コスト削減と柔軟性アップを実現
いまさら聞けないソフトウェア定義ストレージ（SDS）、その技術と主要製品一覧
ソフトウェア定義ストレージ（SDS）とは、データストレージのリソースと機能を管理する技術だ。基盤となる物理ストレージとは依存関係を持たない。
主要SDS製品一覧表《クリックで拡大》
厳密に言えば、全てのストレージ製品は「ソフトウェア定義」といえる。どのストレージ製品も基盤となるハードウェアを管理し、ストレージ関連のタスクを制御する必要があるためだ。ただしマーケティング用語としての「ソフトウェア定義ストレージ」（SDS）は、Intelの「Intel x86」プロセッサ搭載のコモディティサーバ上で実行するように設計され、ソフトウェアとハードウェアが緊密に結び付く従来型のストレージエリアネットワーク（SAN）システムやネットワーク接続ストレージ（NAS）システムよりも、コストを削減できるよう設計されたケースがほとんどだ。
モノリシックなSANシステムやNASシステムとは異なり、SDS製品は、ハードウェアとは無関係にソフトウェアをアップグレードできる。SDS製品には共通の特徴がある。ストレージリソースを集約できる。システムをサーバクラスタにスケールアウトできる。共有ストレージプールやストレージサービスを単一の管理インタフェースから管理できる。ストレージの特性や機能を制御するポリシーを設定できる、などだ。
SDS製品が増加している要因には、非構造化データの急増によってスケールアウトストレージアーキテクチャのニーズが高まっていることの他に、マルチコアプロセッサ搭載の高性能サーバが利用可能になっていることや、サーバ、デスクトップ、アプリケーション、ネットワークの仮想化が進んでいること、クラウドテクノロジーの人気が高まっていることなどがある。
SDSのユースケースは製品の種類によって異なる。例えばオブジェクトやファイルをスケールアウトするSDSの一般的なユースケースには、データ分析、ゲノミクス、モノのインターネット（IoT）など、膨大な量の非構造化データを生成するアプリケーションがある。ブロックをスケールアウトするSDSは、データベースなどの高いパフォーマンスのワークロードをターゲットにすることもある。多くの種類のSDSは、DevOps環境にとっても魅力的だ。DevOps環境では新しいアプリケーション用にストレージを柔軟にプロビジョニングする必要がある。
SDSは、ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）、ソフトウェア定義インフラ、ソフトウェア定義データセンターと共に、業界での大きなトレンドの1つになっている。
サーバ＆ストレージ ナビ
SDS製品の種類と大手ベンダー
標準の定義がないため、SDSの分類は難しい。ブロック、ファイル、オブジェクトストレージの各インタフェースをサポートするSDS製品もあるが、一般的には1つか2つのインタフェースを優先する製品が多い。他にも、1つか2つのストレージプロトコルを通じてアクセスできる製品もある。例えば、当初オブジェクトストレージだったSDS製品にファイルプロトコルのサポートが追加された製品や、オブジェクトストレージへのデータのオフロードをサポートする分散ファイルシステムもある。
多くのSDS製品は、オンプレミスでもパブリッククラウドでも、サーバOS上や仮想マシン（VM）内で実行できる。ただし、サーバハイパーバイザー型カーネル内またはVM内でしか実行できないSDS製品もある。サーバリソースを節約し、単一のコンテナオーケストレーションツールを通じてコンテナベースのアプリケーションとストレージサービスの一貫した管理を容易にするため、コンテナ内で実行できるSDS製品もある。
SDSベンダーは、一般にハードウェアの認定オプションのリストを用意している。中には、顧客の調達や導入を容易にするため、ソフトウェアと標準サーバハードウェアをパッケージにした製品を販売するSDSベンダーもある。多くのSDS製品では、コンピューティングリソースとストレージリソースを別々にスケール変換できる。ハイパーコンバージドオプションでは、ストレージ、コンピューティング、仮想化、ネットワークを同一物理ハードウェア内でスケール変換する。ハイパーコンバージドインフラソフトウェアと標準ハードウェアをパッケージにして販売しているベンダーには、Hewlett Packard Enterprise、Nutanix、Pivot3などがある。
大手ストレージベンダー数社は、特定のハードウェアに結び付いていたストレージ製品のソフトウェア版をリリースしてきた。Dell EMCのUnityストレージアレイ「Dell EMC UnityVSA」とIsilonスケールアウトNASシステム「Dell EMC IsilonSD Edge」、IBMのXIVストレージ「IBM Spectrum Accelerate」、NetAppの「OnTap Select」（NetAppのストレージアレイを強化するOSのソフトウェアのみのバージョン）などがその例だ。
| 種類 | 説明 | ソフトウェア製品の例 |
|---|---|---|
| ブロック、ファイル、オブジェクトの一体型 | 分散サーバクラスタ全体での一体型管理の下でブロック、ファイル、オブジェクトストレージをサポート。ブロック、ファイル、オブジェクトストレージをサポートするSDSベンダーは、1つか2つのプロトコルを優先することが多い | ・Hedvig「Hedvig Distributed Storage Platform」、Nexenta「NexentaEdge」、OSNexus「QuantaStor」 ・サポート対象のオープンソース：Canonical「Ubuntu Advantage Storage」、Mirantis「Mirantis Cloud Platform（Ceph）」、Red Hat「Red Hat Ceph Storage」、SUSE「SUSE Enterprise Storage」 |
| ブロックとファイルをスケールアウトする方式 | ブロック（iSCSIやファイバーチャネル）とファイル（NFSやSMB）のストレージサービスをサポート | ・Dell EMC「Dell EMC UnityVSA」、 NetApp「OnTap Select」 ・サポート対象のオープンソース：Nexenta「NexentaStor」 |
| ブロックをスケールアウトする方式 | x86サーバノードを、ファイバーチャネル、iSCSIまたはInfiniBandを使って単一のブロックストレージシステムとしてクラスタ化。主な用途はノード間のキャッシュコヒーレンシ | ・Datera「Datera Elastic Data Fabric」、Dell EMC「Dell EMC ScaleIO」、Excelero「NVMesh」、IBM「IBM Spectrum Accelerate」 |
| ファイルをスケールアウトする方式 | 複数のノード間での分散ファイルシステムの実行。従来型NASファイルシステムのスケーラビリティの限界を克服。オンプレミスかパブリッククラウドかを問わず、オブジェクトストレージへのデータのオフロードをサポートする製品もある | ・Elastifile「Elastifile Cloud File System」、Dell EMC「Dell EMC IsilonSD Edge」、IBM「IBM Spectrum Scale」、Qumulo「Qumulo Core」、WekalOの「WekalO Matrix」 ・サポート対象のオープンソース：Red Hatの「Red Hat Gluster Storage」 |
| オブジェクトをスケールアウトする方式 | 一意識別子とメタデータをファイル／データ単位に割り当て。ファイルアクセス（NFSやSMB）のサポートを追加するオブジェクトストレージ製品もある | ・Caringo「Caringo Swarm」、Cloudian「Cloudian HyperStore」、Dell EMC「Dell EMC Elastic Cloud Storage」、日立製作所「Hitachi Content Platform」、IBM「IBM Cloud Object Storage」、NetApp「NetApp StorageGrid」、NooBaa「NooBaa」、Scality「Scality RING」 ・サポート対象のオープンソース：SwiftStackの「SwiftStack」 |
| ハイパーコンバージドインフラソフトウェア | ストレージ管理と、クラスタサーバ内でのコンピューティング、仮想化、ネットワークの各リソースとの組み合わせ。ソフトウェアがハイパーバイザーカーネル、仮想マシン、コンテナ、またはサーバOSで実行される製品もある。ハイパーバイザーを選択できるベンダーもある | ・Atlantis「Atlantis Computing USX」、DataCore「DataCore Hyper-converged Virtual SAN」、MicrosoftのWindows Serverでの「Microsoft Storage Spaces Direct」、StarWind「StarWind Virtual SAN」、StorMagic「StorMagic SvSAN」、VMware「VMware vSAN」 ・サポート対象のオープンソース：Red Hatの「Red Hat Hyperconverged Infrastructure」 |
| ストレージ仮想化 | サーバベースのストレージとSAN／NASシステムを、単一の管理インタフェースで管理される1つ以上のストレージプールに集約できる抽象化層。各プールの容量、パフォーマンス、データ保護ポリシーを変えることができる | ・DataCore「SANsymphony」、Dell EMC「ViPR」、FalconStor「FreeStor」、Hewlett Packard Enterprose「HPE StoreVirtual VSA」、IBM「IBM Spectrum Virtualize」 |
オープンソースSDSは、コミュニティーの開発プロジェクトから無償で入手できる。オープンソースSDSには、「Ceph」「FreeNAS」「Gluster」「OpenStack Swift」などがある。オープンソースSDSの商用サポートディストリビューションは、さまざまなベンダーが提供している。
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