火星探査から科学者コミュニティーまで、NASAのAWS活用を聞いた：AWSへシフトしたNASAの挑戦

2012年5月、自前でクラウドを開発していたNASAがAWSの利用者へ転身したニュースは、クラウド業界に大きな衝撃をもたらした。あれから1年半。元NASAのエンジニアで現在はAWSに勤務するクワジャ・シャムズ氏に当時の話を聞いた。

≫ 2013年10月30日 08時00分公開

[石田己津人]

　NASA（米航空宇宙局）はAmazon Web Services（AWS）の主要顧客の1つとして、数々の専門アプリケーションをAWS上で実行する。そのNASAのジェット推進研究所（JPL）でデータサービスチーム・マネジャーとしてAWS活用を推進し、現在はAWSでテクニカルアドバイザーを務めるクワジャ・シャムズ（Khawaja Shams）氏に、NASAにおけるAWSシフトの背景と日本市場に対する期待感を聞いた。

――オープンソースのOpenStackを推進していたNASAが2012年、突如AWSへシフトすると表明したことは、クラウド業界に大きな衝撃をもたらしました。

Amazon Web Services テクニカルアドバイザー
クワジャ・シャムズ氏

シャムズ氏　大量データを扱う次世代ミッションを考えれば、データセンター資源が足りなくなるのは見えていましたから、NASAの各組織は2008年からそれぞれクラウド活用を検討していました。そこではAWSとともに社内開発も選択肢の1つにありましたが、NASAとしては結局、「われわれのコアコンピテンシーは宇宙開発であり、ITインフラ開発ではない」と判断し、AWSを選んだわけです。

　これは一般企業でも同じでしょう。自分たちが不得意あるいは退屈な作業は、その道の専門家に任せる。それこそがクラウドの意義です。

編注1：NASAは2008年、主要研究センターの1つAmesがクラウド基盤開発プロジェクト「Nebula」をスタート。その成果は、オープンソースの「OpenStack」へ引き継がれる。だが、ITベンダーが大同団結してOpenStack財団を設立する直前の2012年5月、NASAはクラウドの利用者へ転身すると発表。2012年6月には前CIOのLinda Cureton氏がブログ上でAWSシフトを表明した。

世界に散らばる科学者コミュニティーでも

――NASAの中でAWSシフトを決定づけたのは何だったのでしょうか。

シャムズ氏　NASAで最初にAWSを本番利用したのは2010年、火星探査機（当時は「Spirit」と「Opportunity」）を地球から制御するためのデータを収集するアプリケーションでした。7年にわたる長期運用でデータを蓄積していたリレーショナルデータベース（RDB）がスケールしなくなり、AWSのストレージサービスに切り替えました。

　そして2012年5月、パブリックなAWSがスーパーコンピュータのワークロードも担えるのかどうか、大規模なベンチマークテストを行いました。その結果、AWSは社内のプライベートクラウドと比較して、展開が簡単でコスト効果も高く、HPC（高性能コンピューティング）も十分担えることが分かりました。

　何より世界的な科学者コミュニティーでコラボレーションがしやすくなりました。それまで各地の科学者の近くにコンピューティング環境を用意し、NASAのデータセンターからTバイト級のデータをコピーする必要がありました。それがAWSなら各リージョンでAmazon EC2インスタンスを立ち上げ、グローバルに共有されたストレージに接続して解析を行うことができる。時間のロスがなくなりました。

　もちろん、オンプレミスかクラウドかの二者択一ではなく、適材適所で使えばいいのです。例えば、現行の火星探査機「Curiosity」から送られてくるデータの“プロセッシングパイプライン”は、NASAのデータセンターとAWSにまたがっています。AWSならそうした柔軟な構成がとれることもメリットの1つでした。

編注2：ステレオカメラを搭載したCuriosityから伝送されてくる左右の画像を合成し、画像本体は「Amazon S3」、メタデータは「Amazon SimpleDB」に格納する複雑な処理連携を実行するため、AWSのイベント駆動型ワークフローサービス「Amazon Simple Workflow Service」を使用している。

Amazonは2003年当時のIT資源を毎日調達

――対外的にAWSシフトを印象付けたのは2012年8月、Curiosityが火星に着陸する様子をライブストリーミング配信する基盤にAWSを採用したことです。システム設計を担当したシャムズさんは、どの点で苦労されましたか。

シャムズ氏　当時のわれわれは大規模なWebストリーミングを手掛けた経験がない中、着陸までの2週間でシステムを展開し、検証しなければなりませんでした。NASA側でシステム構成を考え、AWS側にレビューしてもらいました（2012年の米大統領選でオバマ陣営のITインフラ構築を担当したことで知られる）マイルス・ワード氏（Miles Ward）などAWSのソリューションアーキテクトに助けられましたね。

編注3：2008年8月6日、Curiosityが火星に着陸するライブ映像は、衛星放送とサイマルで全世界にWebストリーミング配信された。同時接続ユーザー数百万人による数百GbpsのトラフィックをさばいたAWSサービスは次の通り。「Amazon EC2（m2.4xlarge）」上で稼働する「Adobe FMS」（ストリーミングサーバ）を本番・待機用で2つのリージョンに展開。また、ストリーミングデータをキャッシュし、25Gbpsのトラフィックをさばく“スタック”を3つのリージョンの各アベイラビリティゾーンに2～3個ずつ配置した。各キャッシュスタックは、1台の1次キャッシュサーバに対して40台の2次キャッシュサーバ、加えて負荷分散を行う「Elastic Load Balancing」から構成され、「CloudFormation」によってテンプレート化して展開・縮退を自動化した。その他、リソース監視「CloudWatch」、DNS管理「Route 53」、コンテンツ配信「CloudFront」などを用いた。

――自分たちが未知の領域でAWSを使うことに不安はなかったのですか。

シャムズ氏　ありませんでした。既に（米公共放送ネットワーク）PBSなどAWS上で大規模ストリーミングを手掛けている例があったからです。当時のわれわれの場合、トラフィックの予測が100Gbpsから1Tbpsまで幅があり、どうなるか読めませんでしたが、こう割り切って考えました。どれだけシステムのスケールが必要になってもしょせん、AWSの巨大リソースを前にしたら“バケツの中の一滴”にすぎないと。

　どれぐらい巨大かといえば、2003年当時のAmazonは社員8000人、売上高50億ドルでしたが、その規模のEC事業を支えるのに必要だったITリソースを、2012年のAmazonは（EC事業とAWS事業を合わせ）“毎日”調達していました。

JAXAでも採用、日本市場に広がるAWS活用

――NASAからAWSに移り、日本市場についてどう見ていますか。特に保守的な公共セクタでは、NASAのようにチャレンジングな事例は少ないと思いますが。

シャムズ氏　どこの国でも税金で運営される公共セクタは保守的です、NASAも例外ではありませんでした。ただ、それが逆にクラウドに向かわせると思います。ITコスト削減の大命題があるからです。実際、日本のJAXA（宇宙航空研究開発機構）でもHPC分野のCFD（数値流体力学）解析にAWSを使い始めています。これから米国と同様に公共セクタでも採用が増えてくるでしょう。

――一方、日本でも民間企業ではAWS活用の機運が盛り上がっていますね。

シャムズ氏　日本でもCuriosity着陸イベントと同じようにトラフィックが読めない、急にスパイクするアプリケーションは多く、伸縮性のあるクラウドは求められています。例えば、テレビ朝日の（番組とリアルタイムに連動するスマートフォン・タブレット向けエンターテインメントサービス）「テレ朝Link」は基盤システムがAWS上で構築・運用されていて、先に行われたサッカーブラジルW杯アジア最終予選では参加者10万人のトラフィックをさばいた実績があります。

　そして日本特有のトレンドとして、東日本大震災後を受けてのDR（災害復旧）対策やグローバル展開をにらんでAWSを利用する企業が増えていますね。東急ハンズのように小売業で基幹となるPOSシステムやマーチャンダイジングシステムを手始めに、主要システム全てをAWS上に移行する企業も現れています（関連記事：【事例】ユーザー企業3社が本音で語る、AWSを使ってみてどうだったか）。

――日本企業に対するメッセージはありますか。

シャムズ氏　（パブリック）クラウドは電気と同じようなものです。必要な時に必要な分だけコンピューティングやストレージ、ネットワークのリソースを“利用”し、その分、それぞれのコアコンピテンシーに集中することが大切だと思います。

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