何ができる? ストレージ仮想化【第2回】
ストレージ仮想化の実現方式とそれぞれのメリット/デメリット
ストレージ仮想化の実現方式は複数あり、それぞれにメリットとデメリットが存在する。また、導入を検討するに当たっては実現方式以外にも注意すべきポイントが幾つかある。
前回「ストレージを仮想化する仕組みとメリットを知る」では、ストレージを取り巻く今日の状況について触れるとともに、ストレージ仮想化の基本的な概念やその仕組み、そして主なメリットについて述べた。
今回は、ストレージ仮想化の実現方式について説明するとともに、現時点(2008年11月)において市場に存在する代表的な製品も幾つか挙げてみたいと思う。
ストレージ仮想化の実現方式
ストレージ仮想化を実現する方式は、複数存在する。各方式の違いは、ITシステム全体の中のどの部分で仮想化処理を行うかにある。今日市場において提供されているストレージ仮想化製品は、以下の4つの方式に分類される。
- ホストベース
- ネットワークベース
- スイッチベース
- アレイベース
注: 各方式の呼称や定義はベンダーやメディアによって異なることがあるため、注意されたい。また、以降で説明する「ネットワークベース」と「スイッチベース」を同じ方式としていたり、「ネットワークベース」という分類自体を用いない場合もある。
以下、各方式の詳細について説明する。
ホストベース
ホストベースは、ストレージ側ではなく、アプリケーションサーバなどいわゆるホスト側にエージェント(専用アプリケーション)を導入し、仮想化処理を行う方式である(図1)。この方式を採っている代表的な製品には、シマンテックの「Veritas Storage Foundation」がある。
ホストベース方式では、ホスト側で論理的なボリュームの統合・割り当てを行い、それを基に物理的なストレージの各ボリュームにデータを格納していく。この方式では、論理ボリュームと物理ボリュームのマッピングなどストレージ仮想化に必要な処理がホスト側で行われるため、異種混合のストレージ環境に対応している点がメリットとして挙げられる。また既存のシステム構成、特にSAN(Storage Area Network)に対する物理的な影響度が低いという点も、ほかの方式に対するアドバンテージになる。
一方この方式は、ストレージ仮想化製品がホスト側のサーバのプラットフォームをサポートしていることが絶対条件となる。そのため、既存のサーバ環境によっては導入が困難な場合がある。また、各サーバにエージェントを導入する必要があるため、サーバへの負荷が懸念されるケースでは好ましくない。さらに、各サーバ単位でボリュームのマッピング処理を行うため、大量のサーバで分散処理を行っているようなシステムでは、管理が煩雑となる点も課題として挙げられよう。
ネットワークベース
ネットワークベースは、サーバ側のネットワークとストレージ側のネットワーク(SAN)の間に、ストレージ仮想化製品を接続する方式である(図2)。
上図にもある通り、本稿ではネットワークベース方式をさらに「インバンド方式」と「アウトオブバンド方式」の2種類に分類している(図中では、インバンド方式の接続イメージを実線で、アウトオブバンド方式の接続イメージを破線で表現している)。
インバンド方式とアウトオブバンド方式の違いは、以下の通りである。
インバンド方式
インバンドは、サーバとストレージの間の通信経路上に、ストレージ仮想化製品をじかに接続する方式である。同方式を採用する製品には、日本アイ・ビー・エムの「IBM System Storage SAN ボリューム・コントローラー」(SVC)が代表例として挙げられるほか、ネットアップの「V3000シリーズ」「V3100シリーズ」「V6000シリーズ」、ファルコンストア・ジャパンの「FalconStor NSS」などもこれに該当する。これらの製品はアプライアンスの形態で提供されるが、データコア・ソフトウェアの「SANsymphony」「SANmelody」のようなソフトウェア製品も存在する。
インバンド方式では、サーバ側からのトラフィックがすべてストレージ仮想化製品を経由する。サーバとストレージの間でやりとりされるデータをストレージ仮想化製品がすべて直接処理することから、共有や排他などのデータアクセス制御が行いやすく、スナップショットやリモートコピーなどを容易に実現できる点がメリットとして挙げられる。
ただしインバンド方式では、ストレージ仮想化製品のデータ処理能力がシステム全体のスループットに大きく影響を及ぼすことになる。そのため、同方式の採用を検討する際にはあらかじめパフォーマンスやスケーラビリティに関する要件を明確にした上で、かつ実際に実環境で検証してみることが重要である。なお、この方式は冗長性や処理能力を確保するためにストレージ仮想化装置(もしくは専用サーバ)を2台設置する構成が一般的である。
アウトオブバンド方式
インバンド方式との大きな違いは、SANスイッチと連携して透過的に仮想化を行うという点である。EMCジャパンの「Invista」、LSIロジックの「StoreAge SVM」などがある。
アウトオブバンド方式では、サーバとストレージの間のネットワーク上ではなく、SANのスイッチにストレージ仮想化製品を接続する。この方式では、サーバとストレージの間で流れるトラフィックのうち、仮想化処理に必要な制御データのみがストレージ仮想化製品で処理され、そのほかのデータはサーバとストレージの間で直接やりとりされる。そのため、インバンド方式で懸念されるようなスループットへの影響を心配する必要がない点がメリットである。
しかし、ストレージ仮想化製品が対応するSANスイッチの種類が特定されている場合が多く、導入に当たっては既存のSANスイッチをリプレースしなければならない可能性が高いほか、製品によってはサーバ上にエージェントソフトウェアを導入しなければならないこともある。加えて、ストレージアレイ側で提供されているフラッシュコピーやミラーリングといった機能が利用できなくなる場合もあるので、注意が必要だ。
スイッチベース
スイッチベースは、ストレージ仮想化機能が組み込まれたSANスイッチ自体で仮想化処理を行う方式である(図3)。同方式の代表的な製品には、富士通の「ETERNUS VS900」が挙げられる。
スイッチベースの仮想化方式では、ストレージ仮想化機能を搭載したスイッチを利用するため、導入時のシステム構成の変更はスイッチ機器の交換のみとなり、既存環境への影響を最小限にとどめられる点がメリットとなる。
ただしこの方式の製品は、スイッチベンダーもしくはスイッチベンダーと仮想化ソフトウェアベンダーが共同で製品化するのが一般的であり、ストレージベンダーとの連携がスムーズに行われないことが多い。このため、スイッチとストレージの組み合わせによっては、ストレージが提供するレプリケーションやデータ保護などの機能を利用できない場合がある。
アレイベース
アレイベースは、ディスクアレイのコントローラーに仮想化機能を持たせた方式である(図4)。同方式を用いた製品は、ディスクアレイ製品の拡張機能としても提供されており、日立製作所の「Hitachi Universal Storage Platform」が代表例として挙げられる。
ディスクアレイと共通のプラットフォーム上に仮想化コントローラーが実装されているため、レプリケーションなどディスクアレイが提供する機能を最大限に活用できるのがメリットである。この方式の製品はマルチベンダー対応をうたっていることが多いが、ディスクアレイと一体で提供されることから、実質的には仮想化コントローラーとディスクアレイを同一ベンダーのものに統一して導入するケースが一般的であろう。
この方式は、ストレージ仮想化製品だけでなくストレージアレイも新規に購入することを検討している場合や、ストレージ仮想化製品を提供するベンダーの製品でストレージ環境をすべて統一したいケースなどで、そのメリットを生かせるだろう。
どの方式が主流か
最近では、既存のシステム構成への影響度が低いことなどから、比較的新しい方式であるスイッチベースが注目されつつある。しかしアイ・ティ・アールでは、同方式による仮想化を実装しているベンダーの数は依然として限られており、ストレージ市場において大きなプレゼンスを有しているベンダーが採用する方式であるアレイベースやネットワークベースの製品が市場の主流であるとみている。
方式の選択における注意点
先に挙げた各方式には、既に説明したようにそれぞれメリットとデメリットが存在する。しかし、製品の選定に当たっては方式の違いのみに目を奪われてはいけない。各ベンダーとも、自社が採用する方式のデメリットへの対処も行っており、各製品間の差異は方式の分類で整理されるほど明確な違いはないと考えてもいいだろう。
それよりも、製品選定の際には次のような制約条件により注意を払うべきである。
- 導入要件の実現性
- 既存環境との親和性
- 価格
ストレージの仮想化は技術的な側面が脚光を浴びがちであるが、遠隔地間のレプリケーションなど災害対策基盤の実装や、ILM(Information Lifecycle Management:情報ライフサイクル管理)のためのデータ管理体制の強化といった、企業におけるビジネス課題の解決策の一手段として実装されることが一般的である。このため、製品を購入して実装するといった単体での導入よりは、リモートサイトやSAN環境の構築など、より大規模で包括的なソリューションの一部として導入される事例の方が多い。
このため、あらかじめ自社で方式の絞り込みを行ってしまうと、ベンダーやシステムインテグレーターからのソリューション提案の幅を狭めてしまい、本来の課題解決の本質から遠ざかってしまう危険性がある。
また各方式による違いだけでなく、同一方式の製品の間にも、対応するディスクアレイ製品やスイッチ製品の種類や数に大きな違いが存在している点に注意が必要である。方式を限定してストレージ仮想化製品を絞り込んだ結果、購入後に既存のストレージ環境と適合していないことが判明、SANを対応製品で再構築し、ディスクアレイも刷新するはめになってしまった……このような想定外の追加投資を回避するためには対応製品もチェックすべきである。
ソリューション全体でのコストに留意
最後に、今回説明した各方式はその特徴や実装における制約から、ストレージ仮想化製品以外のコストも発生し得ることに注意すべきである。
例えば、インバンド方式ではスループット向上策として冗長化構成を取ることが一般的であり、最低でもサーバを2台(2ライセンス)購入する必要がある。また、アレイベースにはストレージ仮想化製品だけでなくディスクアレイも含まれることから、価格水準がほかの製品よりも高くなる。
先述したように、ストレージ仮想化技術はあくまでもソリューション全体の一部にすぎない。そのため、ストレージ仮想化製品のコストだけでは、ソリューション全体のコスト規模は把握できない。既存システム環境の刷新や変更、ほかの製品を導入するための購入費、変更作業の工数などのコストまで含めると、ソリューション全体のコストはストレージ仮想化製品の各方式でのコスト差ではまったく測れないものになるため、注意が必要だ。
次回は、ストレージ仮想化の導入状況など現在のユーザー動向を紹介するとともに、ストレージ仮想化の利便性や適合性、導入の判断基準といった点について解説する予定だ。
<筆者紹介>
雪嶋貴大
株式会社アイ・ティ・アール アナリスト
南山大学経済学部卒業。
ユーザー企業にて情報システム部門の業務に携わった後、2005年にアイ・ティ・アール入社。幅広い分野にわたってリサーチおよびコンサルティング業務に従事する。
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