基礎から学ぶ3つの“ストレージ仮想化”

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基礎から学ぶ3つの“ストレージ仮想化”

2012/05/21


 ビッグデータ時代の到来を迎え、ストレージに関するコストをどのように抑えたらよいか、どの企業でも頭を悩ませている。一方、ICTシステムの利用効率を高める手段として仮想化技術の導入が進んでおり、サーバ仮想化やデスクトップ仮想化の導入効果を最大限に引き出し、ストレージコスト削減に役立つ「ストレージ仮想化」も進化を続けている。そこで、今回はストレージ仮想化ツールにスポットを当て、その基本情報から最新事情まで、その勘所を詳しく紹介する。

ストレージ仮想化

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ストレージ仮想化とは?

 クラウドコンピューティングが開花し始めた今、ストレージ仮想化はサーバ仮想化と同じように重要なキーワードであり、ぜひ理解しておきたい技術の1つである。
 ストレージ仮想化は「複数の異なるストレージ装置を仮想的にひとつのストレージとして使用可能にする技術全般のこと」を指す。システムに接続されているストレージはすべて仮想化され、1台の内蔵ディスクのように取り扱えるようになる。
 ストレージに関する仮想化としては、これまでいろいろな技術が開発されてきた。例えば、複数のディスクアレイを1台のディスクのように見せることが可能なRAIDや、DVDなどのリムーバブルメディアをイメージファイル化してHDD上からアクセスできるようにする仮想ドライブなども仮想化技術の範疇に入る。従って、ストレージ仮想化のすべてを取り上げると説明が広範囲になり過ぎてかえって分かりにくい。そこで、ここではストレージ仮想化の中でも特に企業ユーザに理解してほしい複数のストレージ装置に跨る技術に焦点を絞って説明を進めていく。

■ボリューム容量の仮想化

 ストレージ仮想化の代表的な技術が「ボリューム容量の仮想化」だ。これは複数の異なるブロックストレージ(実ボリューム)を1つのストレージプールに統合し、そのプールから各サーバに仮想ボリュームを割り当てることができるという技術だ。実際のストレージ装置の物理容量を気にすることなく任意の仮想ボリューム容量をサーバに割り当てることができ、例えばブロックストレージ全体の容量が50TBの場合でも、20TB×5部門=計100TBの仮想ボリュームを設定できる。なお、ストレージプールの合計容量を越えた形で各サーバに仮想ディスクを割り当てることができる機能は「シンプロビジョニング」と呼ばれている。

図1 ボリューム容量の仮想化
図1 ボリューム容量の仮想化
実容量が足りなくなったら必要に応じてディスクドライブを追加(外部ストレージでも可)すればよい。
資料提供:日立製作所
■ファイルシステムの仮想化

 企業が抱えるデータ量で最も高い割合を占めているのが非構造化データ。年間50〜60%のペースで増え続けており、ストレージ容量不足、投資・運用コストの増大、ストレージの刷新・増設時の作業負荷と業務への影響など、多くの課題を抱えるようになってきた。そこで注目されているのが「ファイルシステムの仮想化」だ。これは複数のファイルストレージを束ねて1つの巨大なボリュームを作り、その上で単一の論理的なアクセスである「グローバルネームスペース」(ファイルやディレクトリのパス名を論理化したもの)を提供する。つまり、複数のファイルシステムを仮想化技術を使って1つのファイルシステムに統合することで、各ユーザはグローバルネームスペースから自分のファイルにアクセスできるようになる。その結果、各ユーザは物理的なストレージ環境を知る必要がなくなり、検索やファイルへのアクセスが容易になる。

図2 ファイルシステムの仮想化
図2 ファイルシステムの仮想化
ファイルストレージ容量の追加等の構成変更を実施しても、アプリケーションのアクセスパスを変更する必要がない。
資料提供:F5ネットワークスジャパン
■ストレージ階層の仮想化

 ストレージ仮想化の中でもう1つ注目されている技術に「ストレージ階層の仮想化」がある。これは、I/O処理を監視して使用頻度を特定し、その上でデータブロックを最適なストレージ装置の階層に動的に移動する技術だ。最も使用頻度の高いブロックをSSDなどの高速デバイス上に、使用頻度の低いブロックをSATAなどの低速デバイス上に、その他のブロックはSASなどのミッドレンジのデバイスに移動することで、ストレージのコストパフォーマンスを向上させることが可能だ。

図3 ストレージ階層の仮想化
図3 ストレージ階層の仮想化
ストレージが自動でデータを適切なストレージ階層に配置し、コストパフォーマンスを最大化する。
VM…バーチャルマシン
資料提供:日立製作所

 もちろん、使用頻度の低いボリュームに高性能ストレージを割り当てる必要が出てくる場合もある。その場合には、仮想ボリュームにプロファイルを設定し、特定の階層に固定することができる。このとき、指定した階層の容量が枯渇していれば、下位の階層を選択するように設定できる。

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