Appendix ストレージ・ネットワーキング Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only SAPシステムにNASを採用する疑問 ■実績について ■可用性から実績・事例が無いので、チャレンジとなる部分が多いだろう。 NASボリュームが自由に拡張できたとしても、SAP実装しているオペレーティング・システムについては、リブート必須となる可能性が高い。 ■事前検証から ■パフォーマンス未知な領域への第一歩となることから、調査に費やす時間、プロジェクト推進遅延の恐れ、事前検証での役割分担に時間とコストがかかる恐れが懸念される TCP/IP上にSCSIプロトコルを実装している iSCSI とネイティブにSCSIプロトコルを実装している FibreChannel、比較するまでも無くパフォーマンスについての優劣は明らかであろう。 ■通信手順から ■フェイルオーバ L2レベルでエラー訂正が考慮されている FibreChannel と、エラー訂正をTCP/IP に任せる iSCSI を比較した場合、ミッションクリティカルなDBデータをNASかSAN、どちらに格納すべきか答え場明らかである。 NICの機能任せか。iSCSIドライバがどこまで耐えられるか？iSCSI-HBA を利用するならば、フェイル・オーバーは無いに等しいのではないか？ Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only ５．まとめ NAS SAN コメント Clients NASとSANは、直接比較可能な対象同士ではない。使用用途によって、ネットワークプロトコルは使い分ける必要があり、それぞれの特徴を生かしたシステム構成検討が必要となる。 Server 構成概要 Network Attached Storage Storage I/O ファイルベースブロックベースファイルベース・・・ファイルシステムを経由、ブロックベース・・・ブロックイメージでのIO データ処理プロトコル TCP/IP Fibre Channel TCP/IP・・・遠距離への確実なデータ通信保障、FibreChannel・・・高速でのディスクIO 専用ネットワーク通信レイヤ応用層物理層一般的に、通信の信頼性は、通信レイヤが低いほうが良いパフォーマンス（ネットワークに依存する部分）中高 TCP/IP・・・プロトコルオーバヘッド懸念、 FibreChannel・・・シリアル通信ネットワークなため高速障害ポイント多い（NASヘッド）少ない（NASヘッドがない分）サーバ/ディスク間データ通信において、途中に存在する機器が多い方が障害ポイントが多いとした主目的ファイル共有データベースなど Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only NAS・・・ファイル共有/ユーザ領域、 SAN・・・データベース、ミッションクリティカル Storage Network の種類 • ■ 基礎知識 • コンピュータシステムで使われているディスクタイプのストレージ装置は、装備されている場所や接続方法の違いにより、DAS（Direct Attached Storage）またはSAS（Server Attached Storage）、NAS（Network Attached Storage）、SAN（Storage Area Network）の3タイプに大別できる。DASまたはSASはコンピュータ本体に直接接続するタイプなので、今回取り上げるネットワークストレージの範疇には入らない。ネットワークストレージといえばNASまたはSANタイプのストレージのことを指す。 LAN SAN NAS • ■ NAS • NAS（Network Attached Storage）はイーサネット上に直接配置されるストレージで、NFS (Network File System)や CIFS (Common Internet File System)などのファイルシステムが搭載されている専用サーバーという位置づけになる。従って、イーサネットに接続するだけで異なるOSを搭載するサーバー間でファイル共有することができる。ただし、高レベル（ファイルやレコード単位）でネットワーク上をデータが行き来するので、後述するSANよりもネットワークの負荷は大きくなる。 • ■ SAN • SAN（Storage Area Network）はイーサネットとは別のデータストレージ専用ネットワークを設けてコンピュータにストレージを提供するものだ。SANでは、各サーバー側がファイルシステムを搭載する形を取り、データはブロック単位で行き来するので、ネットワークに対するオーバーヘッドはNASよりも小さくなる。ただし、異なるファイルシステムを持つサーバー間ではデータ共有が難しくなる。SANには「ファイバチャネル」と呼ばれるシリアルSCSIで接続する「FC-SAN」と、SCSIの命令体系をIPにマッピングした「iSCSI」（Internet SCSI）や、ファイバチャネルをベースにIPネットワークを利用する「FCIP」（Fiber Channel over IP）または「iFCP」（Internet Fiber Channel Protocol）で接続する「IP-SAN」の２種類がある。単にSANといった場合にはFC-SANを指す場合が多い。 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only ファイバチャネル（Fibre Channel） • ■ ファイバチャネルとは • FC-SANで使われているファイバチャネルは、チャネル方式のメリット（広帯域と確実性）にネットワーク方式のメリット（接続の自由度が高く遠距離通信にも適している）を加味した伝送方式です。 • ファイバチャネルのトポロジにはサーバーとストレージを1対1でつなぐPoint to Point、ハブを使って126ノードまで接続できるFC-AL（Arbitrated Loop）、スイッチを使って1678万ノードまで接続できるFC-SW（Switched）がある。現在、FC-SAN製品は4Gbpsまでの製品が出荷されている。 • 特に広帯域を必要とするストレージ機器との接続に使用されることが一般的である。ファイバチャネルの仕様データ転送速度 1Gbps、2Gbps、4Gbps 最大ケーブル長（銅線の場合） 30m 最大ケーブル長（光ファイバの場合） 10km 最大ノード数 126台(FC-AL)、1678万台(FC-SW) データ伝送単位シリアル Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only IPストレージ • ■ IPストレージとは • SANはファイバチャネル、NASはIPネットワークという棲み分けで発展してきたはずのネットワークストレージですが、最近ではSANにもIPネットワークを適用する動きが出てきています。 • IP-SANに対応したストレージは「IPストレージ」と呼ばれているが、IPストレージはファイバチャネルが不得意な分野（どこからでも接続可能で距離の制限もない）で注目を集めているだけでなく、コスト面（ファイバチャネルではアダプタやスイッチなどの追加コストが高い）や性能面（イーサネットのギガビット対応）でも魅力的な存在となっている。IP-SANでは、次ページ以降に説明する通信プロトコルが使われている。 • しかしながら、使用用途に合ったシステム構成検討が必要であることは何よりも重要なことである。つまり、どこからでも接続が可能で距離の制限もないが、環境要因によりパフォーマンスは左右されるといったトレードオフも存在する。選択には十二分な検討と、実装にも十二分な検証が必要となるだろう。 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only FCIP（Fibre Channel over IP） • ■ FCIPとは • FCIPは、ルーセント・テクノロジー社やストレージベンダー各社が共同開発したもので、独立した複数の FC-SANを、IPトンネルを使って相互接続し、仮想的に１つの大きなストレージを構成できる技術です。IP ネットワークとファイバチャネルとは、ギガビットイーサネットのポートを搭載したFCスイッチで相互接続されます。 • つまり、遠く離れた場所にあるFC-SAN同士を接続することで、LANとSANを１つのIPネットワークに包括することができることで、遠隔データコピー（ディザスタ・リカバリ）などに応用されている。 FCIPネットワーク構成例 FCIPゲートウェイ FCIPプロトコルスタック FCIPゲートウェイＩＰトンネル FC-SAN FC-SAN FCIPネットワークの特徴・FC-SANの伸長でFCプロトコルを完全保存・IPはWANを経由する際のトンネリングとしてのみ利用・FCIPを経由して接続されているSANは接続距離にかかわらず、論理的に単一のSANとなる・接続距離にかかわらず、SAN上で発生した不具合が伝播してしまう。・エンドシステムはサポートしない。このためFCデバイスがエンドデバイスとなり、FCを介して接続される。 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only iFCP（Internet Fibre Channel Protocol） • ■ iFCPとは • iFCPは、NishanSystems (旧McDATA、現在はBrocade)社が提案したプロトコルで、FCIPではIPトンネルを使ってFC-LANを相互接続するが、iFCPではFCアドレスとIPアドレスをマッピングしてルーティングを行うのでAny-to-AnyのIPルーティングが可能となる。 iFCPプロトコルスタック iFCPネットワーク構成例サーバ FCIPゲートウェイＩＰ Network FCIPゲートウェイ FC-SAN ストレージ iFCPネットワークの特徴・エンドシステムとしてFCデバイスをサポートする（FCIPと異なりFCスイッチは不要）。・ストレージトラフィックに対してAny-to-AnyのIPルーティングが可能。・FCIPと異なり、iFCPで接続しても個々のFC-SANの論理的な独立性は保たれる（個々のFC-SAN内で発生した不具合は、iFCPを経由して別のFC-SANに伝播することはない）。・iSCSIへの移行が考慮されているので、FCとIPが混在するSANからIPのみで構成されるSAN（ネイティブなIP-SAN）への移行が可能。 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only iSCSI • ■ iSCSIとは • iSCSI（Internet Small Computer Systems Interface）はシスコがIBMなどと共同開発した技術で、SCSIの命令体系をIPにマッピングしたものです。伝送媒体がFC（ファイバチャネル）からIPに替わっても同じ SCSI命令体系を使用することができるので、HBA（ホストバスアダプタ）やNICのデバイスドライバを変更するだけで、サーバーシステムは従来のSCSIデバイスを認識することができます。NASもIPを利用したストレージですが、iSCSIではファイル単位ではなくブロック単位のアクセスになり、こちらのほうが高速伝送に向いている。 iFCPプロトコルスタック iSCSIネットワーク構成例 iSCSI アプリケーションサーバ iSCSI iSCSIストレージＩＰ Network FC-SAN iSCSI ストレージ・ルータ iFCPネットワークの特徴・SCSIコマンドに対する新たなマッピング構築（FCプロトコルを利用しない）・iSCSIイニシエータとiSCSIターゲットの環境を想定 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only 他のSCSIプロトコルとの関係 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only ESCON/FICON ■ ESCON/FICONとは、以下の特徴をもつインタフェースである・zOSシリーズはチャネルと呼ばれるI/O専用のプロセッサをもつ・ESCON,FICONはチャネル、I/O装置を繋ぐ光ファイバーケーブル・基本的にダイレクター（なしも可能）によりスイッチングされる・ESCONは特殊形状で伝送速度は17MB/秒・FICONはFCと同じ形状で伝送速度は100MB/秒・FICON/ESCONのみで20Kmまでは直接通信可能 M/F SoNet ホスト（サーバー） M/F チャネル（I/O専用プロッセッサ）伝送装置 FICON 伝送装置ダイレクター CU IP USD-X USD-X （ルーター） ESCON CU CU CU CU CU CU CU CU CU ディスク、テープ、プリンター等等 Sun Proprietary/Confidential: Internal Use Only