電子情報通信学会ワードテンプレート (タイトル)

DEIM Forum 2012 C5-2

様々な計算リソースに対応した

プロビジョニングシステムの開発

湯原 基貴

†

佐藤 賢一

‡

林 秀樹

‡

†NTT 情報流通プラットフォーム研究所 〒180-8585 東京都武蔵野市緑町 3-9-11

E-mail: {yuhara.motoki,s.kenichi,hayashi.hideki}@lab.ntt.co.jp

あらまし クラウドの特徴である「On-demand self-service」を実現するため、クラウド基盤には、ユーザからの

要求に応じて計算リソースを構築するプロビジョニングシステムが付随する。クラウドには IaaS、PaaS、SaaS など

の様々なレイヤでのサービスが存在し、それぞれ扱う計算リソースが異なるため個別にプロビジョニングシステム

を開発しなければならなかった。そこで我々は、計算リソースのライフサイクルは限定された定型的な動作で表現

することが可能であるとの解説を立て、この仮説に基づいたプロビジョニングシステムの開発を行った。本プロビ

ジョニングシステムでは計算リソースを 4 つの定型動作をもつ資源という抽象的な存在に変換して取り扱うことで、

システムのコア部分を変更することなく異なる計算リソースをプロビジョニングする。本稿では資源という概念と

開発したプロビジョニングシステムの効果について報告する。

キーワード クラウドコンピューティング、プロビジョニングシステム、資源

Keyword Clould Computing, Provisioning System, Resource

1. ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ

ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ （ 以 下 、 ク ラ ウ ド ） と は ネ ッ ト ワ ー ク 経 由 で 計 算 リ ソ ー ス を 使 用 す る サ ー ビ ス の こ と を 示 す 。ク ラ ウ ド の 発 展 は 著 し く 、2010 年の 市 場 規 模 は 約 450 億円 に達 してい る [1]。 ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ の 特 徴 と し て 「 On-demand self-service」 があ る。 これ はサ ービ スプ ロ バ イ ダ に 依 存 す る こ と な く 、 ユ ー ザ が 必 要 に 応 じ て 自 分 自 身 が 利 用 す る た め の 計 算 リ ソ ー ス を ク ラ ウ ド か ら 借 り 出 せ る こ と を 示 す [2]。サ ーバや スト レー ジを自 前 で 用 意 す る 従 来 の 方 式 と 比 較 し て 、 ユ ー ザ は 設 備 投 資 の リ ス ク を 軽 減（ CAPEX から OPEX へ）でき るメリ ッ ト が あ る 。 こ の 「 On-demand self-service」 を実 現す るた め、 ク ラ ウ ド 基 盤 で は 計 算 リ ソ ー ス の 元 と な る 具 体 的 な 実 機 器 や ソ フ ト ウ ェ ア を 制 御 す る 機 能 群 だ け で な く 、 ユ ー ザ に 対 し て 適 切 に 計 算 リ ソ ー ス を 提 供 で き る よ う 運 転 管 理 す る 機 能 群 も 合 わ せ て 提 供 さ れ て い る 。 我 々 の 研 究 チ ー ム で は 前 者 の 機 能 群 を 実 行 系 、 後 者 の 機 能 群 を 管 理 系 と 呼 称 し て い る 。 本 稿 に お い て も こ れ ら の 用 語 を 用 い る （ 図 1）。 ク ラ ウ ド 管 理 系 に は 3 つの 大きな 機能 があ り、プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ と は ユ ー ザ の リ ク エ ス ト に 応 じ て 貸 し 出 す 計 算 リ ソ ー ス を 構 築 す る 機 能 で あ る 。 モ ニ タ リ ン グ は 貸 し 出 し た 計 算 リ ソ ー ス の 利 用 状 況 や 死 活 を 監 視 す る 機 能 で あ る 。 キ ャ パ シ テ ィ ・ プ ラ ン ニ ン グ は 計 算 リ ソ ー ス の 利 用 状 況 な ど か ら ユ ー ザ に 必 要 な 計 算 リ ソ ー ス を 見 積 も る 機 能 で あ る 。 本 研 究 で は 「 On-demand self-service」 に お い て も っ と も 重 要 な 機 能 で あ る こ と か ら プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム に 着 目 す る 。 ク ラ ウ ド 実 行 系 に は 利 用 者 に 対 し て 計 算 リ ソ ー ス を 提 供 す る た め の 実 機 器 （ サ ー バ や ス ト レ ー ジ な ど ） や ソ フ ト ウ ェ ア （ 仮 想 化 ソ フ ト ウ ェ ア ） な ど が 存 在 す る 。

1.1. クラウドのサービス形 態

ク ラ ウ ド に は 様 々 な 種 別 が 存 在 す る 。 こ こ で は サ ー ビ ス 形 態 と サ ー ビ ス レ イ ヤ の 観 点 か ら ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ の 種 別 を 整 理 す る 。

1.2. サービス形 態の観 点 からみたクラウドの種 別

ク ラ ウ ド の サ ー ビ ス 形 態 は パ ブ リ ッ ク ク ラ ウ ド と プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド に 分 け ら れ る 。 パ ブ リ ッ ク ク ラ ウ ド は 不 特 定 の 利 用 者 に 対 し て ク ラ ウ ド の サ ー ビ ス を 提 供 す る 形 態 で あ る 。 主 に 一 般 消 費 者 に 対 し て ク ラ ウ 図 1 ク ラウ ド のシ ステ ム構 成

ド サ ー ビ ス を 提 供 す る 際 に 見 ら れ る 形 態 で あ る 。一 方 、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド と は 特 定 の 利 用 者 グ ル ー プ が 自 身 で ク ラ ウ ド 基 盤 を 保 有 し 、 グ ル ー プ 内 利 用 者 に 限 定 し て ク ラ ウ ド サ ー ビ ス を 提 供 す る 。 企 業 が 自 社 の 社 員 に 対 し て サ ー ビ ス を 提 供 す る 際 の 形 態 で あ る 。

1.3. サービスレイヤの観 点 からみたクラウドの種 別

提 供 す る 計 算 リ ソ ー ス を 基 準 に サ ー ビ ス レ イ ヤ か ら ク ラ ウ ド を 分 類 す る と 、 ハ ー ド ウ ェ ア を 計 算 リ ソ ー ス の 対 象 と す る の が HaaS（ Hardware as a Service）で あ る 。 こ れ と 同 様 に OS（Operating System）を 対象と す る の が IaaS（ Infrastructure as a Service）、ミド ルウェ ア を 対 象 と す る の が PaaS（Platform as a Service）、ア プ リ ケ ー シ ョ ン を 対 象 と す る の が SaaS（ Software as a Service） で あ る （ 図 2）。 図 2 ク ラウ ド のサ ービ スレ イ ヤと 計算 リソ ー ス

2. 本 研 究 の 目 的

2.1. 本 研 究 のターゲット

パ ブ リ ッ ク ク ラ ウ ド で は IaaS では AmazonEC2[3]、 PaaS で は google app engine[4]な ど 競 合 サ ー ビ ス が 普 及 し て い る 。 一 方 、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド の 分 野 で は 現 段 階 で は 主 要 な サ ー ビ ス プ ロ バ イ ダ は 存 在 し て い な い 。 そ こ で 我 々 は プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド に 対 す る ク ラ ウ ド 基 盤 シ ス テ ム の 提 供 者 と な る こ と を 主 た る 目 的 と し て 、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド の 基 盤 を 構 築 す る た め の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を タ ー ゲ ッ ト と し て 研 究 を 行 う こ と と し た 。

2.2. プライベートクラ ウドに おけるプロ ビジョニングシ

ステムの課 題

プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド で は ク ラ ウ ド サ ー ビ ス の 利 用 者 自 身 が ク ラ ウ ド 基 盤 を 準 備 す る 必 要 が あ る 。 企 業 で の 利 用 を 考 え る と 、 ソ フ ト ウ ェ ア の 開 発 や 試 験 を 行 う グ ル ー プ で は 開 発 環 境 や 検 証 環 境 を 構 築 す る た め の IaaS や PaaS を 必 要 と す る の に 対 し て 、 人 事 を 担 当 す る グ ル ー プ で は 勤 怠 管 理 サ ー ビ ス を 構 築 す る た め の SaaS が 必 要 と さ れ る な ど 、プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド で は ニ ー ズ に 応 じ て 複 数 の サ ー ビ ス レ イ ヤ の ク ラ ウ ド サ ー ビ ス の 提 供 が 要 求 さ れ る 。 こ れ に 伴 い 、 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム も 複 数 の サ ー ビ ス レ イ ヤ を 横 断 し た 計 算 リ ソ ー ス の 操 作 を 要 求 さ れ る 。

図 3 既 存 の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ステ ム

こ れ に 対 し て 、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド で 利 用 可 能 な 既 存 の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム は 各 サ ー ビ ス レ イ ヤ の 計 算 リ ソ ー ス に 最 適 化 し て 構 築 さ れ て お り 、 1 つの プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム で 複 数 の サ ー ビ ス レ イ ヤ の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ を サ ポ ー ト す る こ と が で き な い 。 図 3 よ り 、OpenStack [5]や abiquo [6]は IaaS 環 境 を 構 築 す る こ と を 目 的 と し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を 持 ち 、 サ ー バ（ 仮 想 マ シ ン ）、ネ ッ ト ワ ー ク を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ の 対 象 と し 、 ソ フ ト ウ ェ ア 実 行 環 境 な ど は 対 象 と し て い な い 。こ れ と は 逆 に Cloud Foundry [7]は PaaS 環境 を 構 築 す る OSS であ り 、ソ フト ウェア 実行 環境 をプ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ の 対 象 と す る が 、 サ ー バ 、 ネ ッ ト ワ ー ク な ど は プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ 対 象 外 で あ る 。 こ の た め 、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド で 新 規 サ ー ビ ス レ イ ヤ の 提 供 が 必 要 と な っ た 場 合 ・ 既 存 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム の 改 修 ・ 新 規 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム の 追 加 構 築 の ど ち ら か が 必 要 と な り 、 迅 速 な サ ー ビ ス 展 開 が で き な い 恐 れ が あ る 。 そ こ で 上 記 の よ う な プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド で の 迅 速 な サ ー ビ ス 展 開 を 行 う た め に 、 本 研 究 で は サ ー ビ ス レ イ ヤ を 横 断 し て 様 々 な 計 算 リ ソ ー ス に 対 応 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム の 開 発 を 目 的 と す る （ 図 4）。 図 4 開 発プ ロ ビジ ョニ ング シ ステ ム

3. 様 々 な 計 算 リ ソ ー ス に 対 応 し た プ ロ ビ ジ ョ

ニ ン グ シ ス テ ム の 開 発

本 研 究 が 目 的 と す る 様 々 な 計 算 リ ソ ー ス に 対 応 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を 実 現 す る に は

・ 任 意 の 計 算 リ ソ ー ス を 操 作 す る 仕 組 み の 他 に 、 ・ 複 数 の 計 算 リ ソ ー ス を 協 調 動 作 さ せ る 仕 組 み が 必 要 不 可 欠 で あ る 。 例 え ば 、 仮 想 マ シ ン を ユ ー ザ に プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ す る こ と を 考 え た と き 、 ま ず ネ ッ ト ワ ー ク か ら IP ア ドレ ス（必 要で あれ ば VLAN も） を ユ ー ザ に 対 し て 払 い 出 し 、当 該 IP ア ドレ スを 仮想マ シ ン に 対 し て 設 定 し て 起 動 し な い と ユ ー ザ が ネ ッ ト ワ ー ク 経 由 で 仮 想 マ シ ン を 利 用 す る こ と が で き な い か ら で あ る 。 各 項 目 に つ い て 本 研 究 で の 実 現 方 式 を 説 明 す る 。

3.1. 検 討 、検 証 の対 象 とする計 算 リソース

本 研 究 は 任 意 の サ ー ビ ス レ イ ヤ の 計 算 リ ソ ー ス を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ の 対 象 と す る こ と が 最 終 的 な 目 標 と な る が 、ス ケ ジ ュ ー ル の 都 合 上 、今 回 は 需 要 が 高 い IaaS と PaaS の計 算リ ソー スに焦 点を 当て て検討 、検 証を行 う こ と と し た 。 IaaS の 具 体 的 な 計 算 リ ソ ー ス は 仮 想 マ シ ン と ネ ッ ト ワ ー ク（ IP ア ドレスや VLANID）であ る。仮想 マシン を ネ ッ ト ワ ー ク 経 由 で 操 作 す る 形 式 の IaaS を 想 定し て い る 。ネ ッ ト ワ ー ク に VLAN を使用 する こと で異な る ユ ー ザ 間 で 仮 想 マ シ ン を 操 作 で き な い よ う 隔 離 性 を 担 保 し て い る 。仮 想 マ シ ン 以 外 に LXC[5]などの Linux コ ン テ ナ な ど を 用 い て IaaS を構 築す る方式 もあ るが、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド に お け る IaaS の 主要 な 使 い方 で あ る 開 発 、 検 証 環 境 の 構 築 で は OS のデ ィス トリビ ュ ー シ ョ ン や バ ー ジ ョ ン も 開 発 シ ス テ ム の 要 件 と し て 指 定 さ れ て い る こ と が 一 般 的 で あ り 、 ゲ ス ト OS がホ ス ト OS に依 存する Linux コンテ ナよ りも ゲスト OS を 任 意 に イ ン ス ト ー ル 可 能 な 仮 想 マ シ ン を 計 算 リ ソ ー ス と 考 え る 方 が 現 実 的 で あ る 。 PaaS で の 具 体 的 な 計 算 リ ソ ー ス は Apache Http Server [9]、Apache Tomcat [10]、PostgreSQL [11]か ら 構 成 さ れ る Web3 層 アプ リケ ーシ ョン実 行 環 境を 対象と す る 。こ の 他 に も 分 散 DB な どを PaaS の計 算リ ソース と し て 扱 う の が 一 般 的 で あ る が 必 要 最 小 限 の ア プ リ ケ ー シ ョ ン 実 行 環 境 を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ で き る 能 力 を 検 証 す る と い う 観 点 か ら 、 Web3 層 ア プリ ケ ー シ ョ ン実 行 環 境 を 対 象 と す る こ と と し た 。

3.2. 任 意 の計 算 リソースを操 作 する仕 組 み

我 々 の 研 究 チ ー ム で は 、 計 算 リ ソ ー ス の ラ イ フ サ イ ク ル は 、プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ と い う 観 点 か ら 考 え た と き 、 ど の よ う な 計 算 リ ソ ー ス で あ っ て も 、表 1 のよ うな定 型 的 な 動 作 を 繰 り 返 す で の は な い か と 仮 定 し た 。 表 1 計 算 リ ソー ス の 定 型動 作 動 作 内 容 割 当 計 算 リ ソ ー ス の 動 作 環 境 を 確 保 す る 起 動 計 算 リ ソ ー ス を ユ ー ザ が 使 用 可 能 な 状 態 に す る 停 止 計 算 リ ソ ー ス を ユ ー ザ が 使 用 不 可 能 な 状 態 に す る 解 放 計 算 リ ソ ー ス の 動 作 環 境 を 解 放 す る 計 算 リ ソ ー ス と し て 仮 想 マ シ ン を 例 に し て 考 え る と 動 作 の 内 容 は 表 2 の よう になる 。表 2 か ら仮 想マシ ン の 作 成 、起 動（ ユ ー ザ の 利 用 開 始 ）、停 止（ ユ ー ザ の 利 用 終 了 ）、仮 想 マ シ ン の 削 除 ま で プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ で 必 要 な 一 連 の 動 作 が 定 義 で き て い る こ と が 分 か る 。 表 2 仮 想 マ シン を対 象 にし た定 型動 作 動 作 内 容 割 当 仮 想 マ シ ン に 割 当 て る た め の （ 物 理 サ ー バ の ）CPU、メ モリ 、デ ィス クを確 保す る 起 動 仮 想 マ シ ン を 起 動 す る 停 止 仮 想 マ シ ン を 停 止 す る 解 放 仮 想 マ シ ン を 削 除 し 、確 保 し て い た CPU、 メ モ リ 、 デ ィ ス ク を 解 放 す る こ の 他 に ネ ッ ト ワ ー ク や ア プ リ ケ ー シ ョ ン サ ー バ に 対 す る 定 型 動 作 と そ の 内 容 を 以 下 に 示 す 。 な お 、 ネ ッ ト ワ ー ク の 実 体 は IP アド レス や VLANID であ るが、 こ こ で は そ れ を 保 有 す る 仮 想 的 な 計 算 リ ソ ー ス と し て 見 做 し 動 作 を 定 義 し て い る 。ネ ッ ト ワ ー ク に 対 し て IP ア ド レ ス や VLNAID を 割り 当て ること はユ ーザ が占有 し て 使 用 で き る VLANID、IP ア ドレス を提 供す ること を 意 味 す る 。 仮 想 マ シ ン に 対 し て 割 り 当 て ら れ た VLANID と IP ア ド レ ス を 設 定 し て 起 動 す る こ と で 、隔 離 性 の あ る ネ ッ ト ワ ー ク に 接 続 さ れ た 仮 想 マ シ ン を 起 動 し 、 利 用 す る こ と が で き る 。 表 3 ネ ッ ト ワー クを 対 象と した 定型 動 作 動 作 内 容 割 当 IP ア ド レ ス 、 VLANID の 割 当 起 動 何 も し な い 停 止 何 も し な い 解 放 IP ア ド レ ス 、 VLANID の 解 放 表 4 ア プ リ ケ ー シ ョ ン サ ー バ を 対 象 と し た 定 型 動 作 動 作 内 容 割 当 AP サ ー バ の イ ン ス ト ー ル 。 AP サ ー バ が 使 用 す る CPU、 メモリ 、デ ィス クの確 保 起 動 AP サ ー バ の 起 動 停 止 AP サ ー バ の 停 止 解 放 AP サ ー バ の ア ン イ ン ス ト ー ル

そ こ で 我 々 の 研 究 チ ー ム で は 、 シ ス テ ム 上 は 定 型 動 作 （ 割 当 、 起 動 、 停 止 、 解 放 ） を も つ 資 源 と い う 抽 象 的 な モ デ ル と し て 計 算 リ ソ ー ス を 扱 い 、 ユ ー ザ が 資 源 を 操 作 す る と 、 資 源 と 対 応 す る 計 算 リ ソ ー ス の 具 体 的 な 処 理 に 変 換 し て 計 算 リ ソ ー ス を 操 作 す る プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム の ア ー キ テ ク チ ャ を 考 案 し た（ エ ラ ー ! 参 照 元 が 見 つ か り ま せ ん 。）。 角 丸 四 角 で 囲 っ た 資 源 （ 例 ： 仮 想 マ シ ン 資 源 ） は メ モ リ 上 に 存 在 す る 論 理 的 な 情 報 で あ り 、 各 計 算 リ ソ ー ス と 対 応 す る よ う カ ス タ マ イ ズ さ れ た 資 源 で あ る 。 資 源 は 先 ほ ど 説 明 し た 4 つの 定型 動作を 資源 が可 能な操 作 と し て も つ 。 こ の 定 型 動 作 を 、 資 源 が 共 通 し て 具 備 す る 操 作 の 意 味 を 込 め て 、 資 源 SPI と 呼称 する。 資 源 の 下 に 位 置 し て い る 資 源 ド ラ イ バ （ 例 ： 資 源 ド ラ イ バ（ 仮 想 マ シ ン ））は 資 源 の 定 型 動 作 を 実 機 器 の 処 理 に 変 換 し 、 実 機 器 の 操 作 を 行 う プ ロ グ ラ ム で あ る 。 仮 想 マ シ ン 資 源 の 起 動 と い う 資 源 SPI が呼 び出 された と き 、 資 源 ド ラ イ バ （ 仮 想 マ シ ン ） は 仮 想 マ シ ン を 起 動 す る と い う 処 理 に 変 換 し て 実 機 器 の 操 作 を 行 う 。 Tomcat 資 源 の 起 動 と い う 資 源 SPI が 呼 び 出 さ れ た と き は 、資 源 ド ラ イ バ（ Tomcat）が Tomcat アプ リケ ーショ ン サ ー バ の 起 動 と い う 処 理 に 変 換 し て 実 機 器 の 操 作 を 行 う 。 こ の よ う に 資 源 ド ラ イ バ で 実 機 器 の 処 理 に 変 換 し て 操 作 を 行 う こ と で 、 資 源 は 計 算 リ ソ ー ス に 依 存 し な い 資 源 SPI の提 供を 可能 にする 。 こ れ ま で に 資 源 SPI とし て提供 され る「資 源の 操作」 に つ い て 説 明 し て き た 。 各 資 源 の 操 作 に お い て ど の よ う な 情 報 を 与 え る べ き か は 計 算 リ ソ ー ス に よ っ て 異 な る 。仮 想 マ シ ン で は 割 当 時 に 仮 想 マ シ ン に 与 え る CPU の コ ア 数 、 メ モ リ ・ デ ィ ス ク 量 を を 必 要 と し 、 Tomcat に お い て は worker ス レ ッド 数 や ポー ト 番 号を 必 要と す る 。 そ こ で 、 資 源 ご と に 資 源 属 性 と い う 形 で 情 報 を 持 つ こ と が で き る よ う に し 、 各 計 算 リ ソ ー ス 固 有 の 情 報 を 資 源 属 性 と い う 形 で 保 持 で き る よ う に し た （ エ ラ ー ! 参 照 元 が 見つ かり ま せん。）。 資 源 定 義 管 理 機 能 と は 資 源 の 雛 形 と な る 情 報 を 管 理 す る 機 能 で あ る 。 資 源 が ど の 資 源 ド ラ イ バ と 対 応 し て い る か 、 資 源 属 性 と し て ど の よ う な 情 報 を 持 っ て い る か を 管 理 し て い る 。 資 源 の 作 成 に お い て 、 資 源 定 義 管 理 の 情 報 を 用 い て 資 源 属 性 を 設 定 す る こ と で 、 計 算 リ ソ ー ス 固 有 の 情 報 を 資 源 に 設 定 す る 。 ま た 、 資 源 の 操 作 時 に は 資 源 ド ラ イ バ に 資 源 属 性 情 報 が 渡 さ れ る 。 資 源 ド ラ イ バ は 資 源 属 性 の 情 報 を 用 い て 実 機 器 を 操 作 す る こ と が で き る 。 ま た 、 資 源 ド ラ イ バ に よ っ て 資 源 属 性 の 情 報 を 更 新 す る こ と が 可 能 で あ る た め 、 実 機 器 の 動 作 結 果 を 資 源 に 反 映 す る こ と が で き る 。

3.3. 複 数 の計 算 リソースを協 調 動 作させる仕 組み

計 算 リ ソ ー ス を 協 調 動 作 さ せ る 必 要 性 を 仮 想 マ シ ン と ネ ッ ト ワ ー ク を 例 に し て 先 ほ ど 説 明 し た 。 あ る 計 算 リ ソ ー ス を 先 に プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ し 、 そ の 情 報 を 用 い て 後 続 の 計 算 リ ソ ー ス を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ す る 関 係 を こ こ で は 計 算 リ ソ ー ス 間 の 依 存 関 係 と 呼 称 す る 。 依 存 関 係 は 仮 想 マ シ ン と ネ ッ ト ワ ー ク だ け で な く 、 Web3 層 ア プ リ ケ ー シ ョ ン 実 行 環 境 を 構 成 す る 計 算 リ ソ ー ス 間 に も 存 在 す る

Apache Tomcat は PostgreSQL から Datasource 設定の た め の IP ア ドレ ス、ポー ト番 号を必 要と する 。Apache Http Server は Apache Tomcat か ら mod_proxy_ajp 設 定 の た め の URL、通信 プロ トコ ルを必 要と する 。従 って、 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ の 順 序 は 、 PostgreSQL 、 Apache Tomcat、Apache Http Server の 順 序 で な け れ ば な ら な い （ 図 7）。 図 7 計 算 リ ソー ス間 の 依存 関係 こ の よ う な プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ を 可 能 と す る た め に 、 本 研 究 に お い て は 、 資 源 間 の 依 存 関 係 を 定 義 し 、 資 源 間 の 情 報 の 授 受 や プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ 順 序 を 決 定 で き る 図 5 資 源 操 作を 対象 と する プロ ビジ ョ ニン グシ ステム 図 6 資 源 属 性の 設定

よ う に し た 。 こ の 定 義 情 報 を 接 続 定 義 と 呼 称 す る 。

3.3.1. 接 続 定 義 に よ る 依 存 関 係 の 注 入

接 続 定 義 は 資 源 ご と に 定 義 を 行 う 。 接 続 定 義 は 資 源 の 依 存 関 係 の 定 義 と 情 報 の 授 受 の 定 義 の 2 つが 定義で き る 。 依 存 関 係 の 定 義 と は 、 定 義 対 象 の 資 源 が 操 作 を 行 う た め に は 依 存 す る X 資 源が どの ような 状 態 にな ってい な け れ ば な ら な い か が 定 義 さ れ て い る 。 資 源 の 操 作 の 際 に は こ の 情 報 を 参 照 す る こ と で 、 依 存 関 係 の あ る 資 源 の 状 態 と 整 合 性 を と り な が ら 資 源 を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ す る こ と が で き る 。 情 報 の 授 受 の 定 義 と は 、 定 義 対 象 の 資 源 と 依 存 関 係 の あ る 資 源 間 で ど の 資 源 属 性 の 情 報 を 与 え る あ る い は 受 け 取 る か 定 義 さ れ て い る 。 こ の 情 報 を 参 照 す る こ と で 定 義 対 象 の 資 源 の 操 作 前 に 依 存 関 係 に あ る 資 源 か ら 情 報 を 設 定 、 取 得 す る こ と が で き る 。 図 8 Apache Tomcat の 接 続 定義 例 図 8 は Apache Tomcat を 対象 とした 接続 定義 の 概要 を 表 し た も の で あ る 。PostgreSQL との 間の 接続 定義を 記 述 し て い る 。 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム 上 は 接 続 定 義 は 接 続 定 義 管 理 機 能 で 管 理 を 行 う 。 上 図 の 接 続 定 義 に つ い て 説 明 す る 。 Tomcat 資 源 は 「 起 動 」 の 操 作 に お い て 自 身 の 資 源 属 性 で あ る 「 PostgreSQL の IP ア ドレ ス」「 PostgreSQL のポ ート番 号 」 に 設 定 さ れ て い る 情 報 を 用 い て 、 Datasource 設定 を 行 い 、 Apache Tomcat の 起動 を行 う 。 PostgreSQL の IP ア ド レ ス 、ポ ー ト 番 号 は 動 的 に 変 化 す る た め 、予 め 設 定 し て お く こ と は で き ず 、起 動 し て い る PostgreSQL 資 源 か ら 取 得 す る 必 要 が あ る 。 そ こ で 、 ま ず 依 存 関 係 の 定 義 と し て「 Tomcat 資 源の 起動の 前には PostgreSQL 資 源 が 起 動 さ れ て い る こ と 」 を 定 義 し て い る 。 こ の 定 義 に よ っ て Tomcat 資源を 起動 する 際に 、既 に起 動して い る PostgreSQL 資源が ある かど うかの 検索 を行 い、起 動 し て い な け れ ば ま ず PostgreSQL 資 源 の 起 動を 行う こ と で 依 存 関 係 の 制 約 を ク リ ア す る 。 次 に Tomcat 資源 を起動 する 前に 、情 報の 授受 の定義 を 参 照 し 、PostgreSQL 資源 の「 IP ア ドレ ス」、「 ポ ー ト 番 号 」 資 源 属 性 か ら 情 報 を 取 得 し 、 Tomcat 資 源 の 「 PostgreSQL の IP ア ドレ ス」「 PostgreSQL のポ ート番 号 」 に 設 定 す る 。 「 情 報 の 授 受 の 定 義 」 で 定 義 さ れ て い る 処 理 が 完 了 し た 後 に 、 Tomcat 資源 の起 動を 行い 、Datasource 設定 を 行 う 。 こ の よ う に 接 続 定 義 に よ っ て 計 算 リ ソ ー ス 間 の 協 調 動 作 が 可 能 と な る 。

4. 開 発 シ ス テ ム の 効 果

本 研 究 に お い て 開 発 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム の 効 果 に つ い て 検 証 す る 。

4.1. プロビジョニングの観 点

こ れ ま で に 、 本 研 究 に お い て 開 発 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム に お い て 、 IaaS で は 、 ・ 仮 想 マ シ ン ・ ネ ッ ト ワ ー ク （ IP アド レス、 VLAN） を 資 源 と し て 扱 い 、 仮 想 マ シ ン 資 源 と ネ ッ ト ワ ー ク 資 源 間 で 適 切 な 接 続 定 義 を 定 義 す る こ と で 、 ネ ッ ト ワ ー ク を 経 由 し て ユ ー ザ が ア ク セ ス 可 能 な 仮 想 マ シ ン 環 境 を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ で き る こ と が 確 か め ら れ て い る 。 ま た 、 PaaS で は、 ・ Apache Http Server ・ Apache Tomcat ・ PostgreSQL

を 資 源 と し て 扱 い 、 Apache Http Server と Apache Tomcat 資 源 間 、Apache Tomcat と PostgreSQL 資 源 間 で 適 切 な 接 続 定 義 を 定 義 す る こ と で 、 Web3 層 ア プ リケ ー シ ョ ン 実 行 環 境 を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ で き る こ と が 確 か め ら れ て い る 。 上 記 の 結 果 か ら 、 本 研 究 で 提 案 し た 資 源 と い う 概 念 を 用 い て 、 従 来 は 同 一 シ ス テ ム 上 で 扱 え な か っ た 、 サ ー ビ ス レ イ ヤ が 異 な る 複 数 の 計 算 リ ソ ー ス を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ 可 能 な プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム が 実 現 可 能 で あ る こ と が 示 せ た 。 SaaS や HaaS の 計 算 リ ソ ー ス は 今 回 は 検 証 対 処 か ら 除 外 し て い る が 、SaaS では アプ リケ ーショ ンを、HaaS で は 物 理 サ ー バ を 資 源 と す る こ と で プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ 可 能 で あ る と 考 え る 。

4.2. 資 源 の追 加 容 易 性

新 規 の 計 算 リ ソ ー ス を 資 源 と し て 追 加 す る に は 、 各 種 定 義 フ ァ イ ル （ 資 源 定 義 、 接 続 定 義 ） を 記 述 し 、 資 源 ド ラ イ バ を 実 装 し て プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム に 組 み 込 む だ け で よ い 。 資 源 ド ラ イ バ の 組 み 込 み は 設 定 フ ァ イ ル の 記 述 だ け で よ く 、 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム

の コ ア 部 分 の 変 更 を 必 要 と し な い た め 、 動 的 に 追 加 可 能 で あ る 。 ま た 、 資 源 の 追 加 に 要 す る 時 間 に つ い て は 、 こ れ ま で の 実 績 か ら 、 操 作 対 象 に 詳 し く な い 担 当 者 が 操 作 対 象 の 調 査 を 行 う 時 間 を 含 め て 実 質 1 人 月程 度で 済むこ と が 分 か っ て い る 。 作 成 し た 資 源 ド ラ イ バ は 異 常 系 設 計 が 不 足 し て お り 、 商 用 品 質 を 達 成 す る た め に は さ ら に 多 少 の 時 間 を 要 す る も の の 、 こ の 結 果 は 短 期 間 に 資 源 の 追 加 が 可 能 で あ る こ と 示 し て い る 。こ の こ と か ら 、 本 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を 用 い る こ と で 、 新 規 サ ー ビ ス を 迅 速 に 提 供 可 能 で あ る と 考 え る 。 ま た 、 プ ラ イ ベ ー ト ク ラ ウ ド で は 、 各 企 業 内 で プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を 構 築 す る こ と を 考 え る と 、 あ る 企 業 で は 仮 想 マ シ ン 、 別 の 企 業 で は Linux コ ンテナ を 用 い て IaaS を 構 築 し た いと い う ニ ー ズが 発 生 する 可 能 性 が あ る 。 こ の よ う な 場 合 で も そ れ ぞ れ に 対 応 し た 資 源 を プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム に 追 加 す る こ と で 容 易 に 対 応 可 能 で あ る こ と は 本 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム の 強 み で あ る 。

5. 関 連 研 究

本 研 究 に お い て 開 発 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム は 複 数 の サ ー ビ ス レ イ ヤ を 横 断 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ を 行 う こ と を 目 的 と し て お り 、 特 定 サ ー ビ ス レ イ ヤ で の 最 適 化 を 行 っ て い る 既 存 の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム と は 目 的 が 異 な る 。 計 算 リ ソ ー ス を 共 通 し た IF で 操 作し よ うと いう 試 み は DeltaCloud [12]などで 見ら れる 。

DeltaCloud は AmazonEC2 や Eucalyptus [13]な ど 複 数 の 異 な る ク ラ ウ ド 管 理 シ ス テ ム が 提 供 す る IF を 抽象 化 し た メ タ IF を提 供する 。制 御対 象を抽 象化 した IF を 提 供 す る と い う 意 味 で 本 研 究 と 発 想 が 類 似 し て い る 。 し か し 、 DeltaCloud が 提供 する 操作は 仮想 マシ ンやス ト レ ー ジ に 特 化 し て お り 、あ く ま で も IaaS とい う特定 サ ー ビ ス レ イ ヤ の 操 作 を 抽 象 化 す る 設 計 思 想 で あ る 。 本 研 究 の よ う に 異 な る サ ー ビ ス レ イ ヤ を 横 断 し た プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ を 行 う こ と は で き な い 。

6. お わ り に

ク ラ ウ ド で は サ ー ビ ス レ イ ヤ に よ っ て プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ の 対 象 と す る 計 算 リ ソ ー ス が 異 な る 。 既 存 の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム は 特 定 の サ ー ビ ス レ イ ヤ に 最 適 化 さ れ て い る た め 、 異 な る サ ー ビ ス レ イ ヤ の 計 算 リ ソ ー ス の プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ に 適 用 で き な い と い う 課 題 が あ る こ と を 示 し た 。そ こ で 、本 研 究 で は 割 当 、起 動 、 停 止 、 解 放 と い う 資 源 SPI を定 め、各 計算 リソ ースを 資 源 SPI を 具備し た資 源と して 抽象化 して 扱う ことで 、 異 な る サ ー ビ ス レ イ ヤ の 様 々 な 計 算 リ ソ ー ス に 対 応 す る プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム が 実 現 可 能 で あ る こ と を 示 し た 。 現 在 、 本 プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を 利 用 し た ク ラ ウ ド 運 用 管 理 基 盤 を 構 築 中 で あ る 。 今 後 、 実 運 用 を 通 じ て 得 ら れ た 知 見 に 基 づ き 、 本 シ ス テ ム の 改 良 を 行 い 、 よ り 実 用 性 の 高 い プ ロ ビ ジ ョ ニ ン グ シ ス テ ム を 開 発 し て い く 予 定 で あ る 。

7. 参 考 文 献

1. IDC Japan 株 式 会 社 . 国 内 ク ラ ウ ド サ ー ビ ス 市 場 動 向 を 発 表 . (オン ライン ) 2011 年年.

2. The NIST Definition of Cloud Computing. Peter MellGranceTimothy. 出 版 地 不 明 : National Institu of Standards and Technology, Information Technology Laboratory, 2011 年 .

3. amazon web services. ( オ ン ラ イ ン ) http://aws.amazon. com/jp/ec2/.

4. google app engine. ( オ ン ラ イ ン ) http://code. google. com/intl/ja/appengine/.

5. The OpenStack Project. Open source software for building private and public clouds. ( オ ン ラ イ ン ) http://openstack. org/.

6. Abiquo, Inc. Virtualization, Cl oud Services, Software - Cloud Computing Platform | Abiquo. ( オ ン ラ イ ン ) http://www.abiquo.com/.

7. VMware, Inc. CLOUD FOUNDRY deploy & scale your applications in seconds. ( オ ン ラ イ ン ) http://www. cloudfoundry. com/.

8. lxc Linux Containers. ( オ ン ラ イ ン ) http://lxc.sourceforge.net/.

9. The Apache Software Fundation. The Apache HTTP Server Project. (オ ン ラ イ ン ) http://httpd.apache. org/.

10. The Apache Software F oundation. Apache Tomcat. (オ ン ラ イ ン ) http://tomcat.apache. org/.

11. PostgreSQL Global Development Group.

PostgreSQL. (オ ン ラ イ ン ) http://www.postgresql.jp/. 12. The Apache Software Foundation. DeletaCloud | Many Clouds. One API. No problem. ( オ ン ラ イ ン ) http://deltacloud.apache. org/.

13. Eucalyptus System, Inc. Cloud Computin g Software from Eucal yptus. ( オ ン ラ イ ン ) http://www.eucal yptus. com/ .