モバイル・クラウド・コンピューティング

機器、傾向、問題、そして実現技術

スマートフォン、タブレット、クラウド・コンピューティングが向かっている先は、現在急速に成長しているモバイル・クラウド・コンピューティングという新たな分野です。今後 4 年も経たないうちに、クラウド対応機器の数は 1 兆にまで上るはずです。この記事ではモバイル・クラウド・コンピューティング分野における、機器 (スマートフォン、タブレット、Wi-Fi センサー)、傾向 (より柔軟なアプリケーション開発、作業形態の変化)、問題 (機器の限られたリソース、レイテンシー/帯域幅、セキュリティー)、そして実現技術 (モバイル機器に一層適したクラウド環境をもたらす技術) について説明します。

Preston A. Cox, Mobile cloud consultant

Preston CoxPreston Cox は幅広いアプリケーション開発の経験を持つ、モバイル・クラウドのコンサルタントです。世界最大の航空宇宙防衛会社の 1 つで輝かしいキャリアに終止符を打った後、「戦いをやめて平和な暮らしをする」という思いでジオロケーション・モバイル・アプリケーション・ビジネス、EventRadar, LLC を共同で運営しています。さらに、多国籍非営利団体が連携する場所をクラウド内に作成しているところです。余暇は、家族向けの iPhone アプリケーションを作成しています。彼は、ACM、IEEE、Linux Foundation、および CSIX Cloud Computing SIG のメンバーです。



2011年 3月 11日

Katerina の Apple iPhone へのメッセージ着信音が鳴ったとき、彼女は近所のレストランで食事を楽しんでいる最中でした。会社のモバイル・クラウドからのツイートを見ると、そこには「緊急!Dief3 Chilis60201 に水が必要!」と書かれてあります。エバンストンにあるメキシコ料理 (Chili) 店のディフェンバキア (Dieffenbachia: 観葉植物の一種) の 1 つが水を必要としていて、店の Wi-Fi 接続を使用してその状況を Cardoon 社につぶやいたのでした。Cardoon 社は室内造園の設計管理会社で、植物を世話する専門家の手配および管理を全面的にクラウドに依存しています。

よく使われる頭文字語

  • API: Application Programming Interface
  • CSS3: Cascading Style Sheets Version 3
  • GUI: Graphical User Interface
  • HTML5: HyperText Markup Language version 5
  • IDE: Integrated Development Environment
  • SDK: Software Development Kit

これは架空のストーリーですが、このストーリーに出てくる技術は本物です。Botanicalls という実在の会社では、植木鉢に取り付けられる機器を製造しています。この機器には湿度センサーが内蔵されているだけでなく、メッセージをモバイル・クラウド・アカウントのアドレスに届けられるように、SMS メッセージをローカル Wi-Fi に送信するのに必要なハードウェアも内蔵されています。

モバイル・クラウド・コンピューティングにしても、架空の話ではありません。実際、これは現在最も注目を集めている新しい技術市場の 1 つです。Gartner は、モバイル・クラウド・コンピューティングは 2014年までに 95 億 US ドルの市場価値に達するだろうと予測しています。

(IBM と developerWorks の Cloud ゾーンはもちろんのこと) Amazon や SalesForce.com のような企業が成功したおかげで、多くの人々がクラウド・コンピューティングという言葉を聞き慣れています。けれども、モバイル・クラウド・コンピューティングがクラウド・コンピューティングとどのように違うのかを理解している人は少ししかいません。あるレベルのサービスをクラウドによって提供するという概念は、クラウド・コンピューターと同じですが、モバイル・クラウド・コンピューティングではモバイル・プラットフォームによってサービスにアクセスします。この記事では、モバイル・クラウド・コンピューティングの現状と提供されるサービスについて取り上げ、モバイル・クラウドを構成する主な要素、モバイル・クラウドに伴う重要な問題、そしてモバイル・クラウドに関連して生じる傾向について説明します。

モバイル・クラウド・コンピューティングの現状

モバイル・クラウド・コンピューティングをよく理解するには、クラウド・コンピューティングの概要を知っておくことが役に立ちます (クラウド・コンピューティングの詳細な説明については、「参考文献」のリンクを参照してください)。クラウド・コンピューティングには、以下の 2 つの重要な特徴があります。

  • クラウド・コンピューティングでは、便利なことに、構成可能なコンピューティング・リソース (ネットワーク、サーバー、ストレージ、アプリケーション、サービスなど) の共有プールに対して、オンデマンドでネットワークを介してアクセスすることができます。これらのリソースは、すぐにプロビジョニングしてリリースすることができますが、それに伴う管理作業やサービス・プロバイダーとのやり取りは最小限で済みます。
  • クラウド・サービスの基本モデルには、IaaS (Infrastructure as a Service)、PaaS (Platform as a Service)、SaaS (Software as a Service) の 3 つがあります。

モバイル・クラウド・コンピューティングは、Open Gardens というブログの 2010年 3月 5日のエントリーで定義されました。その定義によると、「モバイル・エコシステムで使用できるクラウド・コンピューティング・サービス。モバイル・クラウド・コンピューティングには、コンシューマー、企業、フェムトセル、トランスコーディング、エンド・ツー・エンドのセキュリティー、ホーム・ゲートウェイ、モバイル・ブロードバンド対応サービスなど、多くの要素が組み込まれています。」(フェムトセルとは、小型携帯基地局のことです。)

まずは、モバイル・プラットフォームについて説明します。

プラットフォーム: スマートフォン

「モバイル・エコシステム」を構成する要素のなかで興味深いのはフェムトセルかもしれませんが、ここではスマートフォンとタブレットを取り上げます。このどちらがより広く使用されているプラットフォームであるかというと、圧倒的な差でスマートフォンです。タブレットはスマートフォンの後に登場したため、タブレットが市場に広がり始めたのはつい最近のことです。

スマートフォンのメーカーはさまざまにありますが、スマートフォン自体は搭載しているオペレーティング・システム別に分けられます。最もよく使われているモバイル・オペレーティング・システムは、RIM (Research in Motion) の BlackBerry オペレーティング・システム、Windows™ Mobile® オペレーティング・システム、Nokia の Symbian プラットフォーム、そして Google Android や Apple iOS などの UNIX® 系オペレーティング・システムです。

RIM によって開発された BlackBerry オペレーティング・システムは、独自仕様のモバイル・オペレーティング・システムです。このオペレーティング・システムがアプリケーション開発者に提供する Java™ 開発環境には、BlackBerry IDE、スマートフォン・シミュレーター、そして Java ME (Java Platform, Micro Edition) および BlackBerry 用の API が組み込まれています。アプリケーションは、BlackBerry App World ならびに MobiHand などのサード・パーティー・ベンダーから配布されています。

改訂された Linux® カーネルをベースとする Android モバイル・オペレーティング・システムは、当初 Android, Inc. によって開発され、2005年に Google に買収されました。現在、Android の開発および保守は Google 率いる Android Open Source Project で行われています。Android アプリケーションの開発者は、主に Java 言語でコードを作成します。その際に使用する Android SDK には、テストおよびデバッグ用にランタイム環境のエミュレーターが組み込まれています。アプリケーションは、Google Android Market およびその他の配布経路 (GetJar、Handango など) から配布されています。

Apple Mac OS X から派生した Apple iOS は、それ自体が UNIX ベースのオペレーティング・システムと GUI のセットになっています。開発者は Apple iOS SDK、Xcode、そして Interface Builder を使用して (主に Objective-C で) アプリケーションを構築します。アプリケーションを配布しているのは Apple の App Store で、ここには現在、300,000 を超えるアプリケーションが揃っています。

最新の Windows Mobile 系オペレーティング・システムは、Windows Mobile オペレーティング・システムの後継である Windows® Phone 7 です。Microsoft によると、Windows Phone 7 は企業をサポートするためではなく、より快適なユーザー・エクスペリエンスを提供することを目的として設計されました。開発者はデバイスにアクセスするためのコードをそのデバイス用の API を使用して作成しますが、一部の API (コンパス API、動画 API、またはソケット API など) はまだ使用可能になっていません。アプリケーションは、Windows Phone Marketplace から配布されています。

Symbian プラットフォームは、Nokia スマートフォン専用のオープンソースのオペレーティング・システムです。このオペレーティング・システムは独自仕様のオペレーティング・システム・サービス層と併せ、Java ME アプリケーション・サービス層を使用します。アプリケーション開発者は C++、Java 言語、および Perl でコードを作成します。開発に用いる SDK は、開発者が使用する IDE に合わせてカスタマイズすることができます。

Nokia は MeeGo の開発から手を引きました

Nokia は、Intel および中小企業コンソーシアムと組んで MeeGo というもう 1 つのオープンソースのモバイル・オペレーティング・システムを開発していましたが、現在、この提携を解消しています。MeeGo が対象とするプラットフォームは、スマートフォン、タブレット、自動車システム、セットトップ・ボックスなど多種多様です。Intel は今でも MeeGo に取り組んでいますが、Nokia の離脱による影響はまだ残っています。

最近になって、Nokia と Microsoft は Nokia の携帯電話に Windows Phone 7 を採用するという協定を発表しました。Nokia からの発表には、約 1 年のうちに Windows Phone 7 を搭載した Nokia 製の携帯電話が市場に登場すること、そして 2011年、2012年はスマートフォンの販売へと重点を移す年となることが示唆されています。Symbian ベースのスマートフォンは、Windows Phone 7 スマートフォンの登場とともに消えていくことになるでしょう。

プラットフォーム: タブレット

タブレット・コンピューターはスマートフォンよりもサイズの大きいプラットフォームですが、ユーザーと対話する方法はほとんど同じで、タッチ・スクリーンを主要な入力デバイスとして使用します。多くの場合、タブレットにはキーボードが備わっていません。ラップトップとは異なり、タブレットは個々のユーザーのパーソナル機器です。ただし、タブレットはスマートフォンと同じようにクラウドにアクセスします。2010年末の時点で最も売上を伸ばしたタブレットは、Apple の iPad と、Samsung、Motorola、および Acer 製のタブレットです。

2011年 1月にネバダ州ラスベガスで開催された Consumer Electronics Show に訪れた人々が目にしたのは、2011年に発売予定のタブレットの数々です。その多くは、Android オペレーティング・システムがベースとなっています。RIM が発売する予定の BlackBerry PlayBook は、BlackBerry Tablet OS を使用しますが、Motorola は Android ベースの Xoom タブレットを発売する予定です。Apple では、第 2 世代および第 3 世代の iPad タブレットをリリースする予定です。期待される改善内容としては、デュアル・コア・プロセッサー、さらに高品質なディスプレイ、本体前面のカメラ、および SD カード・スロットなどの搭載が挙げられます。

企業の間では、需要主導によるモバイル・クラウドへの移行が進んでいるところです。顧客は、企業の主要なアプリケーションにアクセスするために、スマートフォントおよびタブレット・アプリケーションを必要としています。企業の従業員たちも、自分のモバイル機器からのアクセスを必要としており、BlackBerry はクラウド・ベースの一般的なモバイル E メール・プログラムによって、このニーズに対応しました。

モバイル・クラウドによって、労働形態と業務習慣も変化しつつあります。Pew Internet Project の調査に応じた専門家たちの考えによると、2020年に至るまでにはインターネット利用者の大部分が、主にネットワーク接続された機器からリモート・サーバーに置かれたサイバースペース・ベースのアプリケーションにアクセスして仕事をするようになるということです。けれども、企業のコンピューティング・アセットへのアクセスが増えるということは、セキュリティーのリスクも高くなることを意味します。そこで、企業で現在検討しているのがデータ使用ポリシーです。例えば、モバイル・プラットフォームから入手できるジオロケーション・データにより、モバイル・ユーザーが国外にいる場合にはアクセスを拒否するように設定することができます。クラウド・プロバイダーがすでに実装しているセキュリティーも利用可能なサービスの 1 つで、顧客はこのサービスを構成することで、強化されたセキュリティー・ポリシーを実現することができます。

労働形態と業務習慣の変化に伴い、多くの機器がモバイル・エコシステムを構成するようになっています。IBM は、クラウド対応機器の数は 2015年までに 1 兆にまで増加すると予測しています。これらの機器が生成する情報を活用する機会は、限りなくあると思われます。1 つの実例は、車のドライバーに空き情報のメッセージを送信できるように、スマート・パーキング・メーターを採り入れている駐車場です。

モバイル・クラウドを介して金銭が流通するという傾向もあります。例えば、TabbedOut 社が作成したサービスでは、ユーザーがスマートフォンに精算伝票を表示して確認し、支払いを済ませることができます。Starbucks は最近、顧客がアプリケーションを使って代金を支払うことができるサービスを開始しました。このアプリケーションは顧客のアカウントにアクセスし、画面上にバー・コードを生成します。そしてレジ係がそのバー・コードをスキャンすることで、決済できるという仕組みです。顧客の Starbucks アカウントは、クレジット・カードまたは PayPal アカウントでチャージします。


問題

モバイル・クラウドに伴う顕著な問題は、モバイル機器の場合、リソースが乏しいことです。モバイル機器はデスクトップ・コンピューターに比べ、画面の面積は小さく、メモリー容量は少なく、計算処理能力に劣り、バッテリー容量にも限りがあります。このリソースの不足が理由で、モバイル・クラウドは多くの場合、SaaS クラウドと見なされます。つまり、計算およびデータ処理は通常、クラウド内で行われるということです。スマートフォンは多くの場合、Web ブラウザーまたはシン・クライアントを使ってクラウドにアクセスします。

レイテンシーと帯域幅もまた、モバイル・クラウドに影響を及ぼします。Wi-Fi によってレイテンシーは改善されますが、モバイル機器の数が多ければ、帯域幅の減少という事態を招きます。3G 携帯電話の帯域幅は、一部のエリアでは携帯電話基地局の帯域幅によってさらに制限されることもあります。同様に、接続も一時的に途絶える恐れがあります。携帯電話のプロバイダーがネットワークを増強するにつれ、この状況は改善されていくはずですが、デッド・スポットが完全になくなることはないでしょう。

セキュリティーの問題は、モバイル機器ではさらに大きくなります。何しろ、モバイル機器は失くしやすいものです。例えば、クラウドから機密データをダウンロードしたばかりのモバイル機器を置き忘れた場合を考えてみてください。このような問題が、コンピューター業界とクラウド・コンピューティングで長年培われてきた経験によって近く解決されることを願います。


実現技術

モバイル・コンピューティング市場の成長は、さまざまな実現技術によって加速するでしょう。2011年全体を通して大量に発売されるであろうタブレット・コンピューターによっても、この成長はさらに後押しされるはずです。

4G

確実に最大の成長要因の 1 つとして数えられるのは、レイテンシーと帯域幅の問題を解決する助けとなる 4G 技術の完全投入です。例えば、Samsung が 2011年 1月にマレーシアで発売した Yes Buzz 4G クラウド対応携帯電話は、SIM カードを使用せずに、インターネットに連絡先情報を保存して同期させることができます。

2011年 2月、Motorola は Atrix を発売しました。この 4G スマートフォンには、ロックを解除するための指紋読み取り装置が装備されています。また、オプションのドックに装着してキーボードとマウスに接続すれば、スマートフォンがラップトップに変身します。レポートによると、この新たなスマートフォンにはバグが出ているものの、Motorola では、Atrix が今後 10 年のモバイル機器の使い方を示すものになると宣言しています。Atrix は 2011年 2月の先行予約に続き、3 月に出荷が始まりました。

HTML5 と CSS3

HTML5 は、モバイル Web アプリケーションにとって重要なステップです。HTML は文書を公開するためのマークアップ言語であり、Web ページ要素 (見出し、テキスト、表、リスト、写真など) を指定する手段を提供します。HTML5 はそこに、Web アプリケーションをサポートする必要に対処するための拡張機能を導入します。HTML5 はオフライン・サポートの仕様に対応し、接続が中断してもローカル・ストレージを使用できるようにします。さらに、プラグインなしでグラフィックスと動画を使用できるように、キャンバスおよび動画機能を追加しています。またHTML5 では、モバイル・アプリケーションを考慮に入れてフォームの仕様が改善されています。その上、HTML5 には Geolocation API が含められることも珍しくありません。

HTML5 がもたらすメリットの一例は、Adobe® Flash® や Microsoft® Silverlight™ などのプラグインなしで動画を見られることです。また、E メール・メッセージやカレンダーなどのデータを保管することができ、それらのデータにアクセスすることができるため、Web アプリケーションがより便利になるというメリットもあります。

CSS3 は HTML5 と連携して、ページの要素をどのようにレンダリングするかを指定します。HTML 仕様は Web ブラウザーに表示する内容を指示し、CSS 仕様は Web ブラウザーにその表示方法を指示します。HTML5 仕様で新しく追加された要素を表示するには、新しいガイダンスが必要になることから、CSS 標準にも新たなバーションが必要となるわけです。

HTML5 と CSS3 はどちらもまだ開発中ですが、一部の機能は Apple Safari やGoogle Chromeなどのブラウザーに実装されています。サンプル Web サイトは、CNN.com、The New York Times、および Vimeo で見ることができます。HTML5 の機能は、Phone Gap や QuickConnect、そして RhoMobile、Titanium、Mobile といったハイブリッド・アプリケーション・フレームワークにも実装されています。これらのフレームワークによって、モバイル機器のクロスプラットフォーム開発が可能になります。

ハイパーバイザー

クロスプラットフォーム・アプリケーションを実現する技術には、組み込みハイパーバイザーもあります。この組み込みハイパーバイザーによって、Web アプリケーションはベースとなっているアーキテクチャーとは無関係に、任意のスマートフォンで実行できるようになります。また、仮想環境で他のソフトウェアを実行することも可能になります。

モバイル・プラットフォームには、ハイパーバイザーを組み込む必要があります。例えば、Motorola Atrix には、Atrix 専用に開発されたアプリケーションだけではなく、多種多様なアプリケーションも実行できるように、ハイパーバイザーが組み込まれています。

Cloudlet

前述のフェムトセルなどの機器にまで視野を広げると、Cloudlet も話題に上ってきます。Cloudlet は確実に、モバイル・クラウド・コンピューターでのレイテンシーの問題解決に役立ちます。それは、Wi-Fi ホットスポットやその他のローカル機器に、ローカル処理機能とローカル・ストレージ機能を装備することが可能になるためです。

Cloudlet は、例えばコーヒー・ショップなどの身近な場所に設置される小型の単純な機器です。この機器は必要に応じて、中央のデータ・サーバーからユーザー・データをダウンロードし、ユーザーがローカル・アクセスできるようにすることによってレイテンシーを短縮します。アクセスの終了時には、ユーザー・データを必要に応じて中央のデータ・サーバーに返すこともできます。ユーザーは、応答時間が短縮されるという快適さを除けば、このプロセスが実行されていることに気付きません。

Web 4.0

記事の冒頭で取り上げた、ツイートを送信するディフェンバキアの例は、現在進行中の Internet of Things (マサチューセッツ工科大学の研究グループが作った新しい言葉) と呼ばれる開発の一例です。Internet of Things は M2M (Machine to Machine) 通信と呼ばれることもあり、電話以外の一般的な「物」同士がインターネットを介して通信し、それぞれの周辺情報とアクティビティーに関する情報を提供することを意味します。

例えば「いまどうしてる?」という質問に答えることによって (もちろん、これが Twitter で会話をするきっかけとなっています)、人間もこの通信に加わることができます。人間がこの通信に参加する場合、スマートフォンやフィーチャーフォンはセンサーのように、人間が周囲の状況とアクティブティーに関して提供する情報をインターネットに伝搬する役割を果たします。

Internet of Things には、Web 4.0 という別名もあります。また、場合によっては Symbiotic Web と呼ばれることもあります。ある著者は、この現象を現実世界の「物」へのオンライン機能のマイグレーションと表現し、TV のリモコンを見つけるために自宅で Google 検索を実行できるという例を挙げています。この現象は、実現技術というよりはむしろ、モバイル・クラウド・コンピューティングの駆動技術であると言えます。


まとめ

冒頭の架空のストーリーでディフェンバキアからのツイートを受信した Katerina は、スケジュールをチェックしました。そのスケジュールは、彼女が今朝早くにアクセスしたときから iPhone にキャッシュされています。今日のスケジュールにエバンストンのメキシコ料理店は入っていませんが、後でその近くに行ったついでに、立ち寄って状態を確かめることはできます。ところが、クラウド内の会社のデータベースに保管されているスケジュールにアクセスすると、Mauricio がメキシコ料理店の近くにいることがわかりました。そこで、Katerina は彼と連携して問題に対処しました。

この例は、モバイル・クラウドがどのように役立つかを表しています。この新しい技術は、モバイル機器、クラウド技術、そして実現技術の普及とともに、急速に成長していくことは明らかです。けれどもクラウド・コンピューティングは、既存のサービスを提供する方法としては、それほど新しい技術ではありません。既存のサービスを提供する新たな方法は、スマートフォンやタブレットなどの新しい技術の需要によって生み出されます。

参考文献

学ぶために

製品や技術を入手するために

  • ご自分に最適な方法で IBM 製品を評価してください。評価の方法としては、製品の試用版をダウンロードすることも、オンラインで製品を試してみることも、クラウド環境で製品を使用することもできます。また、SOA Sandbox では、数時間で SOA の実装方法を効率的に学ぶことができます。

議論するために

  • My developerWorks コミュニティーに加わってください。ここでは他の developerWorks ユーザーとのつながりを持てる他、開発者が主導するブログ、フォーラム、グループ、ウィキを調べることができます。

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ArticleTitle=モバイル・クラウド・コンピューティング
publish-date=03112011