調査と解説

コンピュータの仮想化については当然のことながら Wikipedia にも記述されている． しかし，仮想化に関するかんがえかたはひとによって差がある． Wikipedia のなかでも，日本語版の項目と英語版の項目とのあいだにはだいぶ差があるようだ． Wikipedia に私のかんがえをいれると論争がおこりかねないので，そのかわりにここに書くことにする．

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データセンタ内のサーバやネットワーク内の省電力化に関する研究は多数あるが，ホスト (サーバやエンドユーザの PC など) とネットワークとが協調して省電力化の効果をたかめることに関する研究はまだすくない．

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VMware に関するおもな論文をあつめた．

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通常はデータセンタの LAN 内でおこなわれるライブ・マイグレーションを，データセンタ間のように，WAN によって接続された環境でおこなうことに関する論文である．

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VMWare や Hyper-V などに先行するサーバ仮想化ソフトウェア Xen に関する論文をあつめた．

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ルータなどのネットワーク機器をスリープさせるか電源を遮断して省電力化をはかるとき，それらの捜査をおこなうまえにその機器にトラフィックがながれないように制御する必要がある． そのための方法に関する文献をあつめる．

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ネットワーク機器の省電力化がもとめられる背景としては，トラフィックの増大やそれに対応するためのネットワークの大規模化もあるが，個々の機器に関してもさまざまな課題がある． アラクサラの講演 [Ala 08] の内容にもとづいて，これらの背景や課題についてのべる．

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2025年における日本国内での IT 機 器の消費電力は現在比 5.2 倍になるとの試算されています． このため，IT 設備自体の消費エネルギーの低減が求められています． この IT 設備自体 の省エネは Green of IT と呼ばれることがあります． Green of IT では IT の持つ利便性を損なわず省エネを実現する技術開発が重要になります． [Ala 08]

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省電力化の効果を測定する際に，計算処理量やネットワーク・トラフィック量などから消費電力を推定することもできるが，より確実な方法は電力そのものを測定することである． 消費電力を実際に計測するための電力計測機器がある． ここではそれらについてまとめる．

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ルータ (や現在のスイッチ) にくらべると光スイッチが消費する電力は 2 桁ちいさいともいわれる． ルータの消費電力がおおきい理由は，ルータにおいて使用されている CMOS はスイッチングの際に比較的おおきな電力を消費し，その消費量は周波数に比例して増加するからである．

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「インターネットの問題点は，トラフィック量の多少にほぼ無関係にネットワーク機器が電力を消費する点にある． インターネットの標準的なプロトコルであるTCP/IP は IP パケットの到達性 (IP Reachability) を前提としているため，ネットワーク内の機器をむやみにスリープさせることはできない． このため，TCP/IP との親和性を考慮しつつ，省電力を低減させる様な制御・管理方式が研 究の中心課題となっている．」 [Min 09a]

「現在のインターネットが消費電力を強く意識して設計されていない点に鑑みれば，現在のアーキテクチャのままの低消費電力化はいずれ限界を迎えることになる． そのような場合，消費電力の制御をも考慮した新しいネットワークアーキテクチャが必要になる可能性もある． さらにその先を見据えれば，消費電力を評価軸にした新しいサービスの登場も期待できる．」 [Min 09b]

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「IP を前提としないセンサネットワークの分野においては自由な発想のもとに様々な省電力化のアイデアが開発されてきている事実を考えれば，抜本的な省電力化を実現するためには，現行のネットワークアーキテクチャを見直すことも含めた研究開発が必要となろう．」 [Min 08]

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データセンタにおける省電力化においてはサーバの仮想化がおおきな柱となっているが，ネットワークの省電力化においても仮想化が重要なやくわりをはたすのではないかとかんがえられる． そのいくつかの根拠をしめす．

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佐宗 [Sas 08a]，佐宗 [Sas 08b] をもとに，Juniper Networks におけるネットワーク仮想化についてまとめる．

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南 [Min 08] はインターネットを中心としたネットワークの省電力化技術の動向を調査し，その技術課題をしめしている． このページにおいては南の報告の一部を引用し追記している．

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省電力化のためにネットワーク・トラフィックの最適設計をおこなう技術についてまとめる．

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「トラフィック計測・監視に関する標準化」 に記述したように，インターネット上の機器におけるトラフィック計測はまず RMON MIB (遠隔モニタリング MIB) に格納され，SNMP (Simple Network Management Protocol) によって管理装置につたえられるようになった． 現在でもこの方法が主流になっている． しかし，この方法は精度やリアルタイム性において十分でないため，NetFlow，sFlow などの 「IP フロー計測」 のしくみが開発され，IPFIX, PSAMP などのかたちで標準化されてきた． 省電力化のためのトラフィック計測においても，精度やリアルタイム性がもとめられないあいだは RMON やその改良版である RMON2 を使用することができるが，こまかい制御が必要なら IP フロー計測を採用する必要があるだろう． ただし，IPFIX のような現在の IP フロー計測のしくみは省電力化を主要な目的とはしていないので，現在の標準にしばられないほうがよいだろう．

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データセンタにおいて省電力を実現するためには，つぎのような項目を実現する必要がある． これらについて，それぞれ調査をおこなった．

• データセンタにおける省電力化の概要
• 処理量・処理時間などと電力消費の計測
• 処理量・処理時間などと電力消費の予測と最適化
• 処理量・処理時間などと電力消費の制御
• サーバおよびネットワークの仮想化と省電力化

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