ストレージのボトルネック問題を解消する

仮想デスクトップに快適さを求めるなら「HCI」でVDIを構築すべき理由

HCIでVDI環境を構築すると、さまざまなメリットがある。例えばリソースのスケーリングが容易にできる。VDI環境を構築する際は、ストレージの設計に注意する必要がある。

公開 2019年04月12日 05時04分

著者

Alastair Cooke

[TechTarget]

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　仮想デスクトップの導入を成功させる上で極めて重要な要素は、一貫したパフォーマンスで全てのユーザーに仮想デスクトップ環境を提供することだ。HCI（ハイパーコンバージドインフラ）を利用すれば、VDI（仮想デスクトップインフラ）で重要なストレージの性能を予測可能になり、計画通り迅速にスケーリングできるようになる。

　HCIをVDIに利用する最大のメリットは、ユーザーの増加に応じてノード（サーバ）を追加すると、それに比例して処理能力もスケーリングされる点にある。つまり各ノードで処理するユーザー数を決め、スケーリングの際は必要なユーザー数分のノードを追加すればよい。パフォーマンスの劣化を心配することなく簡単にスケーリングできる。

問題の基になるのはストレージのスケーリング

　VDIのCPU、メインメモリ、ネットワークのスケーリングは単純で、ハイパーバイザーのノードを追加するだけで済む。それと比べてVDI用にストレージを追加するのは、はるかに難しい。小規模なパイロットプロジェクトから大規模な本格運用へとスケールアップすると、ストレージがボトルネックになり、パフォーマンスに深刻な問題が生まれる場合がある。

　その一例として、ある企業のVDIの導入事例を紹介する。この企業が実施した200人のユーザーを対象にしたパイロットプロジェクトでは、パフォーマンスに問題はなかった。そのため、この企業のIT部門は本格運用への移行を承認した。しかし実際の運用環境において2000人のユーザーが仮想デスクトップにアクセスすると、ログインに数時間を要するほどパフォーマンスが低下した。

　この事例における根本的な原因は、VDIに利用するストレージアレイのスペックが、この企業の運用環境を実現できる水準ではなかった点にある。500人以上のユーザーがログインする際に必要なIOPS（1秒間に処理できるI/O数）が不足していた。このストレージアレイのパフォーマンスが、仮想デスクトップのコンピューティング能力に追い付いていなかったのだ。ユーザー数が増加することでストレージのパフォーマンスにどのような影響があるかを予測する手段もなかった。

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　HCIではノードにストレージが含まれている。つまりCPUやメモリといったコンピューティングリソースを追加すれば、ストレージ容量も追加できる。結果として、少数のユーザーを対象にしたパイロットプロジェクトで必要なノードを決定すれば、その後はユーザー数に応じて的確にスケールアウトできるということだ。

　例えば3ノードのHCIクラスタで300人のユーザーを対象としたパイロットプロジェクトが成功したとする。この場合、3000人のユーザーが使う運用環境では同じHCIを30ノード用意すればよいということだ。CPU、メモリ、ネットワーク、ストレージ、それぞれの容量もパイロット環境の10倍になる。3000人のユーザーが使う30ノードのHCIのパフォーマンスは、300人のユーザーが使う3ノードのHCIと同じだと考えてよい。

　VDIのストレージをスケーリングする際、HCIは具体的にどのように役立つのだろうか。各ノードのストレージ容量は固定されている。ストレージは通常、高性能のフラッシュストレージと低性能のフラッシュストレージが混在しているか、HDDのみとなっている。フラッシュストレージの場合、各ノードは全ての仮想マシン（VM）のディスク書き込み操作を、自ノードのフラッシュストレージに送る。同時に、その同じ書き込み操作を別のノードにも送り、そのノードのフラッシュストレージに書き込む。

　ディスク読み取りの仕組みは、HCI製品によって異なる。各ノードが自ノードに割り当てられたVMの読み取り操作だけを担うのが最善の仕組みといえる。1つのVMの読み取り操作に、全てのノードが動作する必要があるとすれば、のそれは最悪の仕組みだ。この場合、読み取るVM数が多くなるほど、各ノードの動作が増え、パフォーマンスが低下する。

　HCIのボトルネックになる可能性のある共有リソースは、ネットワークだ。ネットワークにギガビットイーサネット（GbE）を利用していれば、パフォーマンスは制限されるだろう。一般的に企業はHCIのパフォーマンスを向上させるために25 GbEまたは40GbEを採用している。

VDI向けにHCIをスケーリングする際の課題

　HCIのスケーリングで陥りやすい課題がある。1つ目は単一ノードのパイロットプロジェクトでは、大規模クラスタのストレージパフォーマンスを正しく把握できない点だ。通常、HCIは少なくとも2つのノードに書き込むことでストレージの回復性（レジリエンシー）を実現する。単一ノードのHCIを使ったパイロットプロジェクトでは、2つのノード間で同じデータを保存するミラーリングができない。

　ミラーリングで事実上、ストレージのパフォーマンスが半減する。パイロットプロジェクトで利用する単一ノードのHCIのパフォーマンスは、本番運用するHCIの約2倍になると考えてよいだろう。パイロットプロジェクトで複数ノードのHCIを導入すれば、本番運用で必要になるノード容量を把握できるということでもある。

　VDI用のHCIをスケーリングする際に陥りやすい2つ目の課題は、パイロットプロジェクトのユーザーが本番運用のユーザーと同じではない点だ。パイロットプロジェクトでは業界標準のVDI向けベンチマークテストツール「Login VSI」を利用することが少なくない。Login VSIを正しく設定すれば、1つのノード当たりのユーザー数を概算で把握できる。ただし注意が必要な点は、本番運用におけるユーザーは日常業務を担当する従業員全員だということだ。実際のユーザーの行動は、ベンチマークテストのユーザーとは大きく異なり、予測できない。VDI向けHCIのスケーリングを成功させるには、実務を担当する実際のユーザー数に基づいて、1ノード当たりのユーザー数を決める必要がある。

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