/IP のアーキテクチャーでたい。これによって単体の「電話」ではなあれば話は違ってくる。
「もう 1 台あってあることを考えると、このような通信相手

くインターネットにおける標準コミュニも邪魔になるわけでもないし…」というの見つけ方（ディスカバリー）とトラフィッ

ケーションツールとしてさまざまなアプリ考え方に変わり、既存の電話の置き換え

クの中継の仕方のアイデアは他のアプリケーションに組み込まれることを狙ってでなく、共存していくことになる。これでケーションにも転用できる可能性がある。

いるようだ。

こそ、苦手な機能は既存の電話に任せ

今後、サーバー・クライアントの呪縛から筆者は昨今の IP 電話が既存の電話をて、他のアプリケーションとの連携など解き放たれ、ネットワークアプリケーショそっくりそのまま置き換えることを指向しの得意分野を思い切り追求できるのだ。

ンの可能性をさらに広げる意義の深いている点に常々違和感を覚えていた。IP

この点から、今後の IP 電話発展の方向アーキテクチャーだといえる。

電話には IP 電話ならではの長所短所がを示す存在としても Skype には大きな期

図4

スーパーノード同士は階層構造のないネットワークを構成する。また、自分が管理するクライアントのデータベースを持ち、他のすべてのスーパーノードのアドレスを把握
他のすべてのスーパーノードのリスト
A XXX.XXX.XXX.XXXB YYY.YYY.YYY.YYY
C ZZZ.ZZZ.ZZZ.ZZZしている。
クライアントのデータース
Elly
EiichiEsan

A XXX.XXX.XXX.XXXB YYY.YYY.YYY.YYY
C ZZZ.ZZZ.ZZZ.ZZZ

AdamAiAmy

Ken
KyoukoKei

A XXX.XXX.XXX.XXXB YYY.YYY.YYY.YYY
C ZZZ.ZZZ.ZZZ.ZZZ

A XXX.XXX.XXX.XXXB YYY.YYY.YYY.YYY
C ZZZ.ZZZ.ZZZ.ZZZ

A XXX.XXX.XXX.XXXB YYY.YYY.YYY.YYY
C ZZZ.ZZZ.ZZZ.ZZZ
Bob
BillBenyJohn
JoeJonny

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