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ミッションクリティカルシステムの経験を活かして仮想化に応用する Part1-2 Storage

仮想化データセンターのハードウェア基盤
データセンター完全ガイド 2012年春号(2012年3月31日発行)掲載
文:渡邉利和

富士通

富士通は、国内の金融機関などのミッションクリティカルシステムを多数構築した経験から、ストレージ基盤についても独自の高度な仕様を定め、実装に取り組んでいる。新世代に刷新されつつある同社のストレージ「ETERNUS」でも、大規模化する仮想化環境を支える、ストレージ基盤に望まれる多彩な機能が盛り込まれている。

ストレージに求められる要件

サーバー仮想化技術の活用の場が、テスト/開発環境から比較的軽負荷な情報系システムなどを経て、ついに大規模システムやミッションクリティカルな基幹業務の領域にまで到達しつつある。同社のストレージソリューションであるETERNUSでは、仮想環境で運用されるストレージ基盤としても、充実した機能が整備されているが、こうした仮想化ソリューションの要件として、「運用性」「拡張性」「信頼性」「親和性」の4点を挙げる。

運用性とは、大量のインフラ・リソースを容易に運用できる能力を指す。拡張性は、規模や性能を柔軟に拡張できること。信頼性は、ハードウェアとしての信頼性・保守性に加え、セキュリティへの対応も含む概念となっている。最後に、親和性とは仮想化基盤(ハイパーバイザー)や運用管理ミドルウェアとの連携のことだ。そして、これらの基本的な要件を満たしたうえで、さらに「サービスレベルを考慮したインテグレーション能力」を重視する点が、高度なシステムインテグレーションを多数実施してきた、同社ならでは見識というべきところだろう。

ストレージの仮想化と運用性の向上

運用性に関する機能は、主としてストレージ側での仮想化機能に関するもので、ETERNUS単独で実装されるものが中心となっている。

シンプロビジョニング

まず、かつてストレージ管理者の最大の悩みであった“柔軟なボリューム割り当ての実現”という点に関しては、容量の仮想化によって対応している。中核となるのは、シンプロビジョニング機能だ。アプリケーションごとに将来の必要容量を予測して、あらかじめ論理ボリュームとして割り当てておく。一方、実際の物理ディスク容量は現在必要な分だけを搭載しておき、使用容量の増大に合わせて物理ディスクを追加していくことで、初期投資を抑制する。また、容量増設時のサーバーやアプリケーションの設定変更を回避することで、運用管理負担の軽減も実現する。

自動階層化

自動階層制御による性能チューニングの自動化は、ETERNUSでは「ETERNUS SF Storage Cruser」の機能として実装/提供される。最高速のSSD、高速HDDによるオンラインディスク、大容量で安価なHDDによるニアラインディスクという、3階層にデータをアクセス頻度に応じて自動的に最適配置するため、運用管理者が性能チューニングのための管理工数をさかずに済む(図1)。

図1 自動階層制御による性能チューニングの自動化(出典:富士通)
図1 自動階層制御による性能チューニングの自動化(出典:富士通)

QoSによるパフォーマンス保証

さらに、QoSによるパフォーマンス保証も同時に実装されている点は、ETERNUSのユニークなポイントといえるだろう(図2)。ストレージのI/O処理は「来たものから順次処理する」といったアプローチが一般的なので、業務としての優先度は低いが大量のストレージI/Oを発生させるアプリケーションと、優先度は高いがストレージI/Oはさほど多くないアプリケーションがあった場合、結果的に前者が優先され、後者の処理が遅延してしまう可能性がある。ETERNUSのQoS機能では、あらかじめ後者の優先度を高く設定しておけば、前者のストレージアクセスが増大した場合でも、後者のパフォーマンスを劣化させることはない。

図2 QoSによるパフォーマンス保証(出典:富士通)
図2 QoSによるパフォーマンス保証(出典:富士通)

高速コピー機能

ストレージ単体で実行可能な多彩な高速コピー機能は、負荷のオフロードに有益だ(図3)。標準となる高速Disk to Diskコピー機能となるOPCでは、任意のタイミングで、データの全面コピーが作成できる。QuickOPCでは、一度データの全面コピーを作成したら、以後は更新部分のみをコピーしていくことで、最新コピーを低負荷で維持できる。SnapOPC+は、基準となる原本に対する更新部分だけをコピーしていくもので、複数世代のバックアップを小容量で保存する場合などに対応できる。最後に、EC/RECはデータを全面コピーし、独立した別ボリュームとして切り離すことができるというもの。なかでもSnapOPC+は最大256世代を保存できる複数世代スナップショット機能としての運用が可能だ。サーバー仮想環境におけるデータコピーは、システム構成上多数のサーバーが単一のストレージに対してバラバラとリクエストを投げる傾向にある。そのため、サーバー毎に個別にリクエストを処理していると非効率になってしまうが、ストレージ側で処理すると極めて効率よく処理できることが多い。サーバーとストレージを接続するデータパスが貴重なリソースとなりつつあるという事情もあって、仮想化時代にはストレージ内部でのコピー技術をうまく活用することが重要になっている。

図3 多彩な高速コピー機能(出典:富士通)
図3 多彩な高速コピー機能(出典:富士通)

なお、運用のソフト面に関しては、エントリ、ミッドレンジ、ハイエンド全モデルラインアップで共通の管理ツールが使われている点も、運用性を向上させる大きな要因となっている。これは、同社のストレージがすべて自社開発で、規模の差はあっても機能面ではほぼ同一になっているからだ。同社の場合は、運用管理面でも一度習得したノウハウがモデルを問わず活用できるというシンプルさがあり、運用管理効率の向上にも寄与している。

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