【ストレージ編】仮想化でストレージの投資を最適化 - 進化するITプラットフォーム Part6

内部処理の工夫で性能や拡張性を向上

企業が取り扱うデータ量の爆発的増加に伴い、ストレージの機能向上に対する要請は厳しくなっている。こうした状況を受けて、リソースの効率活用や高速処理、利便性向上などをうたうストレージ製品が充実してきた。 （編集部）

日々のトランザクションデータはもちろん、社員や関係者が生み出す大量の文書データや電子メールなど、企業が取り扱うデータは増加の一途だ。2008年に日本版SOX法が施行されて以降、消去すべきでないデータも増えているから、なおさらである。必然的にデータを蓄積するストレージへのニーズは大きくなる。

一方でストレージへの投資を必要に応じて増やすわけにはいかないのも確か。そうした中で、ストレージベンダー各社は、「投資コストや運用コストを削減できる」と銘打ったストレージ製品を相次ぎ投入している。それは一体、どんなものなのか。Part6ではそこに焦点を当てる。大別すると、（1）仮想化技術を活用してストレージの利用効率や実効容量を高めるもの、（2）SSD（半導体メモリーディスク）やVTL（仮想テープライブラリ）を駆使して、データの性質に応じたストレージ階層を形成するもの、に分けられる。

ストレージの仮想化(1)
ディスク容量の無駄を解消
容量追加も容易に

当たり前だが、サーバーと同じくストレージの有効活用に対するユーザー企業のニーズは高い。例えば新システムの設計時には、将来必要となるデータ量を計画し、容量不足に陥らないようにストレージを用意する必要があった。いったん割り当てた論理ボリューム（OSやアプリケーションから見えるディスク容量）や、論理ボリュームが存在するディスクドライブを、あとで変更することが難しいからである。

結果として、専門家の間では「企業が保有するストレージ容量のうち、実際に使われているのは40％程度」というのが通説になっているほどだ。こういった容量設計の難しさや、使われない記憶領域が多い問題を解消する技術として、ここ数年、普及しつつあるのが、「シンプロビジョニング」と呼ばれる仮想化技術である。

文字通り、「Thin（薄い、少ない）」な「Provisioning（配置準備＝容量設計）」を可能にするもの。実際には、ボリュームの容量を仮想化することで、少ない物理ディスク容量を大きく見せる技術である。例えば物理的には総容量1テラバイト（TB）のディスクしか搭載していなくても、OSやアプリケーションからは5テラバイトのストレージに見える（図6-1）。いうまでもなく実際にデータを保存できる容量は1TBしかないが、不足したら必要な分だけ物理ディスクを随時増やしていけばよい。国内外の主要ベンダーが、すでに製品に実装済みだ（表6-1）。

図6-1　シンプロビジョニングの仕組み

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表6-1　シンプロビジョニングに対応する主要ストレージ一覧

ストレージの仮想化(2)
複数のストレージを1つに見せる

ストレージの仮想化には、複数の外部ストレージをまとめて、1つの論理ボリュームとして構成する「ストレージ・デバイスの仮想化」もある。ベンダーや機種を問わず、社内に散在するストレージを一元的に管理・運用できる。サーバーとのオンラインを維持したままストレージ側で、データ移行やレプリケーションを行うことも可能だ。

この機能もすでに各社が提供中だが、実現方式はベンダーによって異なる。例えば日立の「Hitachi Universal Storage Platform V」では、内蔵するアレイコントローラにこの機能を持たせている。一方、富士通はファイバチャネルのスイッチである「ETERNUS　VS900」、日本IBMはアプライアンス製品「IBM System Storage SVC」で、それぞれ実現する。EMCジャパンの「Invista」は、富士通と同じタイプだ。

こうした仮想化により、アクセスを高速化したり、安全性を高めるためのRAID構成の自由度も高まる。例えば日本HPの「HP StorageWorks EVA」では、論理ボリュームの必要容量とRAID構成（0/1/5）を設定するだけ。EVAのコントローラが物理ディスクを自動的に割り当てる。

ストレージの階層化(1)
SSDとディスクを組み合わせる

ストレージ周りの技術進化は、仮想化だけではない。サーバーやネットワークの処理性能が高まり、処理するデータ量が多くなれば、必然的に処理性能の向上が求められる。

そこでここ数年、広がりつつあるのが「ストレージの階層化」である。階層の最上位に「SSD（半導体メモリーを使ったドライブ）」を置き、ディスクドライブと組み合わせて使うアプローチだ。SSDはHDDに比べ高速であり、消費電力も抑えられる。

「HP StorageWorks EVA」ではディスクアレイの一要素としてSSDを用意。SSDをtier0、ファイバチャネルのディスクをTier1、FATA（SATA）ディスクをtier2と階層化し、使い分けることを提唱する。「SSDはOSのブート部分やRDBSのメタデータ域に使うのが適する」（同社）。

日立やEMC、日本IBMなど他社も同様に、ハイエンド機の構成要素の一部として、SSDを提供している。「SSDによる高速化は、ストレージのストライピングによる高速化よりもシンプル。消費電力も圧倒的に低くなる」（EMCジャパン）。自社ではSSDを提供していないストレージ専業大手のネットアップは、デバイスの仮想化を使ってSSD「RamSanシリーズ」（システムクリエイトが販売）を使えるようにしている。

一方、階層化したストレージの下位層、つまりファイル管理用やバックアップ用途のストレージ（あるいは中小規模のストレージ）でも、高速化やコスト低減を指向した技術革新が続いている。1つが「重複排除」。文字通り重複しているファイルやデータを排除し、代わりに元データを指すポインタに置き換える技術だ。データ量を20分の1程度にできる（50分の1というベンダーもある）ため、効果は大きい。

同一のファイルだけを排除する手法と、ファイルやデータの一部まで立ち入って排除する手法がある。データ圧縮も、重複排除の手法の一部といえる。実は以前からある技術だが、元データが消えるとすべてのデータが消えるといった問題があった。それが解消され、最近になって採用が広がっている。

バックアップ用途では、VTL（仮想テープライブラリ）製品が増加中だ。急激に価格が低下したディスクをテープ代わりに使い、バックアップの時間短縮を可能にする（オンライン中に書き込めば、事実上ゼロにできる）。必要に応じて、あとでテープに移す使い方だ。

主要ストレージベンダーが専用機をラインアップするほか、既存のストレージを使うソフト製品（バックボーン・ソフトウエアの「NetVault VTL」など）や、ファルコンストア・ジャパンのようなバックアップソリューション専業ベンダーの製品など、選択肢は多い。

ストレージの階層化(2)
FCディスクの拡張性と性能強化

もちろん階層化の中核層であるファイバチャネルディスクでも、技術進化が続く。その1つがEMCの「EMC Symmetrix V-Max」。容量を数100ペタバイト規模に拡張でき、また数10万台規模の仮想サーバー接続できるアーキテクチャが最大の特徴だ。中核は「V-Maxエンジン」と呼ぶコントローラで、最大32個のXeon5500シリーズプロセサと最大1024ギガバイトのメモリーを搭載できる。これがストレージの仮想化や階層化、サーバーとのインタフェースの仮想化を担い、ストレージ配置の柔軟性や動的再配置、オンデマンドの割り当てなどを可能にする。

2006年に日本に進出した大規模ストレージベンダー、3PARの「InServストレージサーバ」も注目株の1つ。特徴は、物理ディスクを256Mバイト単位に分割し（チャンクレットと呼ぶ）、チャンクレットを組み合わせて論理的ボリュームを形成することだ。チャンクレットは基本的に別個の物理ディスクに配置されるので、I/Oを並列処理できる。一連の処理を専用LSIで処理することで、さらなる高速化を図っている。

このほかファイバチャネルではなく、LANに接続するNAS型のストレージでは、アイシロン・システムズがユニークな製品を提供している。どちらかと言えばビデオ映像や音声データ、解析データなどの非構造データの蓄積に向く大規模ストレージ「Isilon IQ」だ。

ブレードサーバーに比べ地味な存在のストレージだが、実際には進化の著しい非常にホットな領域である。