広域網における iSCSI 利用に関する一考察 Study of Storage Access using iSCSI Protocol in Wide Area Network 渡邉茂道*1 Shigemichi Watanabe 藤田智成*2 Tomonori Fujita 中村隆幸*1 Takayuki Nakamura *1 中川真一*1 Shinichi Nakagawa NTT サービスインテグレーション基盤研究所 NTT Service Integration Laboratories 野本義弘*1 Yoshihiro Nomoto 藤野雄一*1 Yuichi Fujino *2 NTT サイバーソリューション研究所 NTT Cyber Solutions Laboratories １． はじめに 4．実験 IP ネットワーク(以下 NW)を使った SAN(Storage Area Network)を構築するための標準規格の一つである iSCSI プロトコル[1]に関して、学術的研究や実用化の動きが活 発化してきている。iSCSI には、IP NW 技術を利用し、比 較的安価にストレージシステムを構築できる利点がある。 しかしながら SCSI をベースとするため、基本的に NW に 求める性能は高く、ギガビットの LAN 環境を想定したも のが一般的である。我々は、スループットの低下、遅延、 パケット廃棄等 NW の性能変動が想定される広域網での 利用について検討し、広域網利用時の課題について報告 した[2]。本稿では、これら広域網利用時の課題を解決す る方法を提案し、その実験結果について述べる。 （1）実験項目と実験方法 実験システム構成及び実験概要を図 2 に示す。Linux PC(Intel Xeon-3.06GHz ×2)と市販 iSCSI ストレージシス テム及び広域網を利用して、(a)NW の基本性能測定実験と して、ping、netperf を用いて遅延時間、パケット廃棄率、 スループットを測定する。次に、(b) iSCSI ディスクへの書 込み速度と必要な DAS ディスクサイズ測定実験として、 一定速度で書き込む AP を用いて iSCSI ディスクへの書込 み速度及びその際必要となる DAS ディスクのサイズを測 定する。 BBルータ ONU 広域網 BBルータ (a)NW基本性能評価 2 ．課題 iSCSI NW 性能が変動する広域網で iSCSI を利用する計算機で は、メモリ消費、システムロック、データ欠損等が発生 する。これらはいずれも、オペレーティングシステム(以 下 OS)が iSCSI ディスクを DAS(Direct Attached Storage)デ ィスクと同じように扱い、高速かつ安定的にアクセスで きると仮定しているため発生している。 3 ．提案方法 課題を解決するには、OS に対して DAS 同様の高速・安 定的なアクセスを保証する方法を検討する必要がある。 現在利用されている OS 及びアプリケーション(以下 AP)へ の変更を最小限にすることを前提に検討すると、以下の 2 つの方法が考えられる。 方法 1：書き込まれたデータ全体を一時的に DAS ディス クに保存し、後から iSCSI ディスクへコピーする方法 方法 2：小容量の DAS ディスクをデータの一時的なキャ ッシュとして使用する方法 方法 2 は NW 変動分を吸収する分の DAS ディスクの容 量を用意すればよく、ファイル全体の容量を必要とする 方法１に比べ、容量が少なくてすむ。また、RAID ドライ バーの一種として実装することにより、AP を変更するこ となく使用できるといったメリットがある。ここでは方 法２(図 1)を実装し実験を行った。 クライアント user kernel アプリケーション write read DAS (b)書込み速度、 DASサイズ評価 iSCSI ディスク 図 2：実験システム構成及び実験概要 （2）実験結果と考察 (a)NW の基本性能測定実験 平均往復遅延時間 7.4ms、パケット廃棄率 0.06％、スル ープット 38.9Mbps となり、比較的安定した NW であるが パケット廃棄等あるため iSCSI のみでは、OS に対して安 定したアクセスを保証することが難しいことが示された。 (b)iSCSI ディスクへの書込み速度と必要な DAS ディスク サイズ測定実験 AP の書込み速度を 2.3Mbps から 14.5Mbps へ変化させる と、それに応じて書込み速度が 2.3Mbps から 14.5Mbps と なり、この時の DAS ディスクサイズは AP の書込み速度 に応じて大きくなる傾向があり、書込み速度が 14.5Mbps の時で、平均 536.9KB となった。また計測データ中最大 必要ディスクサイズは 56776.0KB となった。以上の結果、 14.5Mbps 程度までの書込み速度の AP であれば 60MB 程度 の DAS ディスクを用意することで広域網での iSCSI の利 用が可能であることが示された。 5．まとめと今後 本稿で提案する方法によって、広域網でありながらも iSCSI ディスクの提供が可能となることを実験によって示 した。今後は更なるスループットの向上等検討を進める 予定である。 Multiple Devices layer Multiple Devices layer 提案方法(方法2) 小容量 DASディスク RAID0 RAID1 大容量 iSCSIディスク 図 1：提案方法の概念図 参考文献 [1] iSCSI(RFC3720) http://www.ietf.org/rfc/rfc3720.txt [2] 藤田,矢田 “IP-SAN 環境の信頼性についての一考 察”信学技報, vol. 104, no. 566, TM2004-73, pp. 37-42, 2005 年 1 月
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