すっきりわかった！仮想化技術 第6回

製品例からみるストレージ仮想化

サーバだけじゃない！ストレージ仮想化の重要性

ITインフラ全体の仮想化の必要性

　ITインフラの投資対効果を高め、ビジネス上の競争優位性をもたらす技術として、仮想化が注目されている。なかでも実際に導入が進んでいるのはサーバの仮想化だが、ネットワークやストレージの仮想化を組み合わせることで、さらなる効果が期待される。このパートでは、今後に課題となりうる可能性を持ちながら、あまり注視されていないストレージ仮想化について取り上げる。

仮想化環境でのストレージの課題

　高機能な物理サーバ上に、VMware ESX Serverなどのサーバ仮想化ソフトウェアを導入して仮想サーバ環境を構築し、サーバの統合（コンソリデーション）を行なったとしよう。すると、これまで物理サーバ10台（用途により異なるが一例として）で提供していたサービスを、1台の物理サーバで提供できるようになる（図1）。

図1　仮想化を用いてサーバ10台を統合する

　これにより物理サーバの台数は大幅に減少する。ところが、集約されたサーバ内のストレージに障害が発生すると、すべてのサーバが止まってしまう。影響度は従来の10倍、すなわちサーバ10台分がダウンすることになる。当然復旧にあたっては、10サーバ分のデータセットを再ロードする必要がでてくる。

　また1サーバあたりのデータ量が10倍に増えたからといって、バックアップにかけられる時間を10倍とれるわけではない。今まで1時間かかっていたとして、その10倍の10時間かかったら、翌日の始業時間になってしまうかもしれない。そのため、従来同様の限られた時間内に、1台のサーバから従来以上のデータ量のバックアップを実行する必要が出てくる。

　さらに、業務システムの継続稼動の重要性が高まるにつれて、災害復旧（Disaster Recovery。以下、DR）の重要度が大きくなっている。Windowsサーバ環境ではまだまだ従来の直接接続型ストレージ（DAS）環境が多く見受けられるが、この構成ではDRは非常に困難であり、仮想サーバとネットワークストレージベースに移行する必要がある。

ストレージ仮想化の必要性

　サーバ仮想化は、サーバのプロビジョニングの効率を大幅に改善し、同時にサーバリソースの動的な再配置も可能とする。プロビジョニングとは、リソースを準備、設定し、サービスを提供することを指し、多くのIT管理者が頭を痛めている問題だ。

　というのも、サーバが使用するストレージに柔軟性がないと、ストレージのプロビジョニングに時間がかかり、結果としてシステム全体のプロビジョニングに対してストレージがボトルネックとなってしまうことになる。

　また従来型のストレージでは、ボリュームはRAIDグループにひも付けられており、リソースの効率的活用という観点で十分な機能を提供できない。

　たとえば、パフォーマンスの観点からストレージのI/O性能を向上させるため、ストライプボリュームとしてHDDが10本必要である場合、もっとも小さいHDDの容量が1TBだとしたらどうであろうか？ サービス開始時点で必要な容量が2TBだとしても、10TB分の物理リソースが必要になり、容量が無駄になってしまう。

　反対に、I/O性能はそれほど必要でなく、5台でストライピングすれば十分だが、容量としては10TBが必要な場合、やはり10台のHDDが必要になるが、この例でもI/O性能としては5台ぶんが余剰となる。

　このように、従来型のストレージを用いたボリュームでは、RAIDグループごとに余剰となっていた容量や処理能力を共有プール化し、必要なときに必要なぶんだけ配分するということが不可能であり、余剰ぶんは無駄となっていたのだ（図2）。

図2　従来型ストレージを用いた仮想化システム

　こうした従来型ボリュームの欠点を克服し、サーバ仮想化環境におけるリソースの柔軟性や効率的活用を可能にするために、ストレージに仮想ボリューム機能が必要となる。つまりサーバ仮想化環境で実現しようとしている、

1. システムリソースを共有プール化
2. 迅速なプロビジョニングと粒度の細かいリソースの動的再配置機能による、システムリソースの効率的活用

を、ストレージ側でも実現する必要がある（図3）。

図3　ストレージ仮想化を用いて、リソースを柔軟に振り分ける

ネットワーク接続型ストレージ

　たとえば仮想化ソフトウェアのVMwareでは、多くの有効な機能を提供しているが、これらの機能を活用するにはSANなどのネットワーク接続型ストレージが必要不可欠となっている。もちろんVMwareはDAS環境でも使用可能だが、この場合は多くの高度な機能が使用できない。

　たとえば、アプリケーションを稼働させた状態で仮想マシン（VM）を別の物理サーバに移動（ライブマイグレーション）を行なうVMotion、ローカル環境にある別のサーバにVMをフェイルオーバーするVMware HA、ストレージのデータレプリケーション機能（複製）を利用したDRサイトへの移行の自動化（Site Recovery Managerを使用）などがある。これらVMwareの目玉ともいえる機能は、ネットワーク接続型ストレージの使用が前提となる。

　仮想サーバ環境に最適なストレージの要件としては、上記のネットワーク接続型ストレージであることに加え、ストレージ仮想化技術を有することを前提として、以下の3つの要件を満たす必要がある。

1. 従来以上の堅牢なデータ保護機能
   
2. リソース利用効率の向上
3. リソース利用時の高い柔軟性

　それでは、これらの3つについて詳しく見てみよう。

（次ページ、「従来以上の堅牢なデータ保護機能」に続く）