仮想化 虎の巻 ∼ ストレージ編 ∼ 一 ストレージをチューニングすることなく、 常に安 定したパフォーマンスを出すには？ 一 仮 想マシンの稼 働 状 況を的 確に把 握するには？ 一 ストレージの知 識がなくても簡 単に導 入・運 用するには？ 一 コストをかけずに最 高のパフォーマンスで 仮 想 化 環 境を運 用するには？ 監修 ： ティントリジャパン合同会社 〒100-0005 千代田区丸の内1-3-1 東京銀行協会ビル15階 TEL：03-3216-7345 [email protected]｜http://www.tintri.co.jp 汎用ストレージと比較して 分かりやすく伝授 結論、 」 解し 適 応する 理 ら 自 境 環 「 仮想 を ートストレージ ティントリ スマ 検 討すべし。 お問合せ ティントリジャパン合同会社 ティントリ スマートストレージ 汎用ストレージを組み合わせた仮想化環境では、ストレージ上で複数の ティントリは、 ストレージ自身が仮想マシンの稼働状況に合わせた性能チュー これらに見合った台数の仮想マシンを収容 LUN やボリューム を設定し、 ニングを自動的に実施します。 ハイパーバイザー＊5から得られた仮想マシンの していきます。 このような環境では、ある仮想マシンで過大なストレージ 稼働状況をもとに、 各仮想マシンのストレージ性能を定期的に最適化します。 I/Oが発生すると、それ以外の仮想マシンがパフォーマンス上の影響を ティントリを組み合わせた仮想化環境では、本稼働に移行してからのチュー ＊1 ＊2 受けることになります。 汎用ストレージでも、IOPS＊3やスループットの上限値を設定できるQoS＊4 ニング作業をストレージ自身が自律的に行います。 このため、 システム導入 時に仮想化の用途や規模に応じた個別の事前チューニングをいっさい必要 機能に対応したモデルが発売されています。 しかし、IT管理者が仮想マシン としません。 の稼動状況をきちんと把握できず、QoSの設定値を柔軟に見直せていない システムの稼働中に、ある仮想マシンのストレージI/Oが急激に増えても、 のが実情です。特に大規模な仮想化環境では、仮想マシンごとの稼働状況を 把握することがきわめて困難であり、日々の状況にあわせてQoSを実行 することは事実上不可能です。 他の仮想マシンにほとんど影響を与えることなくストレージ性能の再配分 が行われます。 これにより、特定の仮想マシンを起因としたパフォーマンス上 の問題を未然に防げます。 過大なI/Oが発生 過大なI/Oが発生 DB DB ほかの仮想マシンは影響を受け性能低下 性能ダウン 性能ダウン 性能ダウン 性能ダウン 性能の しきい値決めても サチるだけ 汎用ストレージ 性能ダウンなし!! ある特定の仮想マシンがI/Oを要求してもほかに影響が出ない ＊1 ＊2 ＊3 ＊4 ＊5 LUN (Logical Unit Number): 複数のドライブを持つ装置を個別にアクセスできるようにするための論理的な識別番号。 ボリューム: ストレージ記憶領域ひとかたまりの単位。 IOPS: 記憶装置の性能指標の一つで、 1秒間に読み込み・書き込みできる回数のこと。 QoS (Quality of Service): アプリケーションの要求するパフォーマンスを、 いかに満足できるように提供 （サービス） できるかの尺度。 ハイパーバイザー：コンピューターを仮想化し、 複数の異なるOSを並列に実行させるソフトウェア。 汎用ストレージ ティントリ スマートストレージ 負荷状況 瞬時に把握で 早期解決 汎用ストレージでは、 ストレージ側の管理ツールを利用することで、LUNや ティントリは、ハイパーバイザーとの密接な連携によって仮想マシンの稼働 ボリューム単位の負荷状況（IOPS、スループット） を確認できますが、その 状況を常に把握しています。 こうした仮想マシンごとの稼働状況は、ティン 上で稼動している仮想マシンごとの負荷状況までは把握できません。 この トリが提供するグラフィカルな管理画面 （ダッシュボード） でいつでも確認でき ため、 一部の仮想マシンで性能劣化が発生しても、 その原因を特定すること ます。 がきわめて困難です。 管理画面では、各仮想マシンに対するストレージアクセスの状況（IOPS、 仮想マシンをさらに追加するときに、あと何台の仮想マシンを収容できる スループット、 レイテンシー） とストレージの使用容量を把握でき、 日常的な 余力があるかを正確に見積もれません。ストレージの空き容量から仮想 動作確認のほか、仮想マシンの性能が低下しているときにもその原因を マシンをあと何台追加できるかはすぐに計算できますが、実際に仮想マシン 迅速に特定可能です。 を追加したところでストレージが性能面で本当に持ちこたえられるかどう ティントリなら余剰リソースをリアルタイムに確認でき、 ストレージ性能の限界 かまでは分かりません。 このため、仮想マシンの追加にはIT管理者の経験や 勘に頼る必要があり、その判断が誤っていればパフォーマンス上の問題を 新たに引き起こす危険性も出てきます。 が一目で分かります。 このため、仮想マシンをさらに追加したい場合にも、 どのタイプの仮想マシンをさらに何台追加していけるかを短時間で正確に 算出可能です。 問題解決フロー（汎用ストレージの場合） 問題解決フロー（ティントリ スマートストレージの場合） 最短でも2∼3日 問合せ 仮想マシン 稼働状況の 問合せ 確認 基本情報は 付属の 管理ツールで確認 情報取得 詳細は、 確認したい 時間を設定して 情報取得 情報分析 情報を分析し、 ストレージ全体の 負荷状況のみ確認 回答 情報を分析し、 ストレージ全体の 負荷状況のみ確認 仮想マシンの追加（汎用ストレージの場合） 問合せ 仮想マシン 稼働状況の問合せ 管理ツールで 現在の空き 容量を確認 性能観点の確認 CPU利用率 あとどれくらいの ネットワーク利用率 仮想マシンを ディスク利用率 収容可能か計算（10分） の情報を個別に取得 確認・回答 仮想マシン毎に 確認して回答 GUIでいつでも確認 仮想マシンの追加（ティントリ スマートストレージの場合） 約1週間 容量観点の確認 取得情報から あと何台の仮想 マシンを収容可能か計算 （厳密な計算は不可） 判断 結局 最後は 「勘」 IT管理者 迅速に 特定 即答 約10分 容量・性能観点の確認と判断 現在の空き容量 ・性能を確認 容量・性能の両面 から短時間で計算 リアルタイムに正確な実測数値で判断 正確に 算出 ティントリ スマートストレージ 汎用ストレージは、幅広い用途で使用できるように汎用性を持たせた設計が ティントリは、I/O性能の異なる3種類（2014年7月時点） のモデルのみから とられています。 このため、大小さまざまなストレージコントローラーに加え、 構成され、 それぞれのモデルは収容可能な仮想マシンの台数にあわせてス ディスクドライブの種類、台数、RAID構成など、数多くのオプションが用意 トレージ容量が最適化されています。 されています。 ディスクドライブの種類やRAID構成などは、あらかじめ設定された状態で システム構成を決める際には、ユーザーの仮想化環境に応じてこれらの 出荷され、ユーザー自身が複雑なオプションを組み合わせる必要はありま 複 雑なオプションを組み合わせなければならず、構成が決定するまでに せん。 これにより、 ユーザーが構築する仮想化環境の用途や規模に応じて、 1週間程度の期間を必要とします。 また、ユーザー環境に合わせたパラメー 3タイプの中から最適なモデルを選ぶだけですぐにストレージ全体の構成 ターシート の作成にも多くの手間がかかります。 が決まります。 機器調達後の導入・設定作業には1∼2日、 ユーザーへの操作説明にも2∼3 ティントリにはハイパーバイザーや仮想マシンからの接続に必要な最小限 日の期間が必要になります。結果的に、機器の設定やユーザー教育に対する の設定項目しかなく、 パラメーターシートも10分ほどで作成できます。 さらに、 工数が増え、 構築のための期間やコストの増大につながります。 機材調達後のラッキングと設定作業も40分程度で完了し、すぐにも本稼働 ＊1 へと移れます。操作も簡単なので、導入した当日にユーザーへの操作説明を 実施できます。 1∼2週間 要件ヒアリング 性能要件・機能要件 ヒアリング 見積手配 構成決定 汎用ストレージ サイジング 確認 質問 複数のコントローラー ディスクタイプ オプション機能、Etc… パラメーターシートの 作成・内容説明 約2∼3週間 約1∼2日 約2∼3日 セットアップ情報 構築 操作説明 確認 質問 セットアップ 情報の確定 ラッキング セットアップ 動作確認 プロジェクト開始 即決 要件ヒアリング サイジング 3タイプのモデル どれが何台必要か 約5週間 ユーザーへの 操作説明 サービスイン 構成決定 ティントリ スマート ストレージ 設定も アプライアンスは 手間いらず 汎用ストレージ 約2 3日 約半日 セットアップ 情報 構築 操作説明 Host name IP・vCenter 情報の確認 約1週間 ラッキング セットアップ 動作確認・操作説明 1 / 5に 短縮!! サービスイン ＊1 パラメーターシート：システムを設定するために与える情報をまとめた用紙。 汎用ストレージ ティントリ スマートストレージ 仮想マシン 個別に管理 したいはず 汎用ストレージは、ユーザーが構築する仮想化基盤の用途や規模に応じた ティントリは、 それぞれの仮想マシンが必要とする容量を単純に割り当てて プロビジョニング作業が行われます。例えば、LUNやボリュームを作成する いくだけでよく、 プロビジョニング作業を迅速に行えます。 ティントリとヴイエム 際には、IT管理者がディスクドライブの種類や適用するRAIDレベルなど ウェアの共同検証によれば、1,000仮想マシンの展開にかかったストレージ を適切に選択しなければなりません。 設定時間はたったの8分でした。 多数の仮想マシンを展開するときに用いられるクローニング＊1は、基本的な ティントリなら、スナップショット、クローニング、 レプリケーションも仮想 VMクローンの場合、 クローン元のフルデータをストレージ上で単純にコピー マシン単位で設定できます。 スナップショットやクローニングは、 メタデータ していきます。 このため、 クローニングに長い時間がかかるほか、仮想マシン をコピーし、 ソースデータとのマッピング情報を保管・更新するだけなので、 の台数に応じた容量が必要です。 データ量の増加を最小限に抑えながら処理が瞬時で完了します。 データ保護のためのスナップショットやレプリケーションは、 LUNやボリュー レプリケーションは、転送すべき差分データを最大95%も削減可能なイン ム単位でしか設定できません。特にポストプロセス方式の重複排除を採用 ライン方式の重複排除と圧縮をサポートします。 これらのデータ削減工程は、 したストレージでは、重複排除とレプリケーションの開始時刻を個別に設定 レプリケーション処理の一部として組み込まれているため、IT管理者による する必要があります。 事前の設計・設定を必要としません。 リソースプール サーバー CPU VM VM VM VM メモリ VM VM VM VM VM リソースプール サーバー CPU ネットワーク VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM メモリ VM VM VM VM VM ネットワーク VM VM VM VM VM VM VM VM Tintri VMstore ストレージ データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア データストア ハイエンド ミッドレンジ ローエンド LUNやボリューム単位でしか設定/管理できない データストア データストア データストア データストア Tintri Global Center 仮想マシン毎に設定/管理 ＊1 クローニング：データや設定情報を含め、 全く同じ環境を複製すること。 フラッシュも ヒットしなけりゃ ただのチップ 汎用ストレージ ティントリ スマートストレージ 汎用ストレージは、仮想化技術が浸透する以前に設計されたアーキテク ティントリは、 仮想化環境に特化して設計され、 ストレージ自身が仮想マシンを チャーを採用しています。 このため、 ストレージが仮想化環境を認識できずに きちんと認識しながら動作します。 また、 フラッシュ技術ならではのメリットを 動作し、仮想化環境の上で稼動する各仮想マシンに最適なストレージアク 最大限に引き出す独自のアーキテクチャー 「Tintri FlashFirst™デザイン」 セスを提供できません。 によって、 従来型ストレージを上回る優れたストレージ性能を提供します。 汎用ストレージの中には、高速なフラッシュ技術を組み合わせたモデルも Tintri FlashFirst™デザインは、 仮想マシン単位でのI/O傾向とデータセット 発売されていますが、ディスクドライブを補助するキャッシュメモリとして の把握・分析、 そしてインライン方式の重複排除とデータ圧縮をサポートして 使われるにとどまります。 います。 このような独自の仕組みによって、 アクティブデータをフラッシュ上に フラッシュメモリには、頻繁にアクセスされるデータのみが配置され、その きわめて効率よく配置し、仮想マシンのあらゆるストレージI/Oをフラッシュ データを読み出したときに高速化が見込まれます。通常、キャッシュの効果 上で処理します。 が現れやすい一部のランダムアクセスのみが高速化されます。書き込みの ティントリには、 大容量のディスクドライブも搭載されていますが、 使用頻度の ほとんどはディスクドライブに対して行われ、 このようなキャッシュの効果を 低いブロックのみが書き込まれるため、ディスクドライブに対するアクセス 見込めないストレージI/Oではアクセス性能が極端に低下します。 はほとんど発生しません。 I/O （Write） I/O（Read） ランダムReadと 一部のWriteだけキャッシュ フラッシュレイヤー （処理が早い） I/O （Write） I/O （Read） だから 速い!! Flashレイヤー 99％のI/Oをフラッシュ上で処理 （速い） 使用頻度の低い ブロックをディスクへ フラッシュレイヤー （処理が速い） ディスクからはほとんど Readされない Writeの多くはディスクへ ディスクレイヤー （処理が遅い） ディスクレイヤー （処理が遅い） ティントリ スマートストレージ 近年では、 さまざまなメーカーからオールフラッシュストレージが発売される ティントリは、 仮想化環境できわめて高いパフォーマンスを発揮します。 ティン ようになりました。 オールフラッシュストレージは、 ディスクドライブを搭載せず、 トリとヴイエムウェアの共同検証によれば、ティントリを組み合わせた仮想 すべてのデータ格納領域にフラッシュメモリを採用した超高速ストレージです。 デスクトップ環境において、SSDを搭載したモバイルPCとほぼ同等の端末 オールフラッシュストレージを導入すれば、従来のディスクストレージと比べ 性能を提供できることが確認されています。また、1,000台分のリンク てはるかに高速なアクセス性能を期待できます。 しかし、同容量のディスク ストレージと比べて非常に高価なことから、現時点では性能を徹底的に重視 クローンを1.1時間で展開できるなど、 オールフラッシュストレージと変わら ないストレージ性能をはじき出します。 する環境でしか採用されていません。 ティントリは、 このような超高速のストレージ性能を同容量のオールフラッ オールフラッシュストレージの多くは、従来型のアーキテクチャーに基づきな シュストレージと比べて半額以下 （2014年7月時点） で実現しています。 がら単にフラッシュメモリを搭載しただけの構成がとられています。 このた オールフラッシュストレージの価格が下落し、将来的にティントリと同等の め、仮想化環境で利用する際には、従来型のディスクストレージと同じく複 価格になったとしても、仮想化環境における運用性はティントリがはるかに 雑な運用上の課題を抱えることになります。 優れています。このためティントリを選ぶ価値は大いにあります。 汎用ストレージのアーキテクチャー例（一部のオールフラッシュストレージを含む） ティントリのアーキテクチャーと高いパフォーマンス ＜複雑な構成＞ Storage Pool 1-Four RAIDS （4+1）Groups with Tiering and SSD Caching Shelf 3 15k LUN 1 1 3 4 5 6 7 4 LUN 5 5 RAIDS （4+1） 2 3 4 12 13 14 6 7 8 9 10 11 12 5 6 7 8 9 SSD 10 11 15 Hot spare LUN 6 Replicas Hot RAID Group 1 RAID I/O SSD Cache Hot spare spare LUN 7 LUN 8 RAID 1 Array OS 1 11 13 14 15 .57 8.0 1.1 View Plannerスコア 仮想マシンを展開するまでに 必要なストレージ設定時間 時間 3 10 分 2 9 RAID Group 2-RAID（8+1） LUN 4 1 8 Tintri VMstore LUN 3 User Data and Profiles Linked clones Shelf 1 15k 2 LUN 2 Storage Pool 1 Shelf 2 7.2k ＜単純な構成＞ Linked clones 秒 フラッシュを 載せただけでは 片手落ち オールフラッシュストレージ 1,000台のリンク クローン展開時間 Unused 12 13 14 15 出典 ： Technical Brief「Reexamining Conventional VDI Wisdom」 http://www.tintri.com/sites/default/files/field/pdf/document/Reexamining-VDI-Conventions-1302261.pdf 汎用ストレージ ティントリ スマートストレージ 設置面積 運用コストも 最小限 汎用ストレージでティントリと同等のアクセス性能を確保するには、かなり ティントリは、 コンパクトな筐体サイズながら、多数の仮想マシンを同時に 大がかりなシステム構成をとらなければなりません。例えば、2,000台以上 収容できます。例えば、Tintri VMstore T650は、 たったの1台で50,000 のユーザー端末を支える仮想デスクトップ環境を構築する場合、50,000 IOPSの処理能力を持っていますが、そのサイズは4Uと非常にコンパクト IOPS程度のストレージI/Oを処理可能なストレージシステムを組み合わせ です。 このため、汎用ストレージと同等の処理能力を確保するために、筐体 ます。 のサイズは従来型ストレージの4分の1以下となります。 また、必要電源と 従来型アーキテクチャを採用した他社のストレージ製品で、50,000 IOPS 発熱量もそれぞれ3分の1以下にまで削減されます。 の処理能力を確保するには、 大型のストレージコントローラーに加え、 144台 汎用ストレージと比べて圧倒的に少ないラックスペースと消費電力を実現し、 のSASディスクドライブと、 これらのディスクドライブを収容可能な6セット 限られたラックスペースの中に、ストレージ本体だけでなく、サーバ、 ネット のディスクシェルフが必要です。 この場合、 ストレージ全体の収納には18U ワーク機器、 無停電電源 （UPS） なども効率よく収容可能です。 のラックスペースを用意しなければなりません。 また、必要電源と発熱量も 非常に大きなものになります。 汎用ストレージ ４U 18U 削減！ Tintri VMstore T650 1/3 以下 に削 減 仮想化 虎の巻 ∼ ストレージ編 ∼ 一 ストレージをチューニングすることなく、 常に安 定したパフォーマンスを出すには？ 一 仮 想マシンの稼 働 状 況を的 確に把 握するには？ 一 ストレージの知 識がなくても簡 単に導 入・運 用するには？ 一 コストをかけずに最 高のパフォーマンスで 仮 想 化 環 境を運 用するには？ 監修 ： ティントリジャパン合同会社 〒100-0005 千代田区丸の内1-3-1 東京銀行協会ビル15階 TEL：03-3216-7345 [email protected]｜http://www.tintri.co.jp 汎用ストレージと比較して 分かりやすく伝授 結論、 」 解し 適 応する 理 ら 自 境 環 「 仮想 を ートストレージ ティントリ スマ 検 討すべし。 お問合せ ティントリジャパン合同会社
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