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分散ファイルシステムで無制限にスケールアウト--Dell XCコンバージドアプラ イアンス

Dell XCコンバージドアプライアンス」は、サーバーとストレージを一体化した新しいタイプの分散型ストレージだ。その特徴は、ノード数の上限なくスケールアウトできること。ここでは、その仕組みと適用分野について紹介しよう。

無制限にスケールアウトできるDell XCシリーズ

 Dell SCシリーズ(Compellent)、Dell PSシリーズ(EqualLogic)、Dell MDシリーズ(PowerVault)など、複数のストレージ製品ラインを抱えるデルだが、そこにまったく新しい製品ライン「Dell XCコンバージドアプライアンス」(以下、Dell XCシリーズ)が加わった。この製品が従来のストレージと異なるのは、ストレージ専用機ではなく、サーバー(コンピューティング・ノード)とストレージを一体化したアプライアンス製品であるという点。これにより、Dell XCではノードを追加することで、サーバーとストレージを同時に拡張することが可能になっている。まずは、こうした製品が生まれた背景について簡単に説明しよう。

サーバーとストレージを一体化したDell XCシリーズ サーバーとストレージを一体化したDell XCシリーズ
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 現在、ストレージ製品の主流は、ネットワーク接続型の共有ストレージだ。デルの製品では、iSCSIストレージのDell PSシリーズや、SAN(ファイバチャネル、iSCSI)およびNASのマルチプロトコルに対応するDell SCシリーズが該当する。また、Dell MDシリーズの中にも、iSCSI、ファイバチャネル、NASの専用機がラインアップされている。

 共有ストレージの利点は、複数台のサーバーでストレージを共有することで、ストレージ容量の利用効率を高め、同時に管理対象機器を削減できることにある。集約度を上げれば、その分その効果を高めることができるため、大規模なストレージ統合に取り組む企業も増えている。

 一方、集約度の高いストレージ統合では、サイジングの問題が発生しやすいのも事実。データが爆発的な増加を続けている現在では、どこまでの将来を見据えてストレージのキャパシティを確保しておけばよいのか、予測することが困難になっているからだ。予測が甘いとすぐにリソース不足に陥り、余裕を持たせすぎると過剰投資になってしまう。

 サーバー、ネットワーク、ストレージから構成されるシステムでは、ワークロードに合わせて計算能力、帯域、容量を設計できるのが利点だが、昨今は、サーバーは仮想化して使うのが当たり前で、アプリケーション単位で仮想マシンをデプロイするので、その数はあっという間に増えていく。こうした状況では、過不足のない調度良いサイズでシステムを組むのが困難になるのは当然である。

Dell XCシリーズのアーキテクチャ

 さて、Dell XCシリーズに話を戻そう。上述したように、Dell XCシリーズはサーバーとストレージを一体化した仮想環境向けのアプライアンス製品で、ノードを追加することでストレージを無制限にスケールアウトすることが可能だ。その仕掛けは、米国Nutanix社からOEM提供されたNutanixソフトウェアにある。

 Nutanixソフトウェアは、NDFSという分散ファイルシステムを基盤とするストレージ管理ソフトウェアであり、複数ノードのストレージ容量を単一のストレージプールにまとめ、ストレージプールから仮想マシン用の領域を切り出して提供する。このNutanixソフトウェアとDell PowerEdgeサーバーを組み合わせた製品がDell XCシリーズだ。

 Dell XCシリーズの最小構成は3ノードで、データは最低2ノードに記録される。ノード障害が発生すると、そのノードに記録されていたデータは一時的に保護を失った状態になるが、その場合はデータが別のノードに複製されて自動的に保護された状態を回復する。RAIDアレイのホットスペアのような、空きノードを用意しておく必要はなく、障害が発生したノードの仮想マシンは、HA機能によってノード間で移動させることが可能だ。もちろん、分散ファイルシステムのNDFS上では、ノードをまたいだデータ・アクセスも透過的に行える。

 一方、ノードを追加した場合も、スケジューリングされたリバランス処理によって、データが自動的に最適配置される。このほか、重複排除やデータ圧縮といったハイエンドストレージでお馴染みの機能も、Nutanixソフトウェアによって実現されている。

 Nutanixソフトウェアは、ハイパーバイザー上で動作するコントローラーVMとして稼働する。Dell XCシリーズではプリインストールのハイパーバイザーとして、VMwareかHyper-Vを選択可能だ(KVMは2015年内に対応予定)。

 一般的に分散ファイルシステムは、無制限に容量をスケールアウトできる一方で、アクセス性能はノード内のローカル・ストレージに依存するため、ノードを増やしても性能は落ちないものの、上がりもしないとされている。そのため、強力なRAIDコントローラーを搭載するストレージ専用機に比べると、絶対的なアクセス性能ではどうしても見劣りしてしまう。

 この弱点をカバーするために、Dell XCシリーズでは、SSDとHDDを組み合わせた階層化ストレージを用いている。さらに、仮想マシンをそのデータが配置されているノード上で起動させることで、ネットワーク越しのストレージI/Oの発生を抑制し、速度低下を防いでいる。ちなみに、仮想マシンをライブマイグレーションすると、ネットワーク越しのストレージI/Oが発生するものの、その場合も自動的にデータが再配置される。なお、ノード間のインターコネクトには専用の10GbEが用いられる。

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提供:デル株式会社
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