JAIST Repository
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Title
JAIST Campus Grid の構築について
Author(s)
井口, 寧; 松澤, 照男
Citation
Research report (School of Information Science,
Japan Advanced Institute of Science and
Technology), IS-RR-2002-021: 1-15
Issue Date
2002-12-03
Type
Technical Report
Text version
publisher
URL
http://hdl.handle.net/10119/8400
Rights
Description
リサーチレポート（北陸先端科学技術大学院大学情報
JAISTCampusGridの
構 築 に つ い て
井 口 寧,松 澤 照 男 2002年12月3日 IS-RR-2002-021 北 陸 先 端 科 学 技 術 大 学 院 大 学 情 報 科 学 セ ン タ ー 〒923-1292石 川 県 能 美 郡 辰 口 町 旭 台1-1 [email protected],[email protected] OYasushiInoguchi,2002 1SSNO918-7553一
要 旨
近 年,イ ン タ ー ネ ッ ト上 の 計 算 機 群 を 有 機 的 に 組 織 化 し,物 理 的 な 計 算 機 資 源 を 意 識 す る こ と な く,膨 大 な コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ リ ソ0ス を 仮 想 的 に 提 供 す る た め の 技 術 と し て,Grid技 術 が 活 発 に 研 究 さ れ て い る.本 学 は 超 並 列 計 算 機 を 始 め と して 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン ま で 情 報 科 学 セ ン タ ー が 一 括 管 理 し て お り,グ リ ッ ド環 境 を 構 築 しや す い.ま た 既 にGridを 意 識 した プ ロ ジ ェ ク トが 複 数 実 施 さ れ て お り,高 度 な 教 育 研 究 活 動 を 支 援 す る た め の 仕 組 み と し て,グ リ ッ ド環 境 の 整 備 が 望 ま れ て い る. グ リ ッ ド環 境 を 整 備 す る こ と に よ っ て,ユ ー ザ ー はGridを 通 し て ジ ョ ブ を 投 入 す る な ど,一 括 して ジ ョブ を 管 理 で き,利 便 性 が 向 上 す る.ま た,自 分 の 手 持 ち の 計 算 機 資 源 に 限 定 さ れ ず,グ リ ッ ド環 境 下 の 巨 大 な 計 算 機 リ ソ0ス を 容 易 に 利 用 す る こ とが 可 能 と な る.更 に 遠 隔 地 の 計 算 機 の 利 用 に あ た り,サ イ ト ご と の 認 証 や 分 散 環 境 下 で の フ ァ イ ル 管 理 が 容 易 に な る. 本 稿 で は,Gridの 背 景 を 解 説 し,主 要 な グ リ ッ ド関 連 プ ロ ジ ェ ク ト を 紹 介 す る. キ ャ ン パ ス グ リ ッ ド実 現 に 向 け,他 大 学 の 状 況 を 紹 介 し た 上 で,情 報 科 学 セ ン タ ー に お け る グ リ ッ ド研 究 の 取 り組 み に つ い て 検 討 す る.特 に 本 学 の 特 徴 で あ る,超 並 列 計 算 機 や 各 フ ロ ア に 分 散 さ れ た ロ ー カ ル サ ー ビ ス シ ス テ ム(LSS)等 を グ リ ッ ド環 境 に 組 み 込 む た め の 方 策 と し て,こ と に つ い て 説 明 す る.本 学 の グ リ ッ ド環 境 構 築 に 有 用 な ミ ドル ウ ェ ア で あ る,GlobusToolKitお よ びSunONEGridEngineの 概 要,お よ び 本 学 情 報 環 境 へ の 適 用 方 針 に つ い て 報 告 す る.更 に,膨 大 な 計 算 資 源 で あ る 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン 群 を グ リ ッ ド環 境 に 組 み 込 む た め の 研 究 開 発 課 題 に つ い て 考 察 す る.-一
1は
じ め に
近 年,Gridに 関 して 非 常 に 活 発 な研 究 が な さ れ,本 学 に お い て も先 進 的 な 研 究 環 境 を 提 供 す る た め に,Gridの 研 究 基 盤 を 整 備 す る 必 要 性 が 高 ま っ て き て い る.Grid と は,ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ や 家 庭 の パ ー ソ ナ ル コ ン ピ ュ ー タ(PC)等 を 高 速 な イ ン タ ー ネ ッ トで 結 合 す る こ と に よ り,仮 想 的 な 超 大 規 模 計 算 機 網 を 構 築 し よ う と い う 試 み で あ る.つ ま り,通 常 電 気 を 使 用 す る 時,我 々 は 単 に 電 源 プ ラ グ を コ ン セ ン トに 差 し込 む だ け で あ り,そ の 電 気 が ど の 発 電 所 で 発 電 さ れ た も の か は 全 く意 識 し な い.計 算 資 源 も 同 様 に,ネ ッ ト ワ ー ク 接 続 さ え 行 な え ば,投 入 し た ジ ョブ が 大 型 計 算 機 セ ン タ ー の ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ で 実 行 さ れ た か,あ る 家 庭 のPCで 実 行 さ れ た か に か か わ ら ず,複 雑 な 計 算 機 網 を 意 識 せ ず に 計 算 結 果 を 得 る こ とが で き る 仕 組 み を 目 指 す も の で あ る. こ の よ う な 背 景 の 中 で,大 学 内 や 組 織 内 のPCを 利 用 し た キ ャ ン パ ス 規 模 の グ リ ッ ド シ ス テ ム が 提 案 さ れ,実 際 に 構築 さ れ つ つ あ る.本 学 に お い て も,ITプ ロ グ ラ ム に よ るVizGridプ ロ ジ ェ ク ト[1]や 知 識 科 学 研 究 科 に お け るBioGrid[21な ど, Gridを 利 用 し た 研 究 が 計 画 ・実 施 さ れ て い る.ま た,本 学 に は 強 力 な 超 並 列 計 算 機 や ク ラ ス タ シ ス テ ム,千 台 規 模 の ユ ー ザ ー 用 の 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン 群 を 有 し て お り,グ リ.ッ ド環 境 を構 築 す る こ と に よっ て こ れ ら の利 用 効 率 を向 上 させ る こ と が で き れ ば,非 常 に 強 力 で 効 率 の 良 い 情 報 環 境 を 提 供 す る こ と が 可 能 と な る. そ こ で,本 報 告 で は,情 報 科 学 セ ン タ ー が 今 後 導 入 す る グ リ ッ ド研 究 基 盤 の 整 備 方 針 に つ い て,現 状 を 分 析 し な が ら今 後 の 指 針 を検 討 す る.第2章 で は,Gridの 基 礎 概 念 を 簡 単 に 説 明 す る.第3章 で 現 在 の 代 表 的 な グ リ ッ ド に 関 連 す る プ ロ ジ ェ ク トや,そ の 成 果 で あ る ミ ドル ウ ェ ア を 紹 介 し,第4章 で 国 内 外 の キ ャ ン パ ス グ リ ッ ド構 築 の 試 み を解 説 す る.第5章 で,本 学 の 特 徴 を検 討 し,本 学 の 情 報 環 境 に 適 す る グ リ ッ ド ミ ドル ウ ェ ア を検 討 し,本 学 キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドの 整 備 方 針 を 示 す.ま た,本 学 が 有 す る 同 機 種 で 膨 大 な 計 算 資 源 で あ る 個 人 用 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドに 組 み 込 む た め の 研 究 開 発 課 題 に つ い て 考 察 す る.第6章 は ま と め で あ る.2Gridの
概 要
2.1Gridと はGridと は,送 電線 網 の意 味 で あ り,我 々 が発 電所 を意識 せ ず に電気 を使 うの と
同様 に,背 景 にあ る物理 的 な計 算機 を意識 せず にコ ン ピュー テ ィング リソース を利
用 可 能 な,仮 想 計 算 機 を 構 築 す る た め の 基 盤 技 術 で あ る.当 初 はPCク ラ ス タ を 拡 大 し た ハ イ パ フ ォ ー マ ン ス コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ が 主 な タ ー ゲ ッ ト分 野 で あ っ た が, 応 用 分 野 は 拡 大 し,大 型 特 殊 実 験 設 備 の 透 過 的 な 利 用,分 散 フ ァ イ ル の 一 元 管 理, 計 算 機 や 装 置 の 出 力 と な る 画 像 の リ ア ル タ イ ム 伝 送 な ど に も広 が っ て い る. Grid以 前 で は,大 き な 計 算 ジ ョ ブ を 抱 え て い る研 究 者 は,あ る 大 学 の 大 型 計 算 機 セ ン タ ー の ア カ ウ ン ト等 を 取 得 し,そ こ に フ ァ イ ル をFTP等 で 転 送 し,telnetに よ っ て,そ の 計 算 機 の 特 殊 な コ マ ン ドやJCL(JobControlLanguage)を 用 い る こ と に よ り,大 規 模 計 算 機 資 源 を利 用 し て き た.し か し な が ら,こ れ ら の 作 業 は 繁 雑 で あ りな が ら,研 究 者 が 本 来 必 要 とす る 機 能,つ ま り,あ る プ ロ グ ラ ム を 計 算 し結 果 を 得 る,と い う 点 に は 全 く無 関 係 な 作 業 を 必 要 と し て き た.ま た,大 型 計 算 機 セ ン タ ー 等 の 全 国 共 同 利 用 施 設 以 外 に も,各 個 人 の 有 す るPCの 余 剰 の 計 算 時 間 な ど, 有 用 な 計 算 機 資 源 は 多 く存 在 して い な が ら,こ れ ら を公 開 す る た め の 仕 組 み が 欠 如 し て い る た め,現 実 問 題 と して は 公 開 さ れ た 限 ら れ た 設 備 しか 利 用 で き な い の が 現 状 で あ っ た.更 に,セ キ ュ リ テ ィ に つ い て も,SSLやsshな ど の 個 別 の 暗 号 化 技 術, ケ ー ス バ イ ケ ー ス の フ ィ ル タ リ ン ク㌧ 登 録 制 に よ る 課 金 な ど,繁 雑 な 操 作 が 必 要 で あ っ た. 1990年 代 後 半 よ り,イ ン タ ー ネ ッ トが 急 速 に 普 及 し,こ れ ま で 孤 立 し て い た 計 算 機 同 士 が 有 機 的 に 結 合 さ れ,殆 ん ど の 計 算 機 や 実 験 装 置 類 が 事 実 上 ネ ッ ト ワ ー ク に 結 合 さ れ る 状 態 と な っ て き た.こ れ と と も に,従 来 の ベ ク トル 型 ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ の 性 能 の 伸 び に 対 し てPCの 性 能 が 飛 躍 的 に 向 上 し,PCを ク ラ ス タ と し て 利 用 す るPCク ラ ス タ 技 術 が 盛 ん に 研 究 さ れ,ク ラ ス タ コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ の た め のSCoreな ど の よ う な 様 々 な ミ ドル ウ ェ ア が 開 発 さ れ た.Gridは,当 初 は こ の よ う なPCク ラ ス タ の 技 術 を 一 元 管 理 す る 技 術 と し て 発 足 し た が,よ り一 般 的 な 概 念 と して,イ ン タ ー ネ ッ ト上 の 様 々 な 計 算 機 資 源 や 特 殊 実 験 装 置 を 一 元 的 に 扱 う技 術 に 拡 大 さ れ,研 究 開 発 が 発 展 して き た.グ リ ッ ド技 術 を用 い れ ば,例 え ば 分 散 配 置 さ れ たPCを 統 合 して 仮 想 ス0パ ー コ ン ピ ュ ー タ を構 築 し た り,家 庭 内 遊 休 計 算 機 資 源 の 売 買,電 子 顕 微 鏡 な ど の 大 型 特 殊 装 置 の 遠 隔 利 用 や こ れ を 用 い た 遠 隔 診 断,分 散 フ ァ イ ル 管 理 な どが 可 能 に な る と考 え ら れ て い る.ま た,ユ ー ザ ー の 視 点 か ら は,デ ー タ が 物 理 的 に ど こ に あ る か 意 識 せ ず にFTPな ど の 本 来 の 計 算 に 不 必 要 な 手 続 き を省 略 可 能 な 仮 想 デ ィ ス ク 技 術 や,利 用 に あ た り最 初 の 一 回 の み の 認 証 で 全 て の 資 源 が 利 用 可 能 なSingleSignOnな ど の 技 術 が 利 用 で き る.こ の よ う な グ リ ッ ド技 術 を 用 い る こ と に よ り,研 究 者 は 本 来 の 目 的 で あ る 計 算 ジ ョ ブ の 実 行 に 専 念 で き,ま た 遠 隔 地 に あ る 特 殊 実 験 設 備 を透 過 的 に 利 用 可 能 と な る. Gridを 構i築 す る た め の 技 術 的 な 要 素 と し て,次 の よ う な 要 素 技 術 を 開 発 す る こ
と が 必 要 で あ る. ・ 通 信 ● セ キ ュ リ テ ィ
● 資 源管 理/割 り当て
・ プ ロ グ ラ ミ ン グ 技 術,ラ イ ブ ラ リ ● ア カ ウ ン テ ィ ン グ ● デ ー タ 整 合 性・ 障 害対 応
こ れ ら の 要 素 技 術 を 統 合 的 し,透 過 的 な 計 算 機 環 境 を構 築 す る た め のGlobusTool Kit[3],遠 隔 の 大 規 模 計 算 機 を 結 合 す る た め のStampi[4]や 遠 隔 計 算 機 に ジ ョ ブ の 一 部 を 分 担 さ せ る た め のNinf -G[5]な ど の 研 究 が な さ れ て き た. 2.2Gridの 利 点 次 に,Gridを 導 入 し た 場 合 の ユ ー ザ ー の 利 点 を 挙 げ る.・ 非常 に大 きな計算 機 資源 が利 用 で きる
Gridに 超並 列計 算機 と講座 の計算 機(1ss5な ど)を 組 み込 んでい る場 合,ユ ー
ザ ーが利用 で きる計 算機 資源 の総計 は,「セ ン ターの超並列 計算機+全 講 座 の
計算 機」 とな る.講 座 の計算 機 は,利 用 す るユ ーザ ーが 限 られ てい る.つ
ま
り,講 座 の計算 機1つ
に限れ ば 占有 で きるが,他
の講座 の計算 機 は例 え空 い
て いて も利 用 す る こ とはで きない.Gridに
組み込 んでい れば,利 用 され てい
ない(loadが 低 い)他 の計算 機 が利 用 で きる ようにな り,計 算機資 源 の効 率 的
利 用 が 可能 に な る.
・ 個 別 の 機 器 にloginす る こ と な く,一 括 し て ジ ョ ブ 管 理 が 可 能 通 常 の ジ ョ ブ 管 理 で は,各 計 算 機 にrloginし て ジ ョ ブ の 実 行 状 況 を モ ニ タ す る こ と が 多 く な さ れ て き た.グ リ ッ ドイ ン タ ー フ ェ ー ス を 用 い る と,実 際 に ジ ョブ が ど の 計 算 機 で 実 行 さ れ て い る か に か か わ ら ず,一 つ の イ ン タ ー フ ェ0 ス を 通 し て 管 理 で き る の で,管 理 が 容 易 に な る.-一
・計 算 機 を個別 に選 択 す る必 要 が ない通常 の ジ ョブ投 入 で は,ジ
ョブ投 入前 に
計 算 機 のCPU能
力 や負 荷 状 況 を確認 して,実 行 す る計 算機 を人 間が 選択 し
てい る.グ
リ ッ ド環境 下 で は,グ
リ ッ ドイ ンター フェース を通 して ジ ョブ を
投 入す れ ば,シ
ス テムがCPU能
力 や負 荷 を計算 し,最
も適切 な計 算 機 を自
動 的 に選 択 してジ ョブ を投 入 す る.ジ
ョブ投 入 にかか る手 間の軽減 と効率 化
につ なが る.
・ 分散 ファイル管理が 容易学外 の計算機 や,学 内の シス テムで もロー カルな ファ
イル を利用 す る場合,事
前 にFTPな
どで フ ァイル を転 送 し,処 理 後 に結 果
を再度転 送 してい た.グ
リッ ド環境 が提供 す る分散 フ ァイル管理 を用 いれ ば,
これ らの ファイル管 理 を統 一的 に扱 うこ とが で きる.
・ 学 外 の 大 型 計 算 機 の 利 用 の 容 易 化 学 外 の 計 算 機 を利 用 す る た め に は,事 前 の 利 用 申 請 な ど の 繁 雑 な 手 続 き が 必 要 で あ っ た り,学 内 と は 異 な る ア カ ウ ン ト で 利 用 す る 必 要 が あ っ た.学 外 と提 携 し た グ リ ッ ド環 境 が 用 意 で き れ ば,個 別 の 利 用 申 請 を す る こ と な く,学 外 の 巨 大 な 計 算 機 資 源 を利 用 す る こ と が で き る.ま た,ア カ ウ ン トに つ い て も,グ リ ッ ドア カ ウ ン トへ のSignInを 行 な う こ と に よ り,各 サ イ ト ご と に 異 な る ア カ ウ ン ト と し てloginす る こ と な く, そ れ ぞ れ の サ イ トの 計 算 機 を 利 用 で き る.3Gridに
関 す る研 究 開 発
3.1研 究 開 発 の 動 向 Gridに 関 し て,グ リ ッ ド環 境 を 構 築 す る た め の ミ ド ル ウ ェ ア,遠 隔 地 の 計 算 機 と協 調 処 理 を す る ツ ー ル ラ イ ブ ラ リ,セ キ ュ リ テ ィ や 分 散 デ0タ の 管 理 技 術,さ ら に,Gridを 応 用 した ア プ リ ケ ー シ ョ ン な ど さ ま ざ ま な 研 究 開 発 が 行 な わ れ て い る. 本 章 で は,こ れ ら の 代 表 的 な研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク トに つ い て 概 要 を 紹 介 す る. 3.2GlobusToolKit GlobusToolKit[3]は,グ リ ッ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ の た め の 基 盤 ソ フ ト ウ ェ ア と し て 開 発 さ れ,様 々 な 計 算 機 上 に 移 植 さ れ て い る.GlobusToolKitの 主 な 機 能 と し て, Security,InformationInfrastructure,ResourceManagement,DataManagement, Communication,FaultDetection,Portabilityが 挙 げ ら れ る.認 証 機 構 と し て は, 公 開 鍵 暗 号 を 用 い て お り,X.509証 明 書 お よ びSSLプ ロ ト コ ル に よ る 認 証 を 採 用 して い る.ま た,認 証 サ ー バ 上 にGlobusToolKitIDと ロ ー カ ル ユ ー ザ ー-IDの 対 応 表 を 設 け て お り,利 用 開 始 時 に 一 回 だ け の 証 明 で 済 ま すSingle-SignOnを 実 現 し て い る. 3.3Stampi Stampi[4]は,日 本 原 子 力 研 究 所(原 研)で 開 発 さ れ た 異 機 種 並 列 計 算 ラ イ ブ ラ リ で あ る.特 徴 と し て,並 列 計 算 機[内 外]通 信 で の 通 信 機 構 の 自 動 選 択,ゲ ー トウ ェ イ を介 し た 間 接 通 信 の 実 現,動 的 な プ ロ セ ス 管 理,デ ー タ フ ォ ー マ ッ トの 自 動 変 換, お よ びStampi/Javaの 実 現 が あ る.実 際 にSC2000に お い て,本 学 のT3E-1200E, 原 研 のVPP,独 シ ュ ツ ッ ッ ガ ル ト大,英 マ ン チ ェ ス タ ー 大 のT3Eな ど,日 米 独 英 4ヶ 国6台 の 超 並 列 計 算 機 を 結 合 し,放 射 能 放 出 源 推 定 実 験 を 行 な っ て い る. 3.4Ninf-G Ninf-G[5]は 産 業 総 合 研 究 所 で 開 発 さ れ た ミ ドル ウ ェ ア で あ り,遠 隔 地 の 計 算 機 資 源 や デ ー タ ベ ー ス を 利 用 す る 機 能 を 提 供 し て い る.ク ラ イ ア ン ト/サ ー バ モ デ ル に 基 づ く遠 隔 手 続 き 呼 出 し(RPC)を 用 い て,ユ ー ザ ー は 遠 隔 地 に あ る 高 性 能 計 算 機 や 世 界 中 に 配 置 さ れ た 多 数 のPC群,デ ー タ ベ ー ス な ど の 様 々 な 計 算 機/情 報 資 源 を 利 用 可 能 と し て い る.ま た,プ ロ グ ラ ミ ン グ ・イ ン タ ー フ ェ ー ス と し て,C/C++, Fortran,Java,LispのAPIを 提 供 し,ユ ー ザ ー は 使 い 慣 れ た プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 を 利 用 す る こ と が で き る.Ninf-Gの 特 徴 と し て,ネ ッ トワ ー ク ・プ ロ グ ラ ミ ン グ 部 分 の ア プ リ ケ ー シ ョ ン ・プ ロ グ ラ マ か ら の 隠 蔽 が あ る.つ ま り,サ ー バ と ク ラ イ ア ン ト と の 接 続 の 確 立 や 引 数 情 報 の 交 換 処 理 を 明 示 的 に 指 定 す る 必 要 が な く,ア プ リ ケ ー シ ョ ン ・プ ロ グ ラ マ は,通 常 の 関 数 呼 出 し を,Ninf-Gが 提 供 す る 遠 隔 手 続 き 呼 出 し の た め の ラ イ ブ ラ リ 関 数 に 置 き換 え る だ け で,ネ ッ トワ ー ク ・プ ロ グ ラ ミ ン グ を 意 識 す る こ と な く,遠 隔 地 に あ る 高 性 能 計 算 機 を 容 易 に 利 用 す る こ と が で き る. 3.51TBL ITBL[6]は,科 学 技 術 振 興 事 業 団 お よ び 国 内 の 国 立 研 究 所5機 関 が 有 す る ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ を,SuperSINETな ど の 高 速 ネ ッ トワ ー ク で 結 合 し,大 規 模 計 算 の 共 同 利 用 を 図 る プ ロ ジ ェ ク トで あ る.他 の プ ロ ジ ェ ク トがPCク ラ ス タ な ど を ノ ー ド と して い る の に 対 し,国 立 研 究 所 が 持 つ ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ を タ ー ゲ ッ ト と し て い る と こ ろ が 特 徴 で あ る.原 子 力 研 究 所 お よ び 理 化 学 研 究 所 に よ っ て,遠 隔 ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ を 利 用 す る た め の 共 通 基 盤 技 術 の 開 発 を行 な い,こ れ ら の 機 関 を
含 む 全 て の 機 関 で,ITBLを 用 い た ア プ リ ケ ー シ ョ ン ソ フ トウ ェ ア の 開 発 を行 な っ て い る.既 に 認 証 や デ ー タ交 換 の た め の 基 盤 ソ フ トウ ェ ア と こ れ を 実 現 す る た め の プ ラ ッ トホ ー ム が 構築 さ れ,一 部 で 稼 働 を 開 始 し て い る. 3.6BioGrid BioGrid[2]は,や は り ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ を利 用 した グ リ ッ ド研 究 プ ロ ジ ェ ク トで あ る.ア プ リ ケ ー シ ョ ン と し て バ イ オ イ ン フ ォ マ テ ィッ ク ス を タ ー ゲ ッ ト と し て お り,グ リ ッ ド基 盤 技 術,コ ン ピ ュ0テ ィ ン グ グ リ ッ ド技 術,デ ー タ グ リ ッ ド技 術,オ ン ラ イ ン 解 析 技 術,実 証 技 術 と ビ ジ ネ ス 化 に 取 り組 ん で い る.バ イ オ グ リ ッ ドの 特 徴 は,名 称 が 示 す 通 りバ イ オ イ ン フ ォ マ テ ィッ ク ス 関 連 の ア プ リ ケ ー シ ョ ン のGridへ の 適 用 を 中 心 と して い る と こ ろ に あ る.分 子 動 力 学,量 子 化 学,生 体 組 織 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン,蛋 白 質 立 体 構 造 解 析,分 子 軌 道 法,生 体 高 分 子 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン な ど の 開 発 が 行 な わ れ て い る.
4キ
ャ ンパ ス グ リ ッ ドの 構築 例
4.1キ ャ ン パ ス グ リ ッ ド大 学 内 にあ る主要 な計 算機 シス テ ム をGridの
制御 下 に置 き,大 学規 模 で グ リ ッ
ド環境 を構 築 す る キ ャ ンパ ス グ リ ッ ドが提 案 され,構 築 されつ つあ る.本 章 で は,
現 在 の キ ャ ンパ ス グ リ ッ ドの構築 例 を紹 介 す る.
4.2東 京 工 業 大 学 東 京 工 業 大 学(以 下,東 工 大)で はTitechGridと 呼 ば れ る キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドが 提 案 さ れ,整 備 さ れ つ つ あ る[7].目 標 は,PCク ラ ス タ に よ るCommodityGridを 構 築 す る こ と に よ る,計 算 機 資 源 の コ ス トパ フ ォ ー マ ン ス の 大 幅 な 改 善 で あ る.計 画 で は,従 来 型 の ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ が テ ラ フ ロ ッ プ ス 当 り2G円 ∼5G円 で あ る の に 対 し,CommodityGridを 用 い る こ と に よ り,テ ラ フ ロ ッ プ ス 当 り50M円 を 目 指 して い る. 東 工 大 の グ リ ッ ド コ ン ピ ュ0テ ィ ン グ 環 境 は,学 術 国 際 情 報 セ ン タ ー(GSIC)の 大 規 模PCク ラ ス タ を 中 心 に,キ ャ ン パ ス 内 の サ テ ラ イ トや 各 専 攻 に 分 散 し たPC 群 を,高 速 学 内 ネ ッ トワ ー ク で あ るSuperTITANETで 接 続 す る も の で あ る.構 成 は,GSIC内 に256プ ロ セ ッ サ か ら成 るPCク ラ ス タ を2台 有 し て お り,こ れ が TitechGridの 中 心 と な る.各 サ テ ラ イ ト内 に は24プ ロ セ ッ サ 構1成 の ク ラ ス タ をコ
有 し,こ れ ら が14台 設 置 さ れ 主 要 な 計 算 機 資 源 を 提 供 し て い る.こ の 他,協 力 専 攻 内 か らPC群 を 組 み 込 み,キ ャ ン パ ス 全 体 で800プ ロ セ ッ サ 以 上,容 量 と し て 3.3TByteの 計 算 機 資 源 を 有 し て い る.Gridの ミ ド ル ウ ェ ア と し て,GlobusTool Kit,Condor,Ninf-Gを 計 画 し て い る 模 様 で あ る. こ れ ら の 計 算 機 群 は,学 内 の 新 ギ ガ ビ ッ トネ ッ トワ ー ク で あ るSuperTITANET で 接 続 さ れ る.学 外 接 続 は,SuperSINETを 経 由 し,サ ン デ ィ エ ゴ ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ セ ン タ ー や 産 総 研 グ リ ッ ド研 究 セ ン タ ー と の 相 互 接 続 が 考 え ら れ て い る.物 理 的 な 配 置 は,2つ の キ ャ ンパ ス 内 の15箇 所 に ま た が る,広 域 な エ リ ア を カ バ0し て い る. 4.3UniversityofHouston ヒ ュ ー ス トン 大 学 のGrid環 境[8]は,複 数 の 管 理 ドメ イ ン に 分 割 さ れ,そ れ ぞ れ の ドメ イ ン は 複 数 の ク ラ ス タ か ら 成 っ て い る.ド メ イ ン 間 を 接 続 す る ネ ッ トワ ー ク は,最 近9百 万 ドル 以 上 の 予 算 を 掛 け,大 幅 に ア ッ プ グ レ ー ド し た.SunGrid Engineを そ れ ぞ れ の ドメ イ ン 内 で の 資 源 管 理 の た め の ソ フ トウ ェ ア と して 採 用 して い る.独 自 開 発 のEZGridは,globusを 基 礎 と し て 開 発 さ れ,認 証 イ ン タ ー フ ェ ー ス,資 源 管 理 の 機 能 を提 供 し,ジ ョ ブ の ス ケ ジ ュ ー リ ン グ や,GridEngineを 通 し た ジ ョ ブ の 投 入 を行 な う. 主 要 な ド メ イ ン と し て,次 の 組 織 の 計 算 機 を 結 合 し て い る. ・HPCに 主 計 算 ク ラ ス タ を 配 置 す る. ●AGLは,GibabitEthernet接 続 さ れ た,48ノ ー ドのPentiumIIILinuxPC ク ラ ス タ と,25台 のSparcワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を 有 し て い る.こ れ ら は 教 育 と 研 究 に 利 用 さ れ て い る マ シ ン で あ る. ・ 機 械 工 学 科 は,Myrinetで 接 続 さ れ た16台 のPentiumIIIの デ ュ ア ル プ ロ セ ッ サ を 接 続 す る. ・ 計 算 機 科 学 科 は,4CPUのSunEnterprise450,50ノ ー ド のSunCluster,お よ び 他 のLinux-PCを 接 続 す る. 現 在 構 築 途 中 に あ り,当 面 の 間,管 理 ツ ー ル,資 源 管 理 ッ ー ル,監 視 と 分 析 ッ0 ル な ど の グ リ ッ ド ミ ドル ウ ェ ア を イ ン ス トー ル が 進 行 す る.ま た,粉 体 力 学,機 械 工 学,バ イ オ 関 連 の ア プ リ ケ ー シ ョ ン ソ フ トウ ェ ア の 開 発 や 評 価 が 予 定 さ れ て い る.
一
4.4UniversityofFlorida フ ロ リ ダ大 学 で は,ワ イ ヤ レ ス ・キ ャ ンパ ス グ リ ッ ド を 開 発 し て い る[9].移 動 型 デ ー タ ベ ー ス の ア ク セ ス と 処 理,移 動 型 ネ ッ トワ ー ク,移 動 型 協 調 処 理,移 動 型 商 取 引,ウ エ ア ラ ブ ル コ ン ピ ュ ー テ ィ グ な どが 研 究 課 題 で あ る.ノ ー トPCをGrid の ノ ー ド と見 立 て,ワ イ ヤ レ ス 環 境 下 で の シ ー ム レ ス な 処 理 の 継 続 が 課 題 で あ る.5本
学 の取 り組 み
5.1本 学 の 特 徴 本 学 情 報 科 学 セ ン タ ー は,強 力 な 超 並 列 計 算 機 を 有 し,ま た 各 ユ ー ザ ー の 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を 本 セ ン タ ー が 直 接 管 理 し て い る た め,グ リ ッ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ を効 率 的 に 利 用 で き る 環 境 が 整 っ て い る と 言 え る.他 の 組 織 等 で は 多 数 の PCを 有 し て い て も,こ れ ら の 管 理 部 局 が ば ら ば ら で あ る た め,効 率 的 に 利 用 す る た め に は,グ リ ッ ド環 境 を 構 築 す る 以 外 に,組 織 間 の 良 好 な 関 係 を 築 い た り,様 々 な 種 類 や 管 理 ポ リ シ ー の 計 算 機 資 源 を 統 一 的 に 扱 う た め の 仕 組 み の 構 築 が 不 可 欠 で あ る.こ れ に 対 し て,本 セ ン タ ー で は,超 並 列 計 算 機 を グ リ ッ ド環 境 の 核 と し て 利 用 可 能 で あ り,学 生 や 教 職 員 の た め の 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を セ ン タ ー で 調 達 ・ 管 理 し て い る た め,管 理 ポ リ シ ー の 統 一,計 算 機 の 種 類 の 絞 り込 み,お よ び ソ フ ト ウ ェ ア の イ ン ス トー ル 等 が 一 元 管 理 で き る利 点 が あ る. 5.2計 算 機 資 源 情 報 科 学 セ ン タ ー が 管 理 し て い る 機 材 の う ち,Gridに 適 合 す る も の と し て,超 並 列 計 算 機 シ ス テ ム,計 算 用 途 向 け ロ ー カ ル サ ー ビ ス シ ス テ ム(LSS)5,お よ び 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン 群 が あ る.超 並 列 計 算 機 シ ス テ ム は,CrayT3E-1200E(128CPU), IBMSP/2(288CPU),SunFire15k(32CPU),お よ びPC-Linuxク ラ ス タ シ ス テ ム(32CPU)が あ る.一 方,各 講…座 の フ ロ ア に 配 布 す る マ シ ン と し て,LSS5(Sun Enterprise250)や 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン シ ス テ ム(SunUltra5,Blade100,等)が あ り,こ れ ら は1つ1つ は 単 一CPUシ ス テ ム で あ る が,台 数 が 非 常 に 多 い.こ の う ち,LSS5は,各 フ ロ ア に は 配 布 し て い る も の の,特 定 の ユ ー ザ ー が 利 用 す る も の で は な い.こ の た め,フ ロ ア の ユ ー ザ ー か ら 見 る と,Gridに 組 み 入 れ る こ と に よ っ て,自 分 の フ ロ ア が 占 有 し て 利 用 で き な く な る代 わ り に,必 要 時 に 他 の フ ロ ア のLSSを 含 む 大 容 量 の グ リ ッ ド環 境 を 手 に 入 れ る こ とが 可 能 と な る.フ ロ ア の 管 理 方 針 に 合 致 す れ ば,強 力 な 計 算 資 源 提 供 の 手 段 と な る.個 人 用 の 常 用 ワ ー ク ス テ ー一
シ ョン群 は,各 ユ ーザ ーが 占有使 用 してい るの で,原 則 的 には グ リッ ド環境 に組 み
込 む こ とは適 さない.し か しなが ら,休 日や夜 間な ど,時 間帯 を限 れば利 用 可 能 な
計 算機 資源 であ る.台 数が非 常 に多 いので,利 用方法 に よって は非 常 に高 い計算 能
力 を提 供 で きる.
5.3Grid用 ミ ドル ウ ェ ァ グ リ ッ ド用 ミ ドル ウ ェ ア と し て,先 に 挙 げ たGlobusToolKitやNinf-Gを 始 め と し て,大 学 ・研 究 所 や 産 業 界 か ら様 々 な も の が 提 供 さ れ て い る.こ の 中 で,本 学 で 利 用 可 能 か つ 有 用 な も の と し て,GlobusToolKit[3]お よ びSunONEGrid Engine[10]が 挙 げ ら れ る. 5.3.1GlobusToolKit GlobusToolKitは,グ リ ッ ド環 境 下 の 計 算 機 資 源 の 管 理,ユ ー ザ ー 認 証,ジ ョ ブ 管 理 な ど を 行 な う ミ ド ル ウ ェ ア で あ る.現 在 の 最 新 バ ー ジ ョ ン は,Ver.2.21で あ り,IRIX6.5,Solaris8,Linux,AIX5.1等 が 対 応 プ ラ ッ トホ ー ム と な っ て い る. 本 学 のSolaris8の 計 算 機 は,32CPUか ら 成 るSunFire15k,各 フ ロ ア のLSS5(Enterprise 250)や,多 数 の 個 人 用 常 用 ワ0ク ス テ ー シ ョ ン が あ る.こ れ ら の 殆 ん ど は,ネ ッ トワ ー ク ブ ー ト さ れ て お り,ほ ぼ 同 一 のOSイ メ ー ジ を 有 し て い る.こ の た め,技 術 的 に は こ れ ら の 計 算 機 群 を グ リ ッ ド 環 境 に 組 み 込 む こ と は 容 易 で あ る.AIXに つ い て は,本 学 に は 大 規 模 デ ー タ ベ ー ス 処 理 研 究 用 シ ス テ ム と し て288CPUか ら 成 るSP/2が あ る.し か し な が ら,こ の シ ス テ ム がAIX4.2で 動 作 し て い る の に 対 し, GlobusToolKitが 対 応 す るAIxの バ ー ジ ョ ン が5.1な の で,sP/2上 でGlobus2.2
を 動 作 さ せ る こ と は,多 少 困 難 が 伴 な う.T3E-1200Eに つ い て は,本 学 と メ ー カ ー が 共 同 でGlobusを 移 植 開 発 す る 予 定 で あ る. 情 報 科 学 セ ン タ ー の 取 組 み と し て,SunFire15k上 に ℃GlobusToolKitの 導 入 に 既 に 着 手 し て い る が,諸 問 題 が あ り,ま だ 実 用 サ ー ビ ス に は 至 っ て い な い.Globus ToolKitは,GSI(GridSecurityInfrastracture),GRAM(GridResourceAllocation Management),MDS(MonitoringandDiscoveryService)な ど 様 々 な サ ブ プ ロ グ ラ ム の 集 合 体 で あ り,ユ ー ザ ー や ホ ス ト に 対 す る 認 証 局 や 証 明 書 が 必 要 な,非 常 に 複 雑 な 体 系 と な っ て い る.カ バ ー す る 範 囲 は 幅 広 い が,単 純 に 学 内 グ リ ッ ド環 境(特 に 本 学 の よ う に 同 一 のNIS環 境)下 で 利 用 す る に は,多 少 オ ー バ ー ス ペ ッ ク で あ る 1近 日 中(2003年1月)に バ ー ジ ョ ン3の β 版 が リ リ ー ス 予 定 で あ る .
一
と言 え る.た だ し,広 く普 及 しつ つ あ る ソ フ トウ ェ ア な の で,多 種 類 の 計 算 機 や 他 組 織 の シ ス テ ム と結 合 す る 際 に は,非 常 に 有 用 で あ る と考 え ら れ る. 5.3.2SunONEGridEngine SunONEGridEngine[10]は,サ ン マ イ ク ロ シ ス テ ム ズ 社 の 開 発 に よ る 独 自 の グ リ ッ ド環 境 構 築 ミ ド ル ウ ェ ア で あ る.GlobusToolKitが フ リ ー ソ フ ト ウ ェ ア で あ り,導 入 や 利 用 に か な り の 技 術 レ ベ ル を 要 求 す る の に 対 し,GridEngineは,グ ラ フ ィ ッ ク ユ ー ザ ー イ ン タ ー フ ェ ー ス(GUI)を 持 つ な ど,商 用 ソ フ ト ウ ェ ア と し て の 十 分 な 完 成 度 を 有 し て い る.ま た,GlobusToolKitも サ ポ ー ト し て い る.し か し な が ら,動 作 プ ラ ッ トホ ー ム がSolaris(Sparc/IntelCPU)ま た はLinuxに 限 ら れ て い る 問 題 が あ る2.SunONEGridEngineは,Globusの よ う な 汎 用 の 基 盤 ソ フ ト ウ ェ ア を 目 指 す よ り も,ク ラ ス タ コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ や 並 列 ジ ョ ブ 実 行 な ど, サ イ ト内 の グ リ ッ ド 環 境 の 構 築 を 主 目 的 と し て い る 点 に 特 徴 が あ る. 5.4情 報 科 学 セ ン タ ー の グ リ ッ ド環 境 整 備 計 画 情 報 科 学 セ ン タ ー で は,上 記 の よ う な ソ フ ト ウ ェ ア の 状 況 を 踏 ま え,広 域 か つ 幅 広 い プ ラ ッ トホ ー ム に 対 応 す る た め にGlobusToolKit,セ ン タ ー が 有 す る 多 数 の Solarisマ シ ン を 簡 便 に 利 用 す る た め にSunONEGridEngineを 利 用 す る 方 針 で あ る.SunONEGridEngineはGlobusを サ ポ ー ト し て お り,両 者 は 乗 り入 れ 可 能 だ と考 え て い る. GlobusToolKitは,セ ン タ ー が 独 自 に 各 機 器 に イ ン ス トー ル す る 必 要 が あ る. SunFire15kに つ い て は,現 在 作 業 に 取 り組 ん で お り,サ ー ビ ス 提 供 に 必 要 な 知 見 を 得 つ つ あ る.128CPUか ら 成 るT3E-1200Eシ ス テ ム は,現 在GlobusToolKitの 対 応 プ ラ ッ トホ ー ム に は 含 ま れ て い な い が,本 学 と ベ ン ダ ー 側 の 協 力 に よ り,Globus 2.2を 移 植 で き る 見 込 み で あ る.こ の 他,本 セ ン タ ー が 提 供 す る32CPUのPCク ラ ス タ シ ス テ ム の 他,学 内 の 研 究 室 所 属 の 複 数 のLinuxク ラ ス タ シ ス テ ム が あ る.こ れ ら に つ い て も,各 講 座 と協 議 し な が ら,GlobusToolKitを 導 入 し,各 シ ス テ ム 間 で の 計 算 機 資 源 の 効 率 的 利 用 を 行 な い た い と 考 え て い る. SunONEGridEngineは,商 用 ソ フ トウ ェ ア で あ り,稼 働 プ ラ ッ トホ ー ム がSolaris とLinUXに 限 ら れ る 問 題 が あ る も の の,グ ラ フ ィッ ク ユ ー ザ ー イ ン タ ー フ ェ ー ス を 有 し,GlobusToolKitに 比 べ て 簡 便 な 利 用 が 可 能 で あ る特 徴 が あ る.図1に,ジ ョ 2WhitePaperに はAIXやHP-UXな ど も サ ポ ー ト さ れ る と の 記 述 が あ る が ,現 段 階 で 供 給 さ れ る バ イ ナ リ はSolarisとLinuxの み で あ る.鯉
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図1:SunGridEngineの ジ ョ ブ 投 入 画 面 ブ 投 入 画 面 を 示 す.本 学 情 報 環 境 に はSolarisをOSと す る 機 器 が 多 数 有 し て お り, 台 数 ベ ー ス で は 強 力 な 計 算 能 力 を 有 し て い る. 表1に,情 報 科 学 セ ン タ0の 現 有 計 算 機 資 源 と,こ れ ら の ミ ドル ウ ェ ア の 対 応 状 況 を 示 す.以 上 の2つ の ミ ドル ウ ェ ア の 特 徴 を 利 用 し,こ れ ら を 次 の よ う に 目 的 別 に 分 け て 利 用 す る. GlobusTaolKit(GTK) 広 範 で 強 力 な グ リ ッ ド環 境 を ユ ー ザ0に 提 供 す る.カ バ ー で き る プ ラ ッ トホ ー ム がSolarisを 含 め て 多 種 類 に わ た り,多 く の 計 算 機 資 源 を 組 み 込 む こ と が 可 能 で あ る.ま た,広 く 用 い られ て い る た め,他 組 織 と 結 合 す る 場 合 に は 非 常 に 有 用 で あ る.問 題 点 と し て,利 用 は 必 ず し も 簡 便 で は な い. SunONEGridEngine(SGE) 使 い 易 い グ リ ッ ド環 境 を 提 供 す る.グ ラ フ ィッ ク ユ ー ザ ー イ ン タ ー フ ェ ー ス を 用 い た 簡 便 な ジ ョ ブ 投 入 や 管 理 が 可 能 で あ り,均 一 な 環 境 下 で,ユ ー ザ ー に 使 い 易 い グ リ ッ ド環 境 を 提 供 で き る.Solaris,Linuxシ ス テ ム の み の イ ン ス トー ル と な る た め,組 み 込 む シ ス テ ム は 限 定 さ れ る.し か し な が ら,本 学 は 多 数 のSolarisシ ス テ ム を 有 し て い る の で,対 応 プ ラ ッ トホ ー ム の 少 な さ は 深 刻 な 問 題 で は な い.CrauT3E-1200E
IBMSP/2
SunFire15k lss5 LinuxCluster計算能力
128CPU 288CPU 32CPU many(協 力 講 座 と 共 有) 32CPU,学 内 に 他 の シ ス テ ム 有 GTKSGE開発予定
D
O
O
O
×
×
○
○
○
表1:情 報 科 学 セ ン タ ー の 計 算 資 源 と グ リ ッ ド ミ ドル ウ ェ ア の 対 応 状 況 こ の 他,日 本 原 子 力 研 究 所 等 で 開 発 さ れ たStampiな ど,研 究 ベ ー ス の グ リ ッ ドイ ン フ ラ ス トラ ク チ ャ の 整 備,SuperSINETやITBLに も接 続 ・参 加 す る 計 画 で あ る. 5.5研 究 開 発 課 題 5。5.1本 学 情 報 環 境 の 特 徴 と課 題 本 学 情 報 環 境 シ ス テ ム に は,超 並 列 計 算 機 や 多 数 の サ ー バ の 他,一 千 台 を 超 え る 個 人 用 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン が あ り,個 人 用 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン の み で 1TFLOPS以 上 の 計 算 資 源 を 有 し て い る.し か し な が ら,実 用 的 な キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドが 構 築 で き た と し て も,量 と し て 膨 大 な 計 算 資 源 で あ る 個 人 用 シ ス テ ム を グ リ ッ ド環 境 に 組 み 込 む こ と は 難 し い と 予 想 さ れ る.実 際,東 京 工 業 大 学 のTitech Gridに お い て も,専 用 の 計 算 機 を 主 な 構 成 要 素 と し,Gridが 本 来 目 指 す 広 範 な 計 算 機 ノ ー ドを 組 み 込 ま な い,実 験 的 シ ス テ ム に 留 ま っ て い る.キ ャ ン パ ス グ リ ッ ド を 真 に 実 用 シ ス テ ム と す る た め に は,エ ン ドユ ー ザ ー が 抵 抗 な く,グ リ ッ ド環 境 に 自 分 の ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を 組 み 込 む こ と が で き る た め の 仕 組 み が 不 可 欠 で あ る. 個 人 用 の ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を グ リ ッ ド環 境 に 組 み 込 む こ と の 抵 抗 感 の 原 因 と し て,メ モ リ 負 荷 が 原 因 の 応 答 速 度 の 低 下 と,自 分 の 制 御 下 に な い 他 人 の ジ ョ ブ が 自 分 の シ ス テ ム で 動 く こ と に よ る,不 自 由 さ,不 安 さ が 主 な 原 因 で あ る と 考 え ら れ る.そ こ で,本 学 の キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドに 適 し た 技 術 開 発 と し て,メ モ リ 管 理 機 構 と ポ リ シ ーGridを 中 心 に 開 発 す る. 5.5.2グ リ ッ ドジ ョ ブ を 分 離 す る メ モ リ管 理 機 構 会 話 型 処 理 を 行 な っ て い る ユ ー ザ ー 向 け ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を グ リ ッ ド環 境 に 組 み 込 め な い 理 由 の 一 つ と し て,バ ッ ク グ ラ ウ ン ドで 実 行 す る グ リ ッ ドジ ョブ が 原 因コ と な る,会 話 型 ジ ョ ブ の 応 答 速 度 の 低 下 が 考 え ら れ る.具 体 例 を あ げ る と,エ デ ィ タ を利 用 し て い る 場 合,ユ0ザ0が し ば し ば 考 え 込 む た め,CPU負 荷 は 非 常 に 低 い.こ の 低 負 荷 を利 用 す る た め,グ リ ッ ド ジ ョ ブ を 実 行 す る と,エ デ ィ タ の ル ー チ ンが 主 記 憶 か ら ス ワ ッ プ ア ウ ト さ れ,主 記 憶 は グ リ ッ ド ジ ョ ブ に よ っ て 占 め ら れ て し ま う.ユ ー ザ0が 次 に 打 鍵 し た 瞬 間,一 旦 ス ワ ッ プ ア ウ ト さ れ た ル ー チ ン が ス ワ ッ プ イ ン さ れ て か ら エ デ ィッ ト処 理 が 再 開 さ れ る た め,ユ ー ザ ー か ら見 て カ ー ソ ル 移 動 な ど が 遅 く感 じ ら れ る. 背 後 に あ る グ リ ッ ドジ ョブ を ユ ー ザ ー に 感 じ さ せ な い た め に は,グ リ ッ ドジ ョブ が 主 記 憶 を使 い す ぎ,会 話 型 ジ ョブ を ス ワ ッ プ ア ウ し な い た め の,歯 止 め の 仕 組 み を 設 け れ ば 良 い.実 装 と して,メ モ リ管 理 の た め の デ ー モ ン を 実 行 す る 方 法,カ ー ネ ル の メ モ リ 管 理 機 構 に 変 更 を 加 え る 方 法 な ど が 考 え ら れ る が,グ リ ッ ドジ ョ ブ と 会 話 型 ジ ョ ブ を 分 離 し,グ リ ッ ドジ ョ ブ が ユ ー ザ ー ジ ョ ブ を ス ワ ッ プ ア ウ ト し な い 機 構 の 開 発 に 取 り組 む. 開 発 し た メ モ リ管 理 機 構 を,学 内 の 個 人 用 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン に適 用 し,ユ ー ザ ー に対 す る 応 答 速 度 な ど を 評 価 す る.実 用 上 十 分 な 応 答 速 度 を 得 る こ と が で き れ ば,学 内 全 体 の 個 人 用 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドに 組 み 込 み, 1千 台 以 上,1TeraFLOPS以 上 の キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドの 構 築 を 目 指 す. 5.5.3ポ リ シ ーGrid 個 人 用 常 用 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を グ リ ッ ド環 境 に 組 み 込 む こ と に 対 す る 抵 抗 感 の 別 の 原 因 と し て,自 分 の ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン で 実 行 さ れ る 他 人 の グ リ ッ ドジ ョブ を 自 由 に 制 御 で き な い 不 自 由 さ,不 安 さ が 考 え ら れ る.こ の 結 果,グ リ ッ ド ジ ョブ を 実 行 す る ユ ー ザ ー と 計 算 機 を 提 供 す る ユ ー ザ ー 間 で,意 思 疎 通 が あ る 範 囲 で し か, 安 心 し て グ リ ッ ド環 境 を構 築 で き な い.グ リ ッ ドジ ョ ブ の 範 囲 は 研 究 室 内 に 限 ら れ, キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドの 実 態 は 「研 究 室 内 グ リ ッ ド」 と な っ て し ま う. そ こ で,Gridの 管 理 者 が 実 行 可 能 な ジ ョ ブ を 一 律 に 制 御 す る の で は な く,ユ ー ザ ー 自 身 が 自 ら の ポ リ シ ー に 基 づ い て,実 行 可 能 な ジ ョ ブ を制 御 可 能 な,ポ リ シ ー Gridを 開 発 す る.こ こ で 開 発 す べ き こ と は,グ リ ッ ド ジ ョ ブ の 発 信 元,ネ ッ ト ワ ー ク トラ フ ィッ ク な ど の 利 用 可 能 な 資 源,自 己 の シ ス テ ム か ら ア ク セ ス で き る 他 シ ス テ ム の 資 源 な ど,計 算 機 の 提 供 元 の ユ ー ザ ー が ポ リ シ ー を 自 由 に 定 め る こ と が で き,こ の ポ リ シ ー を グ リ ッ ドジ ョ ブ に 適 用 可 能 と す る た め の 仕 組 み で あ る. 更 に,課 金 シ ス テ ム に つ い て も取 り組 む.現 在 のGridへ の 計 算 機 の 提 供 はGive&Take の 関 係 で あ る が,研 究 科 や 研 究 室 が 有 す るPCク ラ ス タ な ど の 計 算 機 資 源 を キ ャ ン
コ パ ス グ リ ッ ドに 積 極 的 に 組 み 込 む た め に は,計 算 機 の 提 供 元 に 何 ら か の フ ィ ー ド バ ッ ク が 必 要 で あ る.適 切 な フ ィ ー ドバ ッ ク が 成 さ れ る な ら ば,一 層 広 範 な 計 算 機 を キ ャ ン パ ス グ リ ッ ドに 組 み 込 む こ と が で き,真 の 意 味 で のJAIST全 体 が 一 つ の 巨 大 な 仮 想 計 算 機 と な る. こ れ ら の 研 究 開 発 を 通 し て,自 分 の ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン をGridに 組 み 込 み た く な る た め の 仕 組 み の 確 立 を 目 指 す.
