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[2007/03/26]
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[2007/03/19]
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[2007/03/05]
■ その112「Gopherの生い立ちと現在」
[2007/02/26]
■ その111「Wikiの使われ方」
[2007/02/19]
■ その110「文字コードとは」
[2007/02/05]
■ その109「IISの生い立ち」
[2007/01/29]
■ その108「NASの登場と一般への普及」
[2007/01/22]
■ その107「HomePNAのいろいろ」
[2007/01/15]
■ その106「Ogg Vorbisの成り立ち」
[2006/12/25]
■ その105「MIDIの原理とSMFの構造」
[2006/12/18]
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[2006/12/11]
■ その103「WAVの構造と現状」
[2006/12/04]
■ その102「WMAの歴史」
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■ その101「AACの特徴」
[2006/11/20]
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[2006/10/30]
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[2006/10/23]
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[2006/10/16]
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[2006/10/02]
■ その94「GIFの構造」
[2006/09/25]
■ その93「10GBASEの種類（2）」
[2006/09/11]
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■ その88「MPEGの仕組み」
[2006/07/31]
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[2006/07/24]
■ その86「AVIの生い立ちとそのコーデック」
[2006/07/10]
■ その85「QuickTimeの変遷」
[2006/07/03]
■ その84「Realのこれまでと今後」
[2006/06/26]
■ その83「ShareとWinny」
[2006/06/19]
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[2006/06/12]
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[2006/06/05]
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[2006/05/29]
■ その79「Skypeの仕組み」
[2006/05/22]
■ その78「BitTorrentの特徴と今後」
[2006/05/15]
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[2006/05/08]
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[2006/04/24]
■ その75「Gnutellaの歴史と構造」
[2006/04/17]
■ その74「Napsterの歴史」
[2006/04/10]
■ その73「P2Pのいろいろ」
[2006/04/03]
■ その72「IEEE 802.11nの動向」
[2006/03/27]
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[2006/02/06]
■ その64「ActiveX DocumentとActiveX Controlの違いと共通点」
[2006/01/30]
■ その63「ActiveX Controlの機能」
[2006/01/23]
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[2006/01/16]
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[2005/12/26]
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[2005/11/21]
■ その55「FWAの仕組み」
[2005/11/14]
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[2005/11/07]
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[2005/10/03]
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[2005/09/12]
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■ その50「WPAとWPA-PSKの違い」
[2005/08/29]
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[2005/08/22]
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[2005/08/08]
■ その47「OFDMAの仕組みとOFDMとの違い」
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■ その23「SSHの仕組みと応用」
[2005/01/24]
■ その22「SSLの役割」
[2005/01/17]
■ その21「POP3とIMAP4の違い」
[2004/12/27]
■ その20「POP3の役割と機能」
[2004/12/20]
■ その19「SMTPの機能と問題点」
[2004/12/13]
■ その18「SPIとパケットフィルタリング」
[2004/12/06]
■ その17「LANの概念とその広がり」
[2004/11/29]
■ その16「SIPの役割」
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[2004/09/27]
■ その9「DMZとその効果」
[2004/09/13]
■ その8「ファイアウォールとは」
[2004/09/06]
■ その7「NATとNAPTの違いとIPマスカレード」
[2004/08/30]
■ その6「VPNとVPNパススルーの仕組み」
[2004/08/23]
■ その5「無線LANの問題とWEP」
[2004/08/09]
■ その4「IEEE 802.11a/b/gって何を意味しているの？」
[2004/08/02]
■ その3「ダイナミックDNSって？」
[2004/07/26]
■ その2「グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス」
[2004/07/12]
■ その1「PPPoEって何だろう？」
[2004/07/05]

その75「Gnutellaの歴史と構造」


■ Gnutellaって何？

　Gnutella（「グヌテラ」。一部で「ニューテラ」という呼ばれるケースもあります）は、第2世代のP2Pを使ったファイル交換サービスです。次回説明するWinMXとあわせて、第2世代ファイル交換サービスの双璧と言って差し支えないでしょう。

　どちらもすでに旬を過ぎてしまっており、特に日本においては（別途説明する）Winnyに移行したこともあり、基本的には過去のソフトという扱いと考えられます。とはいえ、Gnutellaについては、同プロトコルを利用したアプリケーションが今も存在します。


■ Gnutellaの歴史と構造

　Gnutellaは、（Winampを開発していた）旧NullSoftのJustin Frankel氏とTom Pepper氏が開発したP2Pのファイル交換ソフトです。2003年3月に公開されたものの、わずか1日で（NullSoftを買収したAOLが）公開停止。しかしながら、24時間の間に入手したユーザーが再配布を行なったり、またのちにはオープンソースバージョンのGnutellaが開発・配布されるといったことで一挙に普及しました。

　Gnutellaの特徴、というよりはNapsterに対する大きな違いは以下の2点です。

・どんなタイプのファイルの交換も可能。つまりMP3に限らない
・センターサーバーにあたるものがない

　前者に関しては説明が不要なので割愛するとして、後者についてもう少し説明します。まず、Gnutellaクライアントが立ち上がったら、インターネット上に数百あると言われるGWebCacheを検索しにいきます。GWebCacheは、要するにGnutellaのネットワークをすでに構築しているノードのIPリストです。これを複数のGWebCacheサーバーから取得することで、ネットワークに参加することができるようになります。またこのリクエストを受けて、GwebCacheには新規追加されたNodeのIPアドレス、図1の例ならばノードAのIPアドレスが追加されます。

　さて、こうしてGnutellaネットワークへの入り口が発見されたことで、実際にいくつかのノードに対して接続を行ないます。具体的にはノードに対して接続要求であるPing Requestを発行し、そのノードからPong Responceを受け取ったら以後はそのノードと接続状態が確立されるというわけです（図2）。



図1：ステップ1と図2：ステップ2

図3：ステップ3
　次にファイルの検索です。例えばノードAが探しているファイル（AAA）が図3のノードGにあったとします。ただし、ノードAから直接見えるのはノードB～Dまでです。この際、ノードAはノードB/C/Dに問い合わせ（query）を出します。しかし、どのノードも目的のファイルを持っていないので、いずれも隣接ノードにその問い合わせをリレーします。このリレーによりノードGに問い合わせが届き、ノードGは返答（query hit）を送り返します。これが再びリレーされて、ノードAに届くというわけです。ちなみにこの際、ノードD～Fは「AAAというファイルはノードGにある」という情報を保存するため、別のノードがやはり「AAA」というファイルを検索した場合、すばやく「ノードGにある」という情報が返るようになっています。

　ファイルの置き場所が確定したら、あとは転送です。この転送はHTTPを使い、ノードAとノードGの間で直接行なわれます。よって、ファイルの転送にはノード間のリレーを用いません。

　図4、つまりファイル転送の部分に関してはNapsterと似ていますが、それ以前の部分、ネットワークへの参加や、ファイルの検索に中央のサーバーがない点がGnutellaの大きな違いです。実際、各ノードはGnutella ServerとGnutella Clientを兼ねることから、Servant（Server+Client）と呼ばれています。最初にネットワークに参加するまでには固定サーバーの助けが必要ですが、1度参加したらあとはすべてP2Pで実施できるのが大きな強みでしょう。


図4：ステップ4

■ Gnutellaの現状と問題

　上にもちょっと書きましたが、オリジナルのGnutellaのプログラムは1日だけ公開されましたが、すぐにAOLの法務部門によって公開を停止されます。当初はプログラムのみで、ソースは後ほど公開という予定だったそうで、結局のところオリジナルソースは公開されませんでした。

　ところがオリジナルのGnutellaをダウンロードしたユーザーにより通信プロトコルが解析され、これによりGnutella互換クライアントが登場します。BearShare やLimeWire、Shareazaが有名ですが、他にも沢山の互換クライアントが存在します。これらに関する情報はgnutellaの情報サイトで入手できます。

　加えて、Shareazaではプロトコルをさらに改良しました。Gnutella2と呼ばれるこちらはまだ対応クライアントなどは少ないですが、（後述する）Gnutellaの問題にいくばくかの解決の筋道をつけています。このGnutella2の情報は、デベロッパーサイトで入手できるでしょう。日本語の情報は、jnutellaコミュニティにある程度まとまっています


　さて、そのGnutellaですが、いくつかの問題点が挙げられているので最後に紹介しておきましょう。

・中途半端な匿名性
　図3に示した検索の際、ノードGからは「元々誰がそのqueryを発行したのか？」ということは見えません。ただ匿名性が保証されるのはここまでで、実際に転送を始める段になると、当然ノードAが明示されることになります。また転送にHTTPを使っているので、パケット傍受によりファイルの中身を確認することも可能で、トータルとしてはそれほど匿名性は高くありません。

・恒常的にトラフィックが発生する
　仮に自分が転送を行なっていなくても、隣接ノードとの間でqueryの受け渡しをするため、常時一定以上のトラフィックが発生します。FTTHのように上り、下りともに大きな帯域が確保できる環境ではあまり問題にならないでしょうが、ADSLなどの場合では上り帯域を使い切ったりしかねないので、これが無視できないオーバーヘッドであると言われます。

・検索レスポンスの悪さ
　バケツリレー式に検索を行なう関係で、「どのぐらいで見つかるか」という時間が予測できません。

・各サーバントへの依存度の高さ
　例えば図3でノードB～DがGnutellaを落とした瞬間に、ノードAはネットワークから切り離され、もう1度GWebCacheの取り込みからやり直す必要があります。Gnutellaの場合センターサーバーが存在しないので、ネットワーク全体の動きが個々のサーバントに依存することになります。これは転送スループットについても同じことがいえます。まぁこれはP2Pの宿命でもあるのですが……。

・不均衡なトラフィック
　むしろ問題になるのはこちらです。例えば図4のケースで、ノードAがAAAというファイルを受け取ったあと、自分でもそのファイルを公開するようにすれば、以後はノードA/Gで負荷分散を図ることが可能になります。

　しかし、これは個々のユーザーの選択次第なので、例えばノードAが公開しない場合は、ほかにもAAAというファイルを欲するノードが出た場合、すべてノードGにアクセスすることになります。結果として、ノードGにアクセスが集中するという状況になるわけです。このあたりがWinnyである程度解決されているという点が、日本のユーザーを一気にWinnyに走らせた最大の要因ではないかと思います。


2006/04/17 11:01
槻ノ木 隆
　国内某メーカーのネットワーク関係「エンジニア」から「元エンジニア」に限りなく近いところに流れてきてしまった。ここ２年ほどは、企画とか教育、営業に近いことばかりやっており、まもなく肩書きは「退役エンジニア」になると思われる。（イラスト：Mikebow）
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