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"Carrier Grade" - 再定義が必要

通信事業者（キャリア）のシステムは「キャリアグレード」と呼ばれる。通信システムは、企業や社会の基幹を担うため、高い信頼性が求められる。その要請に応えるためのシステム特性が、「キャリアグレード」という言葉に集約される。

「キャリアグレード」の具体的条件としては、「High Availability(高可用性)」、「Guarantee(帯域・性能などの保証)」、「Predictability(予測可能性)」、（「Security(機密性・安全性)」、「Transparency(透過性)」、「Continuity(継続性)」などがあり、サーヴィスの性質により、これらの要素が適宜組み合わされ提供される。特に信頼性の観点からは、高可用性・性能保障・予測可能性が最重視されるので、ネットワークエンジニアは、可用性を保証するために必要なメディア特性、冗長度、検知・切り替え手法、また最繁時に予測されるトラフィック量、許容される遅延などから、必要な回線や設備を算出する。そのためにはシャノンの情報理論、そしてオペレーションズリサーチ（特に、信頼性工学、トラフィック理論、待ち行列理論）を駆使する必要があるから、これらは通信技術者の必修科目であった。DNAと言ってもよいかもしれない。

そんな中、1996年にNTT-Communicationsが開始したインターネットサーヴィス「OCN」は、「ベストエフォート」を強調して画期的だった。安価である代わりに「通信品質を保証しない」と宣言したのだ。脱「キャリアグレード」宣言(!!)である。

でもそんな画期的な宣言ができたのは、あくまでも代替的サーヴィスであったからであろう。1996年の時点では、基幹通信網としては専用線が主流だった。例えばATMメガリンクが開始されたのはOCNサーヴィス開始の翌年の1997年である。こちらの方は勿論「キャリアグレード」だった。

あれから15年の歳月が経過し、殆どの通信がIPになった今も、「キャリアグレード」は健在である。通信事業者がIPv4枯渇対策のために導入するNATは「キャリアグレード」だし、スイッチやルータには、いかなるモジュールや回線の故障時にもsub second（１秒未満）で切り替わることが求められる。

しかし、今、「キャリアグレード」の再定義が必要ではないだろうか。これまでの「キャリアグレード」を追求している限り、通信事業者は自らの首を絞めることになると思えてならない。以下、論拠を述べる。

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• トラフィック理論では、トラフィック生起率や処理時間はポアソン分布で近似できるとする。（事象は離散的ではあるが、集積されれば正規分布のように平均と分散で表現できる。）しかし、現在、実際に起こっている事象のいくつかは、べき乗分布に従うことがわかっている。べき乗分布の場合、「平均」という概念は無意味となり、トラフィック理論は使えない。

• 設備計画のためには、ある程度トラフィック量の推移を予測する必要がある。しかしスマートフォンの急成長など状況がめまぐるしく変わる現在、需要予測はほぼ不可能である。

• 可用性をある程度以上に向上するためには、経済的にもネットワーク設計的にも高いコストがかかる。

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  • 分散並列処理が可能でない場合、システムにはボトルネックが生じ、その可用性を上げるために冗長度を上げようとしても、収穫逓減になる。

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  • 分散並列処理が可能な場合は、「Consistency（一貫性）、Availability（可用性）、Tolerance to Network Partitions（耐分散性）の3つ全てを成立させることはできない」という、BrewerによるCAPの法則（*）に当てはまってしまう。即ち、分散処理系の場合、可用性か一貫性のどちらかを犠牲にしなければならない。ここでは可用性を上げる前提のため、一貫性をある程度妥協し、システム全体で何らかの補完をするような手立てが必要となる。（*）http://www.cs.berkeley.edu/~brewer/cs262b-2004/PODC-keynote.pdf

• Ethernet Aggregationが主流の現在、回線信号断(LoS)では障害を検知できないので、sub secondで切り替えるためには、Continuity Checkをmsec単位で行う必要がある。（このこと自体がスケールネックになる可能性を持つ。）一方、殆どのトラフィックがTCP/IP、HTTPに収斂されている現在、許容通信断時間は変わってきているのではないか。例えそうでないとしても、ネットワークのある一部分を取り出し、そこでsub secondの切り替えに固執することは、あまり合理的とは言えない。

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東北の震災のときに、「キャリアグレード」である電話・携帯電話は不通になったが、無料のSNSは使えていた。（私事で恐縮だが、震災の日、世界中の同僚や友人からは次々と連絡が入るのに、子供たち(SNSやPCメールはまだ使っていない)と連絡が取れない、という状態が半日以上続いた。今思い返しても本当に切ない。）勿論、電話システムの場合は呼制御があるので、同列に比較することはできないことはわかっているが、それでも、「キャリアグレード」っていったい何なんだ、と思わざるを得ない。

しかも、安価なクラウドサーヴィスに、「キャリアグレード」は、このままでは対抗できない。クラウドサーヴィスは、必要に応じてスケールアウトでき、かつ、ノード障害時も他ノードに処理を引き継ぐことができる。一方、「キャリアグレード」なのに（いや、だからこそ?）、docomo sp mode障害のような事故は起こる。通信事業者の報道発表資料で、「原因は通信設備故障、サーバふくそう」とか、「容量のさらなる増強をし今後に備える」という言明を聞くたびに、痛々しい気持ちになる。トラフィック需要なんかこれからも予測できないし、スケールネックを解消しなければ、どれだけ容量を増強しても、コストばかり嵩み、焼け石に水であろう。

「キャリアグレード」という概念自体は、通信事業者の社会的責任、コミットメントを表すものとして、有意義で価値のある概念だと思う。しかし、この概念が、従来の設計・計画・管理手法を踏襲し、局所最適を助長させるものとなってしまっているのではないだろうか。

 

今、「キャリアグレード」の再定義が必要だと強く思う。信頼性とは何か。どのようにしたら、現代の複雑多様な社会要請に応え、増えるトラフィックをさばき、企業活動や個人の生活を充実させることができるようなサーヴィスを提供することができるのか。根本に戻って考え直す必要がある。

 

 

 

 

楽器調整

年末の端境期に、ピアノ調律(年1回)と、チェロの調整(こちらは不定期だが年に1-2回)を行った。

音は純粋な物理現象だから、その調整にはもっと科学的・合理的な方法があってもよさそうなものだが、この現代においても、楽器の製作・調整は完全な属人技である。特に弦楽器なんて木に4本の弦が張ってあるだけのシンプルな構造なのに、何故こんなにも奥が深いのか。複雑多様な外的要因に対応するためには、相応の複雑多様性が必要（アシュビーの法則）なので、楽器の構造がシンプルであっても、その分それを扱う者には複雑多様性が求められるのかな。

このところずっと、発音を良くしたい、音の立ち上がりをシャープにしたいと思い、そのために、張りの強めの（そして値段も高めの...ラーセン-ソリストとか、エヴァ-ソリストとか...）弦を張り、弓の毛で弦をしっかり捉えようと右手をいろいろ工夫していたが、なかなか思うように行かなかった。そんなとき、弦楽器製作者の重野汎さんをご紹介戴いた。

初めて楽器を持って工房にお邪魔したときは、いきなり、「ちょっと弾いてみてください」と言われ、戸惑った。おずおず弾くのを腕組みして聴いていた重野さんは、楽器がもっと自然に響くようにと、駒と魂柱を作り直して下さった。弦についても、「最近は張りの強い弦が出ているけれども、もっと柔らかめな弦の方がよいのではないか。AD線はヤーガー、GC線はスピロコアでもタングステンでなく普通のクロームがよい。」重野さんの持論は、「全く無理なことをせずに、弓を自然に動かすだけで、音は立ち上がってくるし、響く」、というもので、彼のセッティングのおかげで、私の楽器も、そして弾き方も確かに変わった。（弾き方の方はまだまだだけれども。）「楽器が持つ方向、調整者、演奏者の求める方向の３つが全て同じ方向に向かったときに、よい音が出せる」とも仰る。音という自然現象に対峙する深い洞察、飽くことない音の追求により培われた技術と理論に、畏敬の念を覚える。

下記は、その他、具体的な諸注意。

• 調弦により駒が微妙にネック側に傾くが、そうなると弦にかかる重さが楽器にまっすぐに伝わらなくなり、音に影響してしまう。調弦のときは、必ず駒のテールピース側が楽器に対して直角になるように注意する。

• 弦の巻き方でも微妙に音が変わってしまうことがある。巻き始めの弦を弦自身で抑えるように巻くと安定する。

• 弓がすべってくると、普通は松脂が足りないのだと思い松脂をつける。それでも改善しなければ、弓の毛を交換する。しかし実際は、松脂のつけすぎや、松脂の成分が残っているために、音を出させにくくさせている可能性の方が大きい。余計な松脂は徹底的に取り去る。（重野さんは、歯ブラシで弓の毛を鋤いて(!)、松脂をまんべんなく落とす。こうすることにより、弓の毛が切れて少なくなるような状態にならない限りは、毛替えの必要も無いと仰る。）

弾き手の動作が、楽器本来が持つ自然な発音を邪魔する要因になる、ということを改めて認識する。江口さんがよく仰る「楽器が喜んでる・喜んでない」というのも、そういうことなんだな。