2003年08月22日(金) 17時20分

大規模なネットトラフィックをリアルタイムで視覚化するツール(上)（WIRED）

　先週の厄介なワームによる攻撃も、 http://www.cc.gatech.edu/ ジョージア工科大学コンピューター学科の研究者たちが開発した新ツールで http://www.wired.com/news/images/0,2334,60077-8544,00.html 視覚化(画像)すれば、おそらくきれいな画像に見えただろう。

　ジョージア工科大学の研究者チームが作り出したコンピューター・ネットワークの詳細なシミュレーションは、史上最速のスピードを誇り、100万を超えるウェブブラウザーからのネットワーク・トラフィックをほぼリアルタイムで再現できる。これは、研究者たちが通常使用しているシミュレーターの数百倍から数千倍も高速だ。

　インターネット・ユーザー100万人が忙しげにあちこちのウェブページを見て回る様子を画像に表わすと、色鮮やかな曼荼羅(まんだら)のような絵になる。だが、このシミュレーションの目的はデジタルアートの制作ではない。

　技術者や科学者は、ネットワークの性能やセキュリティーを分析、改善する目的で、このようなシミュレーションを日常的に利用している。しかし、大規模なシミュレーションに必要な時間と演算能力を確保できないことが、こうした取り組みの妨げとなっている。

　ジョージア工科大学の研究者チームを率いるリチャード・フジモト教授は「われわれは、コンピューターのセキュリティーや防御の専門家に対し、ワームやコンピューター・ウイルス、セキュリティーホールを突いた攻撃、分散型の『サービス拒否』(DoS)攻撃の動きをこれまでにない規模で研究できる技術を提供したいと考えている」と語る。

　それだけではなく、ジョージア工科大学のツールは「起こっていたかもしれないこと」の研究にも利用できる。

　たとえば、甚大な被害をもたらしたワーム攻撃など、実際に起こった一連の状況をあらかじめ設定しておけば、ルーターやエンドシステムの動きを調節することにより、コンピューターや人間が異なる行動をとった場合に起こっていたであろう状況のシミュレーションができる。

　このような研究を行なえば、より効果的なネットワークの防御策を考え出したり、本当の危険をもたらすものとそうでないものをより正確に見極められるようになり、コンピューター・セキュリティーに関する誤報の減少につながる可能性がある。

　このほかネットワーク・シミュレーションには、「ネットワークの天気予報」とでも言うべき使用法も考えられる。つまり、ネットワークの動きを前もって予測しておけば、近い将来のニーズに合わせてシステムを最適化できるというわけだ。

　フジモト教授が、より高速なシミュレーション・プログラムを作る方法に興味を持ちはじめたのは、カリフォルニア大学バークレー校の大学院生だった30年前のことだ。

　「この問題は、複数の人間を使っていかに芝生を早く刈るかを考えることと似ている」とフジモト教授は説明する。「理屈としては、5人を雇って芝生を刈らせれば、5倍のスピードで作業を実行できるはずだ。だがここで、この5人がすべての芝生を確実に刈るよう調整するという問題が生じる。彼らが同じ場所を刈らないよう(あるいは刈り残しがないよう)調整しなければならない」

　「芝生を刈る人間が5人だけなら、おそらくさほど難題ではないだろう。だが、雇う人数が1000人で、芝生が巨大な範囲に広がっている場面を想定すれば、問題ははるかに難しくなる。われわれが解決しようと試みている基本的な問題もこれと同じで、唯一異なるのは、調整すべきものが芝生を刈る人間ではなくコンピューターだという点だけだ」とフジモト教授。

　この課題に取り組むため、フジモト教授とジョージア工科大学の研究員であるカリヤン・ペルマラ氏は、多数のプロセッサーの作業をすばやく連携させる新たな同期アルゴリズムを開発した。

　ペルマラ氏は「われわれはまず、アルゴリズムを微調整するため、ジョージア工科大学の小規模なスーパーコンピューターで試運転を行なった」と話す。「それでも、はるかに規模の大きいピッツバーグのスーパーコンピューターでわれわれの設計がどのように機能するか、はっきりとはわからなかった。われわれのアルゴリズムはあの途方もない大きさにも耐えられるだろうかと案じた」

　ピッツバーグ・スーパーコンピューティング・センターのスーパーコンピューター『 http://www.psc.edu/machines/tcs/ レミュー』で実験した際、研究者チームのアルゴリズムは1534個のプロセッサーを連動させて超高速を記録し、全体で毎秒1億600万パケットのシミュレーション速度を達成した。

　これに次ぐシミュレーション速度は、研究者チームが確認したかぎりでは、1秒当たり数百万パケットに留まっている。

(8/25に続く)

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