Web GI
図3.5: Grid化Webア プ リ ケ ー ション の ス ケ ー ラ ブ ル ア ー キ テ ク チャ
タ ン ス に 振 り 分 け る ．振 り 分 け 先 イン ス タ ン ス は ，当 該 リ ク エ スト を 処 理し ，レ ス ポ ン ス をGLB経 由 で 適 切 なWebコ ン テ ナ に 返 す．こ の ア ー キ テ ク チャは ，Gridサ ー バ と ，Grid イン ス タ ン ス を シ ス テ ム 内 の 他 の コ ン ポ ー ネ ン ト と は 独 立 し て 管 理 す る こ と を 可 能 に す る ．
WLBは 入 力 リ ク エ スト をSticky-Session方 式 で 転 送 す る た め ，当 該 ユ ー ザ が ロ グ ア ウ ト す る ま で 当 該 セッション を 維 持 す る ．こ れ を 実 現 す る た め に ，セッションIDと 対 応 す る Webサ ー バIDを 記 録 す るCookieを 活 用し た ．リ ク エ スト を 受 け 取 る と ，WLBが2つ のID をCookieか ら 抽 出し ，当 該 リ ク エ スト を 担 当 す る サ ー バ に 転 送 す る ．リ ク エ スト にIDが 含 ま れ な い 場 合 ，ま た は ，参 照 先 の サ ー バ が 存 在 し な い 場 合 ，WLBは 当 該 リ ク エ ス ト を 処 理 す る サ ー バ をRound Robin方 式 で 選 択 す る ．本 実 験 の ア プ リ ケ ー ション で は ，Grid イン ス タ ン ス で の 処 理 はSessionに 依 存 し な い た め ，GLBは ，単 純 にRound Robin方 式 で ， リ ク エ ス ト をGridイン ス タ ン ス に 転 送 す る ．
本 章 で 提 案 す る ア ー キ テ ク チャの ス ケ ー ラ ビ リ ティを 検 証 す る た め に ，Webサ ー バ ， Gridサ ー バ ，Gridサ ー バ 上 のGridイン ス タ ン ス 数 が 異 な る 構 成 で ，応 答 時 間 と 経 過 時 間 を 計 測し た ．本 実 験 のゴ ー ル は ，第 一 に ，性 能 の 観 点 で ，Webア プ リ ケ ー ション にGrid技 術 が 適 用 可 能 で あ る こ と の 確 認 ，次 に ，Grid基 盤 が 提 供 す る 機 能 の 優 位 性 を 引 き 出 す こ と が で き る ア ー キ テ ク チャの 決 定 ，で あ る ．
検 証 の た め に ，前 節 で 述 べ たGrid版 イン タ ー ネット バ ン キ ン グ ア プ リ ケ ー ション を す べ て のGridサ ー バ に 同 じ 設 定 で デ プ ロ イし た ．各Gridサ ー バ 内 の コ ン テ ナ が 起 動 す る と ，必 要 な 数 のGridイン ス タ ン ス が 作 成 さ れ ，Gridマ ネ ー ジャに 登 録 さ れ る ．性 能 計 測 の 方 法 は ，前 節 で ，3種 類 の バ ー ジョン の ア プ リ ケ ー ション を 比 較 す る 際 に 使った も の と 同じ で あ る ．唯 一 の 違 い は ，送 信 さ れ る リ ク エ ス ト の 数 だ け で あ る ．特 に ，Gridサ ー バ の 数 が 全 体 シ ス テ ム 性 能 に 大 き く 影 響 す る た め ，同じ 時 間 の 間 に 約2倍 の リ ク エ スト が 送 信 ／ 処 理 さ れ た ．
Webサ ー バ とGridサ ー バ の 数 ，1Gridサ ー バ あ た り のGridイ ン ス タ ン ス の 数 が 異 な る 構 成 で 実 験 を 行った ．個々の 構 成 を 区 別 す る た め に 以 下 の 表 記 を 使った ．
• Wα-Gβxγ:α台 のWebサ ー バ,β台 のGridサ ー バ, 1サ ー バ あ た りγ個 のGridイン ス タ ン ス ，の 構 成 を 表 す
表3.2に ，構 成 毎 の リ ク エ ス ト 種 別 の 応 答 時 間 を 示 す．実 験 は ，前 節 と 同 じ 実 験 環 境 (Web/Grid/Databaseサ ー バ に は 1.8GHzマ シ ン を ，ト ラ フィック 生 成 に は2.4GHzマ シ ン を ， 100MbpsEthernetで 接 続)で 行った ．実 験 中 ，各 マ シ ン の 負 荷 も ネット ワ ー ク 負 荷 も 軽 い 状 態 で あった ．Javaガ ベ ー ジ コ レ ク ション と 他 の 制 御 不 可 能 な 影 響 を 軽 減 す る た め に ，上 位 と 下 位5%に 相 当 す る 計 測 結 果 は 除 去 し た ．
表3.2:リ ク エ ス ト 種 別 応 答 時 間(ミ リ 秒)
W1-G1x1 W2-G1x1 W1-G1x2 W2-G2x1 W2-G3x1
Login 77.0 57.7 61.7 37.7 46.8
Logout 23.4 12.2 19.6 13.2 16.5
GetAccountList 88.3 73.2 72.8 46.5 56.2
GetTransactionList 115.9 140.7 108.1 81.1 117.4
TransferFund 133.4 143.8 116.3 80.8 101.6
結 果 は ，Webサ ー バ とGridサ ー バ 数 の 増 加 が シ ス テ ム の 応 答 時 間 改 善 に 効 果 が あ る 事 を 示し て い る が ，Gridサ ー バ の 数 が3以 上 に な る と ，応 答 時 間 が 長 く なって し ま う．こ れ は ，デ ー タ ベ ー ス サ ー バ で の 競 合 が 増 え る こ と が 原 因 と 考 え て い る ．
Gridサ ー バ 内 のGridイン ス タ ン ス 数 だ け が 異 な る2つ の 構 成 の 比 較 か ら ，こ の 環 境 に お け る ，1Gridサ ー バ あ た り のGridイン ス タ ン ス 数 の 上 限 を 計 り 知 る こ と が で き る ．い く つ か の リ ク エ スト 種 で は ，Webサ ー バ の 数 が ，Gridサ ー バ の 数 よ り も 多 い と き に ，応 答 時 間 が 長 く なって し ま う．こ れ は ，2台 のWebサ ー バ が ，1台 のGridサ ー バ が ボ ト ル ネック と な る の に 十 分 な 数 の リ ク エ スト を 処 理 で き る か ら で あ る と 考 え ら れ る ．詳 細 な 分 析 が こ れ を 示 し て い る ．Webサ ー バ1台 の 時 の ，Gridサ ー バ のGetAccountList,GetTransactionList, andTransferFundに 対 す る 応 答 時 間 は そ れ ぞ れ ，21.3 ms, 38.1 ms, and 65.9 msで あった に も 関
Average Response Time
0 20 40 60 80 100 120 140
W2-G3x1 W2-G3x2 W2-G3x3 W2-G3x5 W2-G3x8 Configuration Name
Response Time [msec]
getAccountList getTransactionList login
logout transferFund
図3.6:サ ー バ あ た り の イン ス タ ン ス 数 と 応 答 時 間 と の 関 連
わ ら ず，Webサ ー バ が2台 に な る と ，こ れ ら が ，そ れ ぞ れ ，30.0 ms, 72.6 ms, and 95.3 msに 延 び た ．
図3.6に ，1Gridサ ー バ あ た り のGridイン ス タ ン ス 数 の み 異 な る 構 成 で の 性 能 比 較 を 示 す．一 般 に ，イ ン ス タ ン ス 数 が 増 加 す る と 性 能 が 改 善 す る が ，イ ン ス タ ン ス 数3か ら5 あ た り で 性 能 向 上 が 見 ら れ な く な り，イ ン ス タ ン ス 数 が8に な る と 性 能 劣 化 が 起 こ る ． こ の こ と か ら ，本 ア プ リ ケ ー ション に お け る ，最 適 イン ス タ ン ス 数 は5程 度 で あ る こ と が 分 か る ．前 回 同 様 ，集 計 時 に 上 位 と 下 位5%の 計 測 結 果 を 除 去 し た ．
Gridサ ー バ の 数 だ け が 異 な る 構 成 の 比 較 か ら ，サ ー バ 数 増 減 の 効 果 を 計 る こ と が で き る ．サ ー バ 数 増 減 の 効 果 を 計 測 す る た め に ，稼 働 中 に 動 的 に サ ー バ 数 を 変 更し て ，応 答 時 間 を 計 測し た ．全 体 で180秒 の 実 験 で ，60秒 経 過 時 に サ ー バ1台 を 追 加し ，120秒 経 過 時 に さ ら に1台 追 加 し た ．実 験 開 始 当 初 ，お よ び ，サ ー バ 追 加 直 後 の3秒 分 の 計 測 結 果 を 削 除し ，そ の 後 の40秒 間 の 計 測 結 果 を 図3.7に 示 す．予 想 通 り，Gridサ ー バ の 増 加 は 応 答 性 能 の 改 善 を も た ら し ，Gridサ ー バ の 現 象 は 逆 の 効 果 を も た ら し た ．
3.4 結 果 と 今 後 の 課 題
本 章 で は ，企 業 ア プ リ ケ ー ション と し て 重 要 な 位 置 づ け に あ る ，Webア プ リ ケ ー ション にGrid技 術 を 適 用 す る 事 の ，実 現 性 と 適 合 性 の 両 方 を 明 ら か に す る こ と を 試 み た ．は じ め に ，実 現 性 の 検 証 と し て ，イン タ ー ネット バ ン キ ン グWebア プ リ ケ ー ション が ，Globus を 使って ，許 容 で き る 程 度 の 工 数 ，か つ ，少 な く と も 本 サ ン プ ル ア プ リ ケ ー ション で は ， 許 容 で き る 程 度 の 性 能 劣 化 で ，Grid化 で き る こ と を 示し た ．次 に ，適 合 性 の 検 証 と し て ，
Average Response Time
0 40 80 120 160 200
W2-G1x1 W2-G2x1 W2-G3x1
Configuration Name
getAccountList getTransactionList login
logout transferFund
図3.7: Gridサ ー バ 数 と 応 答 時 間 と の 関 連
Webア プ リ ケ ー ション がGridの 機 能 を 活 用 す る 意 義 が あ る 事 を ，Grid基 盤 の 動 的 リ ソ ー ス 割 当 機 能 を サ ポ ー ト す る ス ケ ー ラ ブ ル ア ー キ テ ク チャを 提 案 す る こ と で 示し た ．基 本 的 な 性 能 検 証 で ，ク ラ イ ア ン ト か ら の リ ク エ スト 量 に 応じ て ，Gridサ ー バ の 数 を 増 減 さ せ る 場 合 も ，サ ー バ あ た り のGridイン ス タ ン ス 数 を 増 減 さ せ る 場 合 も ，シ ス テ ム 処 理 能 力 が ス ケ ー ル す る 事 を 確 認し た ．こ こ で 得 ら れ た 結 果 は サ ン プ ル ア プ リ ケ ー ション に よ る 限 定 的 な も の で ，よ り 現 実 的 な 負 荷 環 境 下 で ，よ り 現 実 的 な ア プ リ ケ ー ション に ど の 程 度 適 用 可 能 か を 検 証 す る 必 要 は あ る が ，Gridミド ル ウェア が 提 供 す る 高 度 な 管 理 機 能 は ，企 業 ア プ リ ケ ー ション に とって 重 要 な 優 位 性 を 提 供 す る と 信じ て い る ．
Grid技 術 を 典 型 的 な3層Web企 業 ア プ リ ケ ー ション に 適 用 す る 類 似 の 研 究 に は ，[33]
が あ る ．こ れ は ，デ ー タ ベ ー ス サ ー バ とWebサ ー バ か ら な り，JSPとServletに よ るプ レ ゼ ン テ ー ション 層 と ，Javaク ラ ス に よ る 業 務 ロ ジック 層 を 含 むGrid化Webア プ リ ケ ー ション の た め の ア ー キ テ ク チャに つ い て 記 載し て い る ．こ の 論 文 で のGrid化 の 目 的 は ，業 務 ロ ジック の 実 行 を ，必 要 な 時 に ，他 の 空 き サ ー バ に オ フ ロ ード す る こ と に あ る ．こ れ を 実 現 す る た め に ，全 て の サ ー バ に 監 視 サ ー ビ ス と 利 用 可 能 な サ ー バ と そ の 負 荷 を 記 録 す るGridレ ジ ス ト ラ サ ー ビ ス を 配 置 す る ア ー キ テ ク チャを 採 用 す る ．さ ら に ，Gridコ ン ト ロ ー ラJavaク ラ ス がServletか ら 業 務 ロ ジック ク ラ ス へ の リ ク エ ス ト を 中 継 し ，必 要 に 応 じ て ，リ モ ー ト 業 務 ロ ジックGridサ ー ビ ス に 転 送 す る ．本 章 で の ア プ ロ ー チ と 違 い ，既 存 のJ2EEベ ー スWebア プ リ ケ ー ション をGrid基 盤 へ 移 行 す る 事 は 考 慮し な い し ，Grid化 し た ア プ リ ケ ー ション の 性 能 測 定 も 行って い な い ．さ ら に ，Webサ ー バ 層 の 拡 張 も 考 慮 し て い な い ．
ま た ，関 連 の 研 究 と し て ，Webア プ リ ケ ー ション で ユ ー ザ の 状 態 を 管 理 す る た め に 一 般 に 利 用 さ れ る セッション 情 報 をGrid基 盤 で 利 用 ／ 管 理 す る 手 法 を 提 案 す る[34]が あ る ． こ れ は ，ひ と つ の セッション 情 報 に ア ク セ ス す る イ ベ ン ト の 実 行 を 事 前 に 定 義し た ポ リ シ ー に 従って 調 整 す る 事 で 一 貫 性 を 維 持 す る 方 法 を 提 案 し て い る ．本 章 で の 実 験 で は ， Gridイン ス タ ン ス で の 処 理 は セッション に 依 存 し な い 実 装 と し た た め ，こ の 技 術 は 不 要 で あった が ，よ り 汎 用 的 なWebア プ リ ケ ー ション の 実 装 を 考 慮 す る と ，本 章 の 手 法 と 補 完 関 係 に あ る と 言 え る ．
本 章 の ス ケ ー ラ ブ ル ア ー キ テ ク チャと 同 様 の オ ン デ マ ンド コ ン ピュー ティン グ 技 術 は ， Gridコ ン ピュー ティン グ 領 域 と は 異 な る 領 域 のWebア プ リ ケ ー ション に 適 用 さ れ る こ と が あ る ．AkamaiやDigital Islandの よ う なContent Distribution Networks (CDN)は ，イン タ ー ネッ ト 上 に 巧 み に 配 置 さ れCDN企 業 に よって 運 営 さ れ る サ ー バ に ，Webサ ー バ の 負 荷 を オ フ ロ ード す る た め に 利 用 さ れ て き た ．典 型 的 に は ，CDNは 画 像 な ど の 静 的 コ ン テ ン ツ の 配 信 に 活 用 さ れ て き た が ，ス ト リ ー ミ ン グ 動 画 や ，動 的 コ ン テ ン ツ に も 利 用 さ れ る よ う に なって き た ．最 近 ，こ の 仕 組 み が3層eコ マ ー ス ア プ リ ケ ー ション に も 拡 大 適 用 さ れ て つ つ あ る ．こ の 技 術 は ，Webサ ー バ の 複 製 ，ロ ード バ ラ ン シ ン グ，管 理 に フォー カ スし て お り，ア プ リ ケ ー ション サ ー バ と デ ー タ ベ ー ス 層 に は 対 応し て い な い た め ，本 章 の 技 術 と 補 完 関 係 に あ る ．
今 後 の 課 題 は ，よ り 現 実 的 な 企 業 ア プ リ ケ ー ション へ の 適 用 時 に 重 要 と な る も の が 多 い ．そ の 一 つ は ，ひ と つ のGrid基 盤 上 で の 複 数 の ア プ リ ケ ー ション を 稼 働 さ せ る こ と で あ る ．こ の よ う な 状 況 は1企 業 内 で も 起 こ り う る ．こ の よ う な ケ ー ス で は ，個々の ア プ リ ケ ー ション は そ れ ぞ れ 固 有 の 負 荷 と リ ソ ー ス の 消 費 パ タ ー ン を 持 つ た め ，ア プ リ ケ ー ション 間 の ロ ード バ ラ ン シ ン グ は よ り 高 い 利 用 率 を 達 成 し う る ．
他 の 課 題 は ，セ キュリ ティで あ る ．本 章 の テ スト ア プ リ ケ ー ション で は ，フ ロ ンド エ ン ド で のFormベ ー ス 認 証 が 唯 一 の セ キュリ ティだった が ，一 般 的 に は よ り 厳 し い 基 準 が 必 要 で あ る ．Webサ ー ビ ス の 標 準 化 活 動 の 中 で 開 発 が 進 ん で い る 技 術 の 適 用 に 期 待 す る ．
最 後 に ，Gridマ ネ ー ジャと ，Gridサ ー バ お よ びGridイ ン ス タ ン ス の 管 理 方 法 の 改 善 を 提 案 す る ．現 時 点 で は ，Gridサ ー バ とGridイン ス タ ン ス 数 の 変 更 は 手 動 で 行 う が ，こ れ を 自 動 化 し ，Gridマ ネ ー ジャが 計 測 し た シ ス テ ム 状 態（ サ ー バ の 負 荷 や ，応 答 時 間 ）の 変 化 に 応じ て 自 動 で 行 う 方 法 を 検 討 し て い る ．