Globus Toolkit 4.0 の発表

4 月 30 日、Globus Alliance はバージョン 4.0 を開発コミュニティーに公式リリースしました。ダウンロードについては、参考文献 を参照してください。

IBM developerWorks では、この新リリースの重要点の背景について、オープン・ソース・グリッドのパイオニアである Ian Foster 氏から詳細を伺いました。

developerWorks:今回新しくリリースされた Globus Toolkit バージョン 4.0 は、これまでで最も「エンタープライズ向け」であると言われています。まず Globus Toolkit の起源を簡単に説明してから、それが Globus Toolkit 4.0 の新しい特長や機能にどのように反映されているかについて教えていただけますか。

Foster 氏 (以下敬称略):10 年近く前、Globus の仕事を始めたときに我々が焦点を当てたのは、科学分野のコラボレーションと資源共有を実現して複雑な問題を解決してくれる、メカニズムとソフトウェアを発見することでした。その成果が Globus Toolkit です。その後、GT2 が普及してきた 2001 年頃には、自分たちの作業に業界がどのような関心を寄せているのかを知りたいと考えるようになりました。そこで、Globus ソフトウェアの商用利用が見込まれるユーザーの皆様とじっくりお話することにしたのです。

こういった議論は、我々の側にとって新たな刺激となりました。「科学分野で展開してきた概念を Web サービスのフレームワークに焼き直し、実際に業界で使える形として提供したい」という課題が生まれたからです。そこで IBM からの資金協力を受けてこの作業に着手し、2003 年 6 月、Web サービスをサポートする初の Globus Toolkit、GT3 製品を発表しました。これは、WS-Resource Framework (WSRF) の前身である Open Grid Services Infrastructure (OGSI) を実現したものです。残念ながら OSGI は業界に認知された標準ではなく、GT3 ソフトウェアの品質も、実務に耐えられるレベルではありませんでした。

GT3 発表後の約 2 年間には、さまざまな面で多くの進歩がありました。Global Grid Forum (GGF)、OASIS、W3C などのほか、特に WSRF に関して、主な仕様が進歩したのです。GT4 の開発には多大な労力を要しましたが、その過程において、WS-Security や WSRF といった最新の Web サービス標準を実装できました。つまり、真の実用レベルの品質を持つコード・セットをやっと作り上げることができたのです。我々はまた、最新バージョンの Globus Toolkit の負荷試験に尽力してきた数多くのグリッド研究機関や早期導入者、例えば Globus Consortium のメンバーである Microelectronics Center of North Carolina (MCNC) などと、緊密に連携してきました。我々は、GT4 は真の意味でエンタープライズ環境に耐えうる品質を備えていると自負しています。だからこそ、IBM、Sun、HP、Intel といった企業は GT4 に沸き立っているのです。

GT4 の最も注目すべき特長は、以前のバージョンの GT をはるかに超える、幅広い Web サービス機能と標準規格が採用されている点です。GT4 は、さまざまな資源クラスに対する、Web サービス・ベースの標準インターフェースを実装しています。そのため、設計は大幅にシンプル化され、標準規格への準拠も進みます。また、世界中の Globus コミュニティーのオープン・ソース開発者やユーザーが努力を重ねた結果、テスト、ドキュメンテーション、パフォーマンス、堅固さなどの点でも、以前のバージョンの品質を凌駕しています。

GT4 は、サービス指向アーキテクチャー (SOA) の構築を支援するコア機能セットだと考えることができます。これらのコア機能には、コンピューティング資源やデータ資源のプロビジョニングをサポートする実行/データ管理機能、すなわち大量のデータを移動、管理する機能と、資源の発見および監視をサポートするサービスが含まれています。

developerWorks: GT4 の開発はどのような分野で進んできたのですか。

Foster:ここ 3、4 年間に Globus を推進してきた主な分野としては、CERN の次世代検出器アレイに代表されるような大容量データの処理が挙げられます。これは、年あたり数ペタバイトというデータをはじき出すものです。こういった組織は、データを取り出して大規模なコミュニティーに配布し、複製、処理、データ駆動などの分散ワークフローに対応しなければなりません。

数年前、我々は「超高速なデータ移動を適切に管理できるプロトコルやソフトウェアをコモディティーのネットワークとコモディティーのマシン上に導入するにはどうすればよいか」という課題に取り組み始めました。大規模で高価な SMP とストレージ・ソリューションはグリッド環境には向かないのではないかと懸念していたからです。

そのため、コモディティーのクラスターを利用してクラスターを並列化し、データ転送速度を上げることを考えました。このコンセプトからは、ストライピングによるデータ移動インフラストラクチャーの GridFTP といった、画期的な成果がいくつも生まれました。我々は今秋、General Parallel File System (GPFS) を組み込んだ IBM Linux® クラスターを全国的に配置し、エンドツーエンドで約 20 GB/秒という、安定したデータ転送を実証します。これには、新たに増設したサーバーを使用します。

また、転送管理に関連するさまざまな機能の構築にも着手しました。グリッドに求められるのは「ポイント A からポイント B に何かを確実に到達させるための詳細」ではなく「スイッチを押したら後はお任せ」で済むサービスなのだと、我々は確信しています。このようなサービスに、「再試行」、「バックオフ」、「フェイルオーバー」などの処理を任せるのです。我々はデータ複製テクノロジーについても研究を進めており、ユーザー・コミュニティー内に分散しているデータのコピーを追跡、管理する方法を探っています。あるコミュニティーでは Globus ソフトウェアを使ってテラバイト級データを世界 6 カ所のサイトに複製していますが、その平均故障間隔は 1 カ月です。

実行管理も GT4 での重要な取り組みですが、これについては根本的に設計が見直され、正しい方向に向かって進んでいます。あるワークロードを特定のインフラストラクチャー上で実行したいとき、組織は、どのようにしてそのためのコンポーネントをインフラストラクチャー上に確保するのでしょうか。我々はそれを調査しています。この調査は GT4 ではまだプロセス・レベルですが、我々はつい最近、スタックを下って膨大な作業を実施し、より多くの実行管理を動作できるようにしました。これらは、ワークロード管理の必要性に応じて、OS より上位にあるスタック全体を仮想マシンを使って実現できます。

developerWorks:グリッド/仮想化の分野に参入してきた最近の製品については、どのように思われますか。そういった製品とグリッド、特に Globus が提供するグリッドとは、どういう関係があるのでしょうか。

Foster:現在、グリッドに対する人々のアプローチは実に多様です。企業内外のコンピューティング資源を統合できるソフトウェアはよく見かけますが、その統合が相互運用を考慮した形で行われることはあまりありません。つまり、これらのソリューションは大部分がプロプラエタリーで、必ずしも標準に基づいてはいないのです。例えば、Platform の LSF はとてもよい製品で、機能面でも優れています。しかし、この製品と連動するようなソリューションを構築した後で、別のワークロード・マネージャーと動作するアプリケーションを使用する場合、両者が同じ基盤の資源を共有することは容易ではありません。Globus の目標は、すべての資源をカバーするグリッド・インフラストラクチャーを 1 セット配置し、それより高レベルのパッケージであればその共通インフラストラクチャーのコンポーネントを使用できるようにすることです。

ここ 18 カ月間、このような共通インフラストラクチャーの実現に必要な標準規格が、標準化団体によって策定されてきました。このような標準規格をオープン・ソースで実装すれば、さまざまなアプリケーションやシステムに対応した、標準準拠のインフラストラクチャーを構築できるようになります。

developerWorks:つまり、Web サービスのインターフェースでのオープン・スタンダードがグリッド導入の鍵だということですか。

Foster:標準準拠のインターフェースによって多種多様な資源をスタンダードに管理できるようにすることが、グリッド・コミュニティーに対する我々のビジョンであり、目標です。Globus Alliance の目標は、標準準拠のインターフェースを備えた高品質なオープン・ソース・インプリメンテーションを提供することです。オープン・スタンダードは不可欠であり、オープン・ソース・ソフトウェアはその強力な推進力であると、我々は確信しています。これについて、インターネットと Web には実例があります。TCP/IP は BSD UNIXを通じて普及し、HTTP は Apache を通じて普及してきたからです。

インターフェースのすばらしさは、複数レベルのイノベーションが可能になるという点にあります。より高レベルのサービスが新たに作成されると、上位レベルのインターフェースでのイノベーションが可能になります。しかし、下位レベルのインターフェースでイノベーションが実現される場合もあります。例えば、グリッド環境において、より優れたオペレーティング・システムやネットワークシステム、あるいはネットワーク管理システムが作成された場合は、そのすべてに Web サービス・インターフェース経由で対応できます。このように、Globus Toolkit 自体は手段を与えるテクノロジーであって、ターンキー・ソリューションではありません。つまり、他のツールやアプリケーションの基盤となるプラットフォームであり、ツール・セットなのです。

developerWorks:セキュリティー面についてはどうでしょうか。

Foster:現在我々がセキュリティー用に提供しているのは、標準準拠の許可/認証機能を搭載した、優れたオープン・ソース・インプリメンテーションです。これには WS-Security とその関連の仕様が実装されているため、1 回認証するだけで (それ以降は認証しなくても) 企業内外のコンピューター資源やデータ資源にアクセスできるようなアプリケーションを、構築できるようになります。企業向けのシングル・サインオン・ソリューションとの完全な統合はまだ提供していませんが、将来的には取り組んでいく予定です。この種の課題については、Globus Consortium や Univa Corp. といった、「企業への Globus の導入」に焦点を当てている組織が力を貸してくれることでしょう。

developerWorks:GT4 の導入という観点から見て、成功の鍵は何だと思いますか。

Foster:Web サービスの導入は業界で増加傾向にあります。Globus Toolkit が登場し、多様な資源クラスに対する Web サービス・ベースのインターフェースを実装できるようになったという事実は、ユーザーの共感を呼ぶことでしょう。Web サービスを使用すれば設計と実装が大幅にシンプルになることも、導入を促進するはずです。

導入に関して重要な役割を果たすのは独立系ベンダー だと思います。現在主に見られるのは、かなり大規模な IT インフラストラクチャーを持つ企業、例えば金融サービス会社や製薬会社などが、独自のグリッド展開プロジェクトを立ち上げているケースです。その多くは完全な社内プロジェクトですが、IBM や HP などの企業が協力しているものもあります。しかし、多くの企業、特に規模の小さな企業の場合は、独立系ベンダー が製品にグリッド・テクノロジーを組み込むことで、グリッドが導入されます。GlobusWORLD では SAP がすばらしいデモを行いました。SAP は、Globus ソフトウェアを使って動的プロビジョニングを行うように修正したアプリケーションに関して、実験的なプロトタイプを見せてくれたのです。このような例は、今後ますます増えるだろうと思われます。

GT4 は Globus の進化の延長線上にあります。そして GT4 の重要性は、「エンタープライズ・レベルのコード品質を備えていると言い切れる初の製品である」という点にあるのです。

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Globus Toolkit 4.0 の新たな特長

• GT4 は最新の Web Services Interoperability Organization (WS-I) Web サービス標準に準拠しており、環境が異なる場合でも最大限の相互運用性を提供できます。
• GT4 には、Security Markup Language (SAML) やeXtensible Access Control Markup Language (XACML) といった、重要な認証標準の初期サポートが含まれています。
• GT4 は WSRF 仕様と WS-Notification 仕様を実装しています。
• GT4 は高度な認証/セキュリティー機能を搭載しています。Globus はグリッドのセキュリティーに常に力を入れており、セキュリティーの観点からも「企業向け」です。
• GT4 は高度な実行/データ管理機能を提供します。

参考文献

• Get the latest version of Globus Toolkit, an open source software tool kit used for building grids, at the Globus Alliance Web site.
  
  
• Check out IBM's latest Redbook on Grid Computing in Research and Education.
  
  
• Learn more about Service Oriented Architectures (SOA).
  
  
• Take these developerWorks tutorials to learn about WSRF.
  
  
• Get involved in the developerWorks community by participating indeveloperWorks blogs.
  
  
  

著者について

Travis Van is a tech PR flack in Silicon Valley focusing on emerging technologies.

In addition to writing and consulting, Dave Rosenberg runs the conference programs for LinuxWorld. His dream technology is a grid application running on Linux-based cell phones.

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• Globus Toolkit 4.0 の発表
• Globus Toolkit 4.0 の新たな特長
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