HDD内のキャッシュ

　HDD内のキャッシュは、容量が非常に少ないので、大容量のデータを読み書きする場合の性能向上にはあまり寄与しない。

共有ストレージ装置内のキャッシュ

　共有ストレージ装置内のキャッシュは、比較的容量を多めに取れる。だが、仮想マシン単位、仮想ディスク単位などでキャッシュの有効／無効を制御することはできない。また、SSDなどを使用したキャッシュは高価だ。他のストレージ装置のデータはキャッシュできない。機器によっては書き込みキャッシュとして動作する。

ホスト内のキャッシュ

　vFRCは、このホスト内のキャッシュの分類に入る。ホストに接続されているストレージ装置全てのキャッシュも行える。また、仮想ディスク単位のキャッシュ制御も可能だ。書き込みキャッシュとして利用すると、ホスト障害時にデータ損失をしたり、ライブマイグレーション（vSphere vMotion）が行えなくなるため、読み取りキャッシュとして利用するのが一般的だ。

　このように分類すると、vFRCは比較的柔軟に扱いやすいキャッシュソリューションといえる。ホストにローカル接続されているSSDをキャッシュ領域として使用するので、ストレージ装置にSSDを増設する場合に比べて、一般的には機器コストが安くなるだろう。ただし、vSphereのライセンスではEnterprise Plusエディションが必要になるので、最終的なコストが安くなるかどうかは、ホストの数や、「VMware Distributed Resource Scheduler」（DRS）、分散仮想スイッチなどの機能を利用するかどうかなどにもかかってくるだろう。

vFRCの構成

　vFRCを利用するためには、以下の構成が必要となる。

ホスト

　「vSphere ESXi 5.5」（以下、ESXi 5.5）がインストールされており、使用可能なSSDがローカル接続されているサーバが必要だ。SSDをvFRCで使用する場合、SSD全体を「VFFS」（vFlash File System）形式でフォーマットしなければならない。通常の仮想マシン領域は「VMFS」（Virtual Machine File System）形式なので、SSD上には仮想マシンを配置することができず、キャッシュ専用になる。

　また、前述した通り、vSphere Enterprise Plusエディションのライセンスが必要だ。

vCenter Server

　vFRCを利用するには、「VMware vCenter Server」（以下、vCenter Server）が必要だ。また、設定は「VMware vSphere Web Client」から接続する必要がある。

ストレージ

　仮想マシン、仮想ディスクを格納するストレージは、ホストに接続されたローカルディスクでも、FC（Fibre Channel）やiSCSI、NFSなどで接続された共有ストレージでも、どちらでもキャッシュすることができる。

　ホストのESXi 5.5が既にvCenter Serverに登録されている状態であれば、以下の手順でvFRCを有効にできる。

1. vSphere Web ClientでvFRCの設定を行うホストを選択する
2. ［管理］タブを選択し、［設定］を選択する
3. ［仮想フラッシュ］→［仮想フラッシュ リソース管理］を選択する
4. ［容量を追加］ボタンをクリックする
5. vFRCで使用したいSSDをチェックし、［OK］ボタンをクリックする
6. SSDをVFFS形式でフォーマットするのに時間がかかるので、しばらくしてから再読み込みを行い、仮想フラッシュの容量が追加されていることを確認する

　次に、vFRCを利用したい仮想マシンの仮想ディスクにキャッシュを割り当てる。

1. vSphere Web ClientでvFRCの設定を行う仮想マシンを選択する
2. 仮想マシンの「設定の編集」を行う
3. vFRCを有効にしたいHDDをクリックする
4. 「仮想フラッシュ読み取りキャッシュ」の容量を設定する
5. ［OK］ボタンをクリックする

　vFRCは仮想マシンが起動している状態でも設定が可能である。キャッシュの容量や増減を0にして、キャッシュを無効にすることもできる。設定は構成が完了した時点で有効となるので、仮想マシンの再起動などは必要ない。

vFRCの効果を確認する

　実際に、ゲストOS上でベンチマークソフトを動作させてvFRCの効果を確認した。今回はCentOS 5上でPostgreSQLを動作させ、ベンチマークソフトとして「pgbench」を実行した。また、キャッシュのヒット率を確認するには、ESXi 5.5にSSHでログインし、「esxcli」コマンドを実行する。手順は次の通り。

1. あらかじめESXi 5.5のローカルコンソールでログインし、「Trouble Shooting Options」からESXi ShellとSSHを有効にしておく
2. ESXi 5.5にSSHでrootとしてログインする
3. vFRCの情報を確認する

　キャッシュの統計情報をゼロリセットする。

　キャッシュの統計情報を確認する。

　主な情報の意味は以下の通りだ。

　ここでCentOS上で動作しているPostgreSQLに対して、1000万行の全件検索を行うSQLを3回実行して、キャッシュの統計情報を確認する。

　28％ほどがキャッシュから読み込まれていること、ディスクに比べてSSDの方が、3倍以上遅延が少ないことなどが確認できる。

vFRCの活用

　vFRCを活用するためには、読み取りキャッシュであること、SSDを使用していることから、以下のような特徴を把握しておく必要があるだろう。

ランダム読み取りに強い

　書き込みはキャッシュをスルーしてHDDに書き込まれる。SSDはシーケンシャルな読み取りにはそれほど強くないことを理解しておく必要がある。

並列処理に強い

　HDDの性能劣化は、同時並列のI/Oが発生する場合に起こりやすい。単一の処理によるI/Oでは、SSDによるキャッシュのメリットが生かせない。

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　これらの特徴を生かすことができるアプリケーションとしては、データベースやメールサーバなどが考えられる。また、仮想デスクトップのような同時並列で複数の仮想マシンが動作する場合もメリットがあるかもしれない。

　今後、vFRCのような仮想環境向けのキャッシュソリューションがいろいろと出てくるだろう。vFRCは万能ではないが、特に読み出しが多いシステムには有効なソリューションなので、適材適所で活用して費用対効果の高いシステムを構築していきたい。