WAN高速化の現実解【後編】
カタログでは分からないWAN高速化製品の「実力」の見方
机上検討では、とかく製品のコストだけに目が向いてしまうが、それでは自社に最適なソリューションは選べない。WAN高速化装置を購入する上での基準は何か。客観的評価、構成、運用コストなど選択ポイントを考える。
WAN高速化装置は、コンプライアンス強化、生産性の向上、災害対策を行う上で重要な位置付けとなるソリューションのため、単に価格のみを見て選択すべきではない。今回は、製品の特徴や製品選択時のポイントをまとめてみた。
WAN高速化装置ベンダーの特徴と適用領域
初めに、米Gartner Groupの資料によると、WAN高速化装置ベンダーとして実力、将来性のある会社に位置付けられているのは、米Blue Coat Systems(以下、ブルーコート)、米Juniper Networks(以下、ジュニパー)、米Riverbed Technology(以下、リバーベッド)、となる。WAN高速化装置を選択する上で重要なのは知名度ではなく、WAN高速化装置に関する実力があるか否かという点だ。
製品の特徴を比較するため、これら3社にルータ、スイッチなどのネットワーク機器で有名な米Cisco Systems(以下、シスコ)を加えた4社を取り上げよう(表1)。各社の資料を見る限りほとんど差がないように感じられるが、製品アーキテクチャの違いにより機能、適用領域の得手/不得手に違いがある。
| 項目 | ブルーコート | シスコ | ジュニパー | リバーベッド |
|---|---|---|---|---|
| 製品 | 「Blue Coat SG」シリーズ | 「WAE」シリーズ | 「WX/WXC」シリーズ | 「Steelhead」シリーズ |
| 製品の特徴 | WebキャッシュとQoS機能 | 安価なネットワークモジュール(WAAS)なども提供 | 優れた圧縮機能とパケットロス対応 | アプリケーションに特化した高速化とDR機能 |
| CIFSの高速化モジュール(ファイル共有) | 対応 | 対応 | 対応 | 対応 |
| CIFS使用時のキャッシュアルゴリズム(ファイル共有) | オブジェクトキャッシュ | オブジェクトキャッシュ | バイトキャッシュ | バイトキャッシュ |
| Exchange Serverの高速化モジュール(対応バージョン) | 対応(2003) | 未対応 | 対応(2003) | 対応(2003/2007) |
| ディスク暗号化 | 未対応 | 対応 | 未対応 | 対応 |
| DR機能 | 未対応 | 未対応 | 未対応 | 対応 |
| HTTPSの高速化モジュール | 対応 | 未対応 | 対応 | 対応 |
| QoS制御機能 | 対応 | 未対応 | 対応 | 対応 |
| モバイル利用 | 対応 | 対応 | 未対応 | 対応 |
| サイズの小さいファイルの高速化 | 得意 | 得意 | 不得意 | 不得意 |
まずブルーコートは、Webキャッシュのベンダーとして有名な企業で、最近は帯域制御装置ベンダーの米Packeteer(以下、パケッティア)を買収した。つまり、同社製品はWeb関連の高速化や帯域制御などにその特徴がある。キャッシュ機能に関してはバイトキャッシュとオブジェクトキャッシュ(キャッシュについては前回記事「WAN高速化装置の導入効果が得られる条件とは?」を参照)を併用し、ファイル共有に関してはファイル自体が拠点アプライアンス上に配置されるタイプだ。適用領域はWeb高速化やQoS用途となり、セキュリティ統合を目的としたファイル共有の高速化には不向きといえる。
ジュニパーは、同社が買収した米Peribit Networks(以下、ぺリビット)の製品をWAN高速化ソリューションとして提供しており、高度なデータ圧縮機能に定評がある。ペリビット買収当時の製品はディスクベースではなくメモリベースのキャッシュ機能を提供していたが、現在はディスクベースの製品も出てきており、大容量のキャッシュも可能となった。装置間はTCPではなくUDPを使っており、パケットロスに強い。ソリューションの適用領域は、圧縮とパケットロスに強いことから、狭帯域・高遅延の海外拠点との接続が主となる。一方、拠点側の装置上にファイルを配置しないため、非常に小さいファイルが大量に読み込まれるような場合には向かない。
リバーベッドはWAN高速化装置の専業ベンダーである。製品はすべて自社開発のため、アーキテクチャが一貫しているのが特徴。WAN高速化装置ベンダーとしてはいち早く、ディスクベースのバイトキャッシュシステムを開発しており、ディザスタリカバリ(DR)システムで大容量データのキャッシュを可能にするなどの実績もある。もう1つの特徴としては、「Oracle Forms」や「Exchange Server 2003/2007」など、高速化に対応するアプリケーション数が多い点が挙げられる。回線帯域や遅延の大小にかかわりなく広く適用可能であり、DRシステムにも適用できる。しかしジュニパー同様、拠点側装置上にファイルを配置しないため、非常に小さいファイルが大量に読み込まれるような通信には不向きである。
シスコは、買収した米Actona(アクトナ) TechnologiesのWAFS(Wide Area File Services)をベースとした製品を扱っており、ファイル共有に関してはファイル自体が拠点側装置上に配置されるタイプだ。装置間はバイトキャッシュ機能を使っており、ファイル共有以外はバイトキャッシュとなる。一番の特徴は、安価であることだ。最近ではルータに組み込めるモジュールタイプの製品も提供されている。拠点数の少ないサイト間の高速化を安価に構成する場合に有効となるが、ファイルが拠点側装置上に配置されるため、セキュリティ統合を目的としたファイル共有の高速化には不向きだ。
導入コストはいくら?
WAN高速化ソリューションの導入コストも、もちろん重要な評価基準の1つである。ここで、遅延:20ミリ秒/帯域:100Mbpsの日本国内環境におけるケースでコストを試算してみよう(※導入環境によってコストは異なる)。
WANにビジネスイーサネットタイプの100Mbps回線を使用している場合、月額の回線利用コストは100万円程度となる。この環境のスループットは、前回説明したスループットの計算式に適用すると、ファイル共有が16Kバイト×8/20ミリ秒=6.4Mbps、FTPが64Kバイト×8/20ミリ秒=25.6Mbpsとなり、100Mbpsの回線帯域を使い切れていないことになる。このようなケースでは、WAN高速化装置を導入して回線帯域を使い切るアプローチと、キャッシュ機能により使用帯域を少なくして帯域を有効活用する方法が考えられる。ここでは後者の、使用する回線帯域を抑えるケースを考える。
このケースでは、もともとWAN高速化装置を使用しない状態でスループットが25.6Mbpsまでしか出ていないため、WAN高速化装置を機能させて帯域を約2倍、つまり50Mbpsまでの帯域を使えるようにするだけでも通信の高速化が可能だ。さらにキャッシュを使うことでWANに流れるデータ量を2分の1に削減すれば、単純にこれまでよりも4倍高速化できることになる。従って、WAN回線自体の帯域を50Mbpsで十分だと考えれば、回線の月額費用も半分の50万円程度になるため、年間600万円のコストダウンが図れる。WAN高速化装置の償却期間を5年間と考えると、3000万円分のWAN高速化装置が購入できるわけだが、実際には設計やインストール作業費などを含めても2000万~2500万円であり、これでもかなりハイスペックな装置を購入できる。このケースであれば、利用回線の帯域を抑えても、回線増速だけでは期待できないアプリケーションの高速化効果が得られ、かつコストダウンも図れる。
事前に実環境でテストを
最近、机上検討を行うユーザーが増えてきたが、それではともすると価格の評価だけが先行してしまい、製品の善しあしが評価できなくなる恐れがある。机上検討で購入を決めたが故に導入しても効果が得られないというケースもよく耳にする。製品を評価する上で重要なのは、カタログスペックには書かれていない機能制限や導入構成の制限を実環境で確認することだ。実際のところ、実環境で評価をしっかりと行った場合は、導入が非常にスムーズに終わる。評価時の不具合を確認し、修正した上で導入するからである。
製品選定では、上述したように第三者機関による評価や実績、製品の将来性などに加え、インテグレーターの国内や海外における実績、実ユーザー環境での相性を考慮して、最終的にはコスト比較を行う必要がある。ただし忘れてはならないのは「万能な製品は1つもない」ということだ。MicrosoftからOSの修正プログラムが頻繁に出ている中で、Windowsファイル共有(CIFS)を高速化するWAN高速化装置にソフトウェアバグがないはずもなく、ほかのアプリケーションにしても速くなる環境もあればそうでない環境もあることを念頭に置いて製品選びをしなければならない。それでも、WAN高速化装置が必要とされているのは、万能な製品でなくても現状のアプリケーションの遅延問題を解決してくれるからだということに違いはない。
ネットワーク構成で見る効果的な導入法
次に、WAN高速化装置をどのような構成で導入すればよいのかという点について解説しよう。WAN高速化装置の導入構成は、(1)両拠点インパス(In-Path)構成、(2)両拠点アウトオブパス(Out-of-Path)構成、(3)センター側のみアウトオブパス構成の3種類がある。事前に検討対象の装置がどの構成に対応するか確認しておくことも大切だ。
(1)の両拠点インパス構成(図3)は、WAN高速化装置の導入では一般的な構成である。既存のネットワークやアプリケーションに変更を加えずにアプリケーションを高速化するというWAN高速化装置のコンセプトに沿っており、インパス構成で導入するユーザーが一番多い。この構成では、導入が容易でWAN高速化装置の障害時にバイパス機能により通信を継続できることがメリットだ。逆に、装置交換時に必ずネットワーク断が発生する点がデメリットである。
次に、(2)の両拠点アウトオブパス構成(図4)は、WCCPやPBR(※注)などのリダイレクト機能をネットワーク装置で設定し、WAN高速化装置に対してパケットをリダイレクトするものだ。この構成は、大規模なユーザーで、装置交換時であっても回線断を発生させたくないユーザー向きの構成といえる。この構成のメリットは、装置障害時の機器交換でも回線断が発生しない冗長性、また回線断なしに設置台数を増やせる拡張性だ。デメリットは、ネットワーク装置の設定変更を伴うこと。インパス構成のような手軽さはない。
※注 ネットワーク機器の機能を使用してWAN高速化装置にパケットをリダイレクトする機能。PBR(Policy Based Routing)は、ACL(アクセスコントロールリスト)で設定したリダイレクトの対象となる通信を指定したアドレスにリダイレクトする、一般的なレイヤー3スイッチの機能。WCCP(Web Cache Communication Protocol)は、PBR同様にパケットリダイレクトを行うためのシスコの独自プロトコル。
最後に、(3)のセンター側のみアウトオブパス構成についてだが、この構成は、センター統合されたサーバに拠点からアクセスする場合に使用される。拠点側の構成はシンプルなインパス構成となり、センター側の構成は既存ネットワークに変更がないようなアウトオブパス構成となる。先ほど(2)のアウトオブパス構成にする場合にWCCPやPBRといったリダイレクト機能を使用すると説明したが、この構成では不要だ。拠点側の装置からセンター側の装置に対してパケットフォワーディングする機能を装置自体が備えているため、既存ネットワークを変更することなく簡易的に導入できる点がメリットだ。ただし、センター側装置がプロキシとして機能するため、WAN高速化装置とサーバが直接通信することになり、サーバからはクライアントのIPアドレスが見えなくなる。つまり、クライアント端末の通信すべてがWAN高速化装置のIPアドレスを通じてサーバに残るため、クライアント端末のIPアドレスベースでログを取っている場合には注意が必要だ。
上述の構成に推奨順位を付けると、(3)>(1)>(2)となる。なぜならWAN高速化は、いかに既存のネットワーク環境に変更を加えず、手間を掛けずに導入できるかが重要だからだ。その点、構成(3)はセンター側、拠点側とも導入に手間が掛からず影響も少ない。構成(1)は、センター側の回線断による影響は考慮すべきだが、導入自体に手間は掛からない。一方、構成(2)の場合、事前検証もさることながら、既存ネットワークへの影響を考慮した上で機器の設定変更を行う必要があるなど、導入前も導入後も非常に手間が掛かる。このように、効果的な導入のためには、導入時や運用の手間を極力減らすことに配慮すべきだろう。
「プラスアルファ」がこれからのトレンド
WAN高速化装置は、WAN上に流れるアプリケーション通信を高速化し、限られた帯域を効率利用するソリューションとして知られているが、前回述べたようにすべてのアプリケーションを高速化できるわけではない。もし高速化できないアプリケーションのWAN帯域使用率が高ければ、高速化できるアプリケーションのデータが減ったとしても、帯域の不足から高速化効果が薄れてしまう。この場合、QoS機能などによるWANアプリケーションの帯域管理が必要となるが、そもそもWANに流れるデータの絶対量を減らさなければ十分な効果は得られないだろう。
そこで、高速化できないアプリケーションについては、センター側サーバと拠点側WAN高速化装置間で連携を行い、大容量データの転送を減らしてWANの使用率を下げることで、高速化対象のアプリケーションにも十分な帯域を確保しようという考え方が出てきた。ネットワーク/アプリケーション性能を管理する機能を搭載したり、さまざまなアプリケーションサービスを1台の装置上で稼働させることで、WANの帯域を効率利用できるというのだ。
リバーベッド製品を例に挙げると、RSP(RiOS Services Platform)という仮想ソフトウェア実行基盤を使えば、Infobloxのアプライアンス製品が持つDNS、DHCP、IPアドレス管理、RADIUSといった機能をRSP用モジュールとして拠点側WAN高速化装置上にインストールし、利用することができる。センター側のアプリケーションサービス機能を拠点側のWAN高速化装置が代行することにより、WAN上に流れるトラフィックを最低限に抑えられる。ブルーコートが買収したパケッティアの製品(iShaper)も同様の機能に対応している。
こうした流れから、WAN高速化装置は今後「トータルなアプリケーションアクセラレータ」という位置付けへと変わっていくことが予想される。
<筆者紹介>
岩本直幸
ネットマークス 技術本部DC技術部第二技術室 第二グループ
2003年の東京-沖縄間ディザスタリカバリ実証実験に参加し、WAN回線の遅延による性能劣化を体感。2004年夏ごろにWAFS製品と出会い、2004年末に米Riverbed Technologyを訪問。2005年からWAN高速化装置の拡販と啓もう活動に従事。
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