P2P 技術の再考 浜辺将太 分散ハッシュテープル入門 西谷智広 アプリケーション層マルチキャスト : 34 基本と応用 首藤ー幸 地産地消 P2P ネットワーク 斉藤賢爾 P2P と 2 つの「アーキテクチャ」 土井裕介 【インタビュー】問題点の抽出と整理 山口英 P2P 今後のアーキテクチャ 覆面座談会 SPECIRL R 26 SPECIRL B SPECIRL C 48 SPECIRL 0 56 SPECIRL [ 66 SPECIRL ド 70 SPECIRL G UN Ⅸ magazine 2006 Autumn

総力特集 P2P ア - キテクチャ SPECIRL EDITION Winny 以降、 P2P は悪者扱いされてきた。 もちろん Winny が「悪い」アプリケーションではないことはいうまでもない。 しかし、本来別のレイヤであるはずのアプリケーションと ネットワークアーキテクチャが、どちらも P2P として ネガテイプに報道されている。 まずはアーキテクチャとしての P2P を理解し、整理してみよう。 UNIkmagazine 2006 Autumn

フトも含まれるので、レイティング、ナ ンバリングしてチャイルドプロテクショ ンに番号体系を利用しようという話のよ うですが、マイクロソフトも間口が広い ですよね。 P2P のビジネス いですね。 E 氏 : P2P を商売にしたとしてユーザー D 氏 : とするとやはり、著作権をいかに は何に対して、お金を払うのでしようか。 して守るかということが課題ですね。 情報に対してお金を払うの ? 先日、マイクロソフトのカンファレン A 氏 : 情報そのものだけでなく、情報の スで、映像コンテンツの識別番号であ アップデートのサービスに対してですね。 る「 ISAN 」 (lnternational Standard お金を払う払わないということで最 AudiovisuaI Number) * 4 が話題に上りま 近フリーソフト全般について考えるの した。「 ISBN 」 (lnternational Standard は、フリーのソフトウェアがあるせい Book Number) と同様にナンバー体系で で、セキュリティが保たれていないとい 管理しようという話です。 ISAN の CGM うことも言えるんじゃないかと。プロ (Consumer Generated Media) への対応 ダクトとして利用したい人、またプロダ について聞くと、「 ISAN もドメインの クトとして提供することを考えている人 レジストリ・レジストラモデルの形態を もいるのだけれど、なまじメジャーとし とるので、個人でも簡単に登録できるよ て流通しているのがフリーソフトなので うになるだろう。そうなれば自分のコン 誰もそこに新規参入できない。多大な費 テンツが簡単に主張できるようになるの 用をかけて開発しても、コストを回収で で、それぞれがコピープロテクションを きないということになるからです。でも すればよいということになる」とのこと サービスとして買いたい人はいる。結局、 でした。そうなると、もうちょっと面白 Windows サーバを使いたいと言う人が くなるのかなと思いますね。 Flash を作 いるのや、サンが相変わらず売れている 成したときに、 ISAN を埋め込めむよう のは、サービスとして利用したい人たち にするのです。たとえば、今流行ってい がいるからでしよう。 る「やわらか戦車」の第 5 話と言っても同 D 氏 : まあね。例えば、レッドハットの じものを言っているかどうかわかりにく モデルがうまくいっているとはいえないで いけれど、もし ISAN があればポインタ すね。 が簡単になるでしよう。また、ユニーク C 氏 : レッドハットのモデルということは、 なデータをすぐに探せるのだから、デー もともとはフリーであった製品に、サポー タはどこかのストレージにあれば全員 トを付けて課金するということですよね。 がそれぞれのローカルで持たなくても E 氏 : つまりその場合、支払っているの よいということにもなる。無駄なキャッ は労働に対する対価だよね。情報とか、 シュもちょっと減るかもしれませんね。 作品とかの質に対して払っているわけで Audiovisual には XBOX などのゲームソ はないですね。 SPECIRL G * 4 旧 0 ( 国際標準化機構 ) が規定し た国際標準視聴覚資料番号 UNIX magazine 2006 Autumn

ら 1 分程度の間が設けてあります。バッ ウェアに対してデータストリームを供 ファ容量の動的な調整も、有効かもしれ 給することになります。ここで問題と ません。 なるのが、ストリーミングのプロトコル です。 ALM システムは、各再生ソフト 状況の動的な変化 ウェアが対応しているストリーミングプ ロトコルに則って、再生ソフトウェアと P2P システムでは、システムの動作 対話することが必要です。そのプロトコ 中に状況が変わっていきます。ノードの ルは、 QuickTime が採用している RTSP 稼働状況、ネットワークの帯域幅、とき を除き、再生ソフトウェアに独自のもの には IP アドレスすら変わります。例え であり、しかも仕様は公開されていませ ば、 DHCP などで割り当てられた IP ア ん。プロトコルによっては、解析結果が ( 合法的に ) 入手可能であったり、サー ドレスが変わったり、ノート PC がサス ペンド中に別のネットワークに移設され ノヾ側の実装が入手可能 ( 例 : Flash サー たりという状況すら日常茶飯事です。つ ノヾ Red5) であったりします。いずれに まり、ある時点で認識した状況がずっと せよ、データストリームを供給するには、 続くと想定すべきではありません。 IP ALM システムは以上の問題をクリアす アドレスやネットワーク帯域幅の認識・ る必要があります。 測定・推定し直しが必要となることもあ ISP をまたぐトラフィック るということです。 映像や音声の インターネットは、 ISP が自身で構築 ストリーミングプロトコル したネットワークをほかのネットワーク 映像・音声の再生ソフトウェアは、そ と接続させることで形作られています。 れだけで開発にかなりの労力を要しま 業者間の接続点では、何らかの契約に基 すし、 PC 上ではすでに日用品となって づいて、一方からもう一方へ接続料や通 いるので、 ALM 用にも既存のものを利 信料の支払いが発生しています。その額 用するのが得策です。日用品とはすな はときに従量制で、トラフィックが多い わち、 Mac OS X や Windows 系 OS 上で ほど支払い額が増えます。 データを配布するという視点で、従来 動作する Flash Player 、 RealPlayer 、 のクライアント / サーバ ( や CDN) 型を QuickTime Player 、 Windows Media Player などを指します。 基準として P2P システムの影響を考え 映像・音声ストリームを ALM で配信 ると、それが ISP をまたぐトラフィック する場合、 ALM システムが再生ソフト の量を変化させることは確実です。特 SPECIRL C 46 UNIX magazine 2006 Autumn

テンツ ( 音楽 ) をダウンロードするかとい ラフィック、キャッシュが減るのではな うことまでが、広告対象となってくるか いでしようか もしれません。 そうなると、 P2P である必要はな E 氏 : 番組コンテンツについても全部 いということですか ? ファイルにしてしまえば、放送のモデル D 氏 : いや、ローカルにキャッシュを溜 と P2P は親和性があったりして。 める必要はないということです。 A 氏 : DRM かなにかで、それを利用して A 氏 : ネットワークをグローバルなスト 視聴率を回収できる方法さえあればよい レージだと思ってみんながそこで読み書 ですね。また、定時放送はある時間帯で きをするということですね。そういう なければ鍵をひねられない設定にすれば インターネットのアーキテクチャを設計 よいのですし。 しましようか。全部 P2P で、それぞれ の PC がバーチャルストレージをハード P2P でテレビ番組 ディスクとするモデルです。 D 氏 : それでも、コレクションしたいと D 氏 : 前回でも話しましたが、ハ いう欲求はまた別だけどね。 ディスクビデオにすべて叩き込めばよい それにしても、音楽ならまだしも ということになりますよね。今はハード 映像や、ましてやハイビジョンともなる ディスクビデオにたまたま電波で落ち と途方もないサイスになりますね。タウ てきているだけであって、ヒットしない ンロードもキャッシュも大変になる。現 キャッシュの塊になっています。あれを 状ではなかなか難しそうでうすね。 ネットでやられたらネットワーク屋とし D 氏 : 画面がきれいであることを求める ては腹が立つが、ユーザーとしてはうれ とキリがないですからね。 しいですね。 A 氏 : だけど、ほんとうに皆それを求め また今はストレージの値段が大幅に ているのでしようか。その割には、ワン 下がったから皆がキャッシュに入れてい セグというのもある。 るのだけど、ネットワークの回線が太く B 氏 : 画面がきれいなものを趣味性とし なってストレスなく一瞬でダウンロード て求める人は当然いますね。映画をきれ できるようになれば、コンテンツを見た いにみたいと言う人にとっては、映像のク いときにその都度ダウンロー オリティが大切。そうでないものは、同じ ドすればいいので、ヒット ものを流していたとしても違う種類のメディ アと考えるべきでしよう。きれいなものを しないキャッシュの問題は 解決するのではないでしょ 見るメディア、画質は多少悪くても情報を 見るメディアなど、メディアの種類が再編 うか。ハードティスクのバ ススピードなみのスピー されるともっとわかりやすくなると思いま ドがいつでも担保できれ す例えば、 GyaO のクオリティは純粋な ばよいのです。そんな 映像としてはテレビ屋さんは許せないとい ネットワークを国という う話は聞きます 単位で作れるかは疑わ C 氏 : あれはテレビとして見るには許せ しくはあるけれど、今の PC が ないのでしようね。 ディスクレスになると思えば、無駄なト D 氏 : でも、みんな喜んで見ているよ。 SPECIRL G UNIX magazine 2006 Autumn

P2P 実用ソフトウェアへの道 カまたは選択してもらうという手段があ 本文では、アプリケーション層マルチ ります。しかし、利用者が人力・選択す キャスト (ALM) の理論と実例を紹介し る値はあてにはなりません。 ' までの話が現実環境を無視 ました 帯域幅を知る方法としては、やはり計 しているわけではありませんが、実際に 測が基本です。ただし、計測のために流 インターネット上で稼働するしくみを作 すトラフィックが帯域幅を圧迫する点に るには、さらに乗り越えねばならない多 注意が必要です。 ALM システム自体の くの間題があります。例えば、 動作の妨げにもなりかねません。しかし ・ネットワーク帯域幅 あまり計測時間を短くすると、必要な精 ・ NAT やファイアウォール 度が得られない可能性もあります。加え ・ノードの頻繁な離脱や参加 て、どのノードを相手として計測するか ・状況の動的な変化 も重要です。 ALM システム運用側で計 ・映像や音声のストリーミングプロトコ 測相手となる ( 少数の ) ノードを用意す る方法もありますし、一般利用者のノー ・旧 P をまたぐトラフィック ド間で計測させる方法も考えられます。 ・大規模試験の方法 それぞれに長所短所があります。 などです。ここでは ALM を中心として、 また、連続的なトラフィックを流すこ P2P ソフトウェアを実用化するために となく、測定した通信の遅延から帯域 配慮すべき点を整理していきます。 幅を推定する方法もあります。つまり、 ネットワーク帯域幅 pathchar というソフトウェアに実装され たような方法です。そのほかにも、測定 を行なわずに、他所の帯域幅やネット ツリーベースの ALM 手法の場合、子 ワークのトボロジを基にして推測するこ の数が多いほど子へのデータ転送トラ とも考えられます。 フィックが増えます。このため子の数は、 上り方向の帯域幅が許す範囲に調整する NAT やファイアウォール 必要があります。メッシュべースの手法 であっても、上り帯域幅が狭いノードか ら多量にデータを配布しようとすると無 最近では多くのコンピュータが、 NAT やファイアウォールを経由してイ 理が生じるため、帯域幅に応じた転送量 ンターネットとの接続を持っています。 の調整が求められます。 その場合、インターネット側からそのコ これらを調整するためには、まずは帯 ンピュータに向けた通信は制限され、難 域幅を把握する必要があります。簡単な しくなります。 ALM に限らずオーバー 方法としては、利用者に大まかな値を入 SPECIRL C * 1 アドレス変換表のポート番号 対応工ントリ UNIX magazine 2006 Autumn

ンが点と点をつなぐオーバーレイネット は、例えばマルチキャストイネープルな ワークとしての P2P を作って大ブレイ ネットワークになって、 End-to-End で クした。それが Winny なのですね。 自由に配信もできる世界になったら解決 NGN についてはインテリジェントネッ できるのかもしれません。 トワークとしてずっと研究していたのです D 氏 : プートするためにランデブーポイ から、キャリアが実際に作り出した今頃気 ントだけ用意されていて、あとは勝手に づいてあわてても遅いわけですよ。動き出 やれということ ? したらもうとまらない。その引き金を引い A 氏 : そう。現在はローカルな範囲での たのは P2P のファイルシェアです。触って 資源探索が、もっとグローバルなところ はいけない情報、触られてはいけない情 でマルチキャスト的な資源探索ができる 報があるのに、それを全部暴露してしま ようになれば、本当の P2P なのではな うウイルスがばら撒かれたということに対 いでしようか。たとえば工ンドユーザー してあまり反省がなされていないように べースのグローノヾルの SIP サーノヾがあれ 見える。それに対するカウンターの提案 ば似たようなことはできます。それをラ ンデブーポイントとして、あとは End-to- が NGN なのでしよう。 End としてつなげばよいのです。そうい P2P アーキテクチャ うプートストラップの資源探索の段階か ら踏み込んだシステムを実現せずに、単 A 氏 : P2P のアーキテクチャといって に匿名性に重きを置いた P2P のままで も、今の状況はエミュレーションなのか は、魅力を感じないですね。 もしれません。サーバとクラクライア レイヤで分けるわけではないが、レイ ントの両方を実装しているにすぎないの ヤの一番下はキャリアに握られていても で、本来の P2P としては実装していな 仕方ないとしても、少し上のレイヤ、つ い。あるサービスを用意して待ちうけて、 まりレイヤ 2 以下のネットワークを自分 そこに来たユーザーに提供する、逆に で組み立てその上にサービスを開発する ユーザーはそこへ入りに行くということ ことは、金はかかるけれどできるはずで でしかない。本当の P2P のアー す。なのに、それをせずになんとなくイ キテクチャって何よって気が ンターネットの上に乗っかっている。 します。 D 氏 : でも、今はオーバーレイネット D 氏 : 確かに。出人りが自由 ワークでかなりの部分が解決されてし かどうかとかね。 まっているので、そこを一生懸命作って A 氏 : そもそも、最初にネッ も無意味だという言い方もあるのでは ? A 氏 : オーバーレイが、エミュレーショ トワークに参加するための プートスラップ問題はすべ ンなのか、シミュレーションなのか、実 てのサービスでまだ解決 現なのかというところで違いが出てく れば面白いと思うのですが。今の P2P も できていない。もちろん、 P2P でも解決できていな もっとローレベルにならないと面白くない い。理想としての P2P はいろいろある と思いますよ。これは、自分が匿名性に けれど、まだ最初の段階で間題が解決で 対してあまり技術的な欲求を持っていない きていないことが多いのです。でもそれ からそうなのかもしれないですが。 SPECIRL G 76 UNIX magazine 2006 Autumn

ャ チ ク キ ア の ョ 05k 「 00 コ d ↓ ab 一 e talk 覆面座談 2 そもそも、 P2P はユーサーにとって何がうれしいのか。座談会出席 者がそれそれの立場から、幅広い話題を取り混ぜっつ、 P2P そして ネットワークアーキテクチャの問題と、今後について語った。 りがないですが。ただ、流通させるとい う点ではすごく効果があるシステムだと P2P の話題と課題 思いますよ。経済学のものさしの 1 つに お金がどれだけ回っているかというのが あるが、情報がこれだけ回っている世界 のか。 P2P のキーワードとしては、オーバー レイネットワーク、ファイルシェア、 P2P の というのはすごいと思う。でも、ヒット アプリケーション、グリッドやトータルコン しないデータでは意味がないか・ ピューティングパワーなど話題と課題が渾 A 氏 : 実際には、情報に局所性があるの 然一体となっています ではないでしようか。オーバーレイネッ E 氏 : 確かにそれらをまとめて P2P と トワークがあって、点から広域に展開し 言っていますが、 Winny の問題以降は てはいるが、実は局所的なオーバーレイ P2P とはファイルシェアのソフトウェアの総 が沢山あるだけで、結局メジャーコンテ 称みたいなイメージになっていますね ンツは限られたものだけではないのかな C 氏 : そうですね。しかし、 P2P とファ と思います。 イルシェアは必ずしもイコールではあり D 氏 : オーバーレイネットワークといえ ませんよね。 ば、 P2P やファイル共有に限らず、下 ネットワーク屋として許せないのは、 位のネットワークをどうするのかという ただファイルを共有して手元に置いてお 課題がアーキテクトにはありますね。ト きたいがために、あの大量のトラフィッ ラフィックなどを一所懸命に考えてネッ クが流れているということ。使うかどう トワークを作ったのにそんなものとはお かわからないものを転送するな、という 構いなしにオーバーレイネットワークが 感じがするわけです。もし、ファイルを 作られてしまう。まあ、それはしようが みんなで共有しようということであれ ないという気もしますが ば、クライアント PC がリクエストに応 セキュリティを じてファイルを送れるしくみになってい -.. ・一どう確保するか て、あとは Google で検索一発でもよい のかもしれません。 E 氏 : 今は、使える帯域がジャパジャパ ルスを作った人間がいることと、そのイ あるという前提で動いていますね。 ンフラを作ったことがまだ区別がされて D 氏 : ヒットしないキャッシュのために いません。そのため、違法コンテンツを もったいないですね。さらには、中身の シェアすることの一直線上に P2P があ 違法性とかその辺のことを言い出すとき るように見えてしまった。 D 氏 : ひと言で P2P と言っても何を指す A 氏 : 某キャリア在籍 B 氏 : 某研究組織在籍 C 氏 : 情報通信系業界 団体在籍 D 氏 : 某キャリア在籍 E 氏 : 某サービス プロバイダ在籍 A 氏 : ファイルシェアについては、ウイ SPECIRL G 70 UNIX magazine 2006 Autumn

写真 1 大館樹海ドーム 黒川紀章氏による 図 3 菱野ニュータウンのスケッチ ( 黒川紀章氏提供 ) 写真 2 大館樹海ドームを外から望む テントのように柱ですべてを支えるも により、鉛直方向にかかる荷重をドーム の、一般的な家屋のように柱と梁で支え 周囲にある外殻に分散している。した るもの、ツーバイフォーエ法のように壁 がって 1 ヶ所に荷重がかかりすぎること で支えるもの、柱を組み合わせて巨大な なく、全体が比較的均質な存在として支 構造を作るものなど、さまざまな構造が えられている。外殻を含めた外部からの 存在する。例えば、東京都庁舎は多数の 写真を写真 2 に示す。 3 角形を組み合わせた構造の柱により、 次に都市における構造に目を向ける 軽くて巨大な 4 角形の枠組みを構成して と、宗教と政治と工学が複雑に絡み合っ おり、荷重を支えつつ広い内部空間を確 た構造をみることができる。例えばヨー 保しているという * 6 ロッパ的な教会と広場の都市設計や、パ また私が特に面白いと感じるのはドー リやウィーンのリング状の街区、アメリ ム構造である。ドームというと東京ドー 力的な高速道路を基礎とした街並みなど ムを思い浮かべる方もいるかもしれない である。また東京においても、その構造 が、あれは空気圧で屋根を支えており、 から江戸時代の政治的な土地割りまで遡 構造で屋根を支えているわけではない。 ることができる。こういった構造の多く それはしくみとしては面白いが、本稿は が、ある種の中心を持ち、そこを通過す 構造に着目し、大館樹海ドーム * 7 を取り る交通の制御に取り組んでいる。中心部 上げる。 は、いわば制御されていないクライアン 写真 1 に樹海ドームの天井の構造を示 トを多数抱えるサーバのような状態にな す。このドームは、木造としては世界最 り、電車も自動車も、ふとしたことで輻 大級である。本来巨大構造物に適さない 輳したり機能不全を起こしたりする。 集成材 ( 接着剤で張り合わせた木材 ) を またもう 1 つ本稿の文脈で挙げておく 用いて、巨大な空間を作ることができた べき都市設計の先行事例として、黒川 のは、 1 つにはその構造に工夫があるか 紀章氏らが提唱したいくつかの構造があ らである。具体的には、アーチ状の天井 る。その 1 つである図 3 は、愛知県菱野 'SPECIRL * 6 石井勉 ( 監修 ) 、図解よくわか る建築・土木ーしくみと基礎知識、 p. 98 、西東社 2006 * 7 伊東豊雄 ( 設計 ) 、大館樹海ドー ム、 1997 http://www.jukaidome ℃ om/ 58 UNIX magazine 2006 Autumn

アプリケーション層 マルチキャスト : 基本と応用 アプリケーション層でマルチキャストを行なう各種手法を、豊富な例とともに 紹介する。後半の「 P2P 実用ソフトウェアへの道」では、実用化にあたって 配慮すべき点をまとめた。 IP マルチキャストは、その提案から multicast) 、エンドホストマルチキャス ウタゴ工株式会社 ト (end-host multicast) という呼び名も 10 数年を経た今でも、インターネット 取締役最高技術責任者 の津々浦々で使えるという状況には至っ あります。 ・博士 ( 情報科学 ) ていません。そこで、インターネット自 ALM とファイル共有 体ではなく、その上で動作するアプリ 首藤ー幸 ソフトウェアの違い ケーションにマルチキャストをさせよう SYUDO Kazuyuki という研究が、 2000 年頃から盛んに行 ALM では、受信側のコンピュータが なわれています。このようなマルチキャ 相互に直接データをやりとりします。っ 技術フェチ。工ンジニアとして スト手法は、アプリケーション層マルチ まり、典型的な P2P システムです。 「人には作れないものを作る」 をモットーに、 Java スレッド キャスト * 1 ( 以下、 ALM) と呼ばれます P2P システムでもっとも有名なのは、 移送システム MOBA 、 Just- GnuteIIa や eMule 、 Winny 、 BitTorrent in-Time コンバイラ shuJlT 、 ALM に参加するコンピュータ、すな などに代表されるファイル共有ソフト オーバレイ構築ツールキット OverIay Weaver などのソフ わちノード群が構成する構造・トボロジ ウェアでしようか。ファイル共有ソフト トウェアを開発してきた。 ウェアの主なコンテンツは、今のところ は、インターネットのそれとは異なり ます ( 図 2 ) 。このようなアプリケーショ 動画像や楽曲であり、 ALM も同様です。 ン層のネットワークは、 ALM に限らず、 しかし、 ALM とファイル共有ソフトウェ オーバーレイ * 2 と呼ばれます。 ALM は、 アとでは技術的な要件がかなり異なり、 オーバーレイ上で行なわれるマルチキャ 難しい点も異なります。 根本的な違いは、事前にコンテンツを ストという観点から、オーバーレイマ ルチキャスト (overlay multicast) とも バラまいておくことができるか否かです ( 図 3 ) 。ファイル共有ソフトウェアは一 呼ばれます。 ALM にはほかにもエンド システムマルチキャスト (end-system 般に、コンテンツまたはその断片を、複 例えばライプ映像 導→ 図 1 アプリケーション層マルチキャスト SPECIRL C ( 図 1 ) 。 オーバーレイ データ配信元 ( ストリーム ) インターネットの構造・トホロジ * 1 AppIication-LeveI MuIticast もしくは Application-Layer Multicast * 2 オーバーレイネットワークもし くはネットワークオーバーレイ 図 2 オーノ←レイ UNIX magazine 2006 Autumn