仮想化環境専用ストレージ ETERNUS TR series ご紹介
仮想化環境でよくある運用課題に対し、求められる機能と仮想化専用ストレージETERNUS TR seriesの付加価値について1月に追加された新機種の特長もあわせて紹介された。
仮想化ストレージが抱える課題
集約によって生まれるコストメリットを求めて、サーバ仮想化やデスクトップ仮想化（VDI）の導入が進んでいる。仮想化の導入はハードウェアや運営管理、スペースや電力などのコスト削減に有効である。また、古いOSを動かせるハードウェアの入手ができなくなっても、仮想サーバ上での運用は可能なため、更新の難しいアプリケーションの使用などにも活用できる。
しかし、導入が進む一方、仮想化環境の集約度が向上し、運用・設計・性能面で新たな課題が多面的に発生してきているのも事実だ。特に仮想化環境のためのストレージの選択・利用については、従来のストレージが抱えていたのとは異なる問題がいくつも発生している。
富士通株式会社
ストレージシステム事業本部
仮想ストレージ開発統括部
渡辺 杉雄
一時にアクセスが集中するブートストームの問題で必要な性能が確保できず、これを解消するには大量のディスク搭載が必要となり高コスト化するケース。また、ディスク容量に余裕があっても、VM追加によりパフォーマンスがどう変化するかの予測がつかない。特定のVMでパフォーマンスの低下が起こった際にも、その原因の特定が難しいなど、多くの課題が担当者を悩ませている。仮想化導入の計画中にこれらの課題の存在を知り、仮想化に踏み出せないケースもあるだろう。
こうした課題を解決できるのが仮想化環境に最適化したストレージ ETERNUS TR seriesである。
ETERNUS TR seriesの4つの特長
ETERNUS TR seriesの特長は「高いコストパフォーマンス」「安定した性能」「知りたい情報の見える化」「簡単でスピーディーな導入」の4つだ。
まず、①「コストパフォーマンス」の問題だが、従来型のストレージは安価だがI/Oの速度がネックとなるHDDか、I/Oは高速だがコストのかかるフラッシュストレージという選択肢だった。しかし、ETERNUS TR seriesはSSDとHDDを組み合わせた先進的なハイブリッドファイルシステムを搭載し、アクセス頻度の高いデータをSSDに自動配置してフラッシュヒット率を向上するとともに、重複排除と圧縮によって容積効率アップも実現している。「2015年1月15日に発表した新機種では、SSDだけでなくHDDデータにも高速圧縮機能を追加しました。99％の処理をSSDで可能にしています」（渡辺氏）。
②「性能の安定」については、ETERNUS TR seriesは複数VMのうち特定VMのIO負荷の一時的上昇で他VMのパフォーマンスがダウンするという問題について、TR自体が自動QoS（Quality of Service）により過去のワークロードから各VMのパフォーマンスリソース予約し、共通リソースの範囲で負荷に対応できる。
また、③「情報の見える化」ではVMware vCenterとの連携によりVM単位で稼働状況の把握が可能だ。IOPS、スループット、レイテンシー、フラッシュヒット率といった使用状況をVM単位で表示、グラフ化ができる。「従来、ストレージ全体での使用状況しか確認できなかったものがVM単位で把握、スパイクの原因もサーバ、ネットワーク、ストレージのどこに問題があるか時系列でグラフに色分け表示されますから、どこを対象に対策を打っていけばいいかが一目瞭然です」（渡辺氏）。
さらに、④「導入期間」については、汎用ストレージでは仮想化環境導入前にRAIDの設計が必要だったが、ETERNUS TR seriesではその必要はない。IPアドレスさえ決まっていれば、管理パスワードやVMパスワードなどの必要情報を入力すればよく、約10分間で導入が完了するため、導入時間を大幅に短縮できる。また、リソースが不足した場合の拡張も容易だ。
「ETERNUS TR seriesは、装置1台がデータストアです。4Uの筐体に24本のディスクドライブが載るシンプルな構成で、利用VM数に応じて、SSDやHDD種類・組み合わせの異なるモデルを選定するだけ。拡張時は1台単位でシンプルに追加していけばいいです。また、2台以上から最大32台のETERNUS TR seriesを統合管理するTR Global Centerにより運用負荷を大幅に削減できます」（渡辺氏）。
その他にもVM単位でスケジュール設定してスナップショット取得が可能なSnapVMは、リダイレクトオンライト方式でサーバアクセスに影響無しでスナップショットが採れる。更新ブロックのみを保持するため、高速で容量効率も高い。
レプリケーション機能としては業界初のVM単位のレプリケーションを実現。事前設計不要で管理は容易だ。重複排除と圧縮により最大95％の帯域削減を実現している。
複数のハイパーバイザーをサポートしており混在も可能だ。VMware vSphere 5.0、5.1、5.5、Red Hat Enterprise Virtualizationの3.3、3.に対応。MSのHyper-Vへの対応も予定している。
仮想化環境に最適なETERNUS TR seriesの特長
新機種はディスクの使用効率が大幅アップ
1月発表の新機種はディスク構成の異なるETERNUS TR820/TR850/TR880の3製品だが、新しい特長としては、まず格納するデータを最新の高速圧縮アルゴリズムによって処理することで、ディスクの使用効率が大幅に向上したことが挙げられる。これによりデータ格納コストが最大で約50％向上する。最上位モデルETERNUS TR880では、大容量のSSDを搭載し、従来機と同一の筐体サイズで最大3,500の仮想マシンの処理が可能となり、さらにデータ格納容量は従来の上位機種であったETERNUS TR650の約3倍となる最大100TBまで拡張できる。このため、より大規模な仮想化環境への利用が可能になった。
また、オプションながらAES-256bit方式による強固な暗号化を、ストレージ性能を劣化させることなく実施する機能をサポート。万一ディスクドライブの盗難等が発生した場合にも、ディスクドライブに格納されたデータが暗号化されているため、個人情報や、知的財産などの漏洩を回避できる。
ETERNUS TR series製品仕様
| 品名 |
TR820 |
TR850 |
TR880 |
| 型名 |
ER82ABS1 / ER82ABS2 |
ER85ABS1 / ER85ABS2 |
ER88ABS1 / ER88ABS2 |
| 最大VM数 （注1） |
750 |
2,000 |
3,500 |
| I/O性能 （注2） |
30,000 |
60,000 |
80,000 |
| 実効容量 |
10.5～23TB （注3）（注4） |
30～66TB （注3）（注4） |
45～100TB （注3）（注4） |
| 搭載形態 / サイズ |
ラックマウント / 4U |
| コントローラー構成 |
デュアルコントローラー（Active / Standby） |
I/F
（注5） |
業務 |
10GbE（SFP＋or 10GBASE-T）×2 |
| 管理 |
1GbE（RJ-45）×2 |
| レプリケーション |
1GbE（RJ45）×2 |
10GbE（SFP or RJ45）×2 |
| 搭載ドライブ |
SSD 120GB ×14
HDD 2TB×2 |
SSD 480GB ×11
HDD 4TB×13 |
SSD 800GB ×11 HDD
6TB×13 |
| オプション |
レプリケーションライセンス
ディスク暗号化ライセンス
Global Centerライセンス |
レプリケーションカード
レプリケーションライセンス
ディスク暗号化ライセンス
Global Centerライセンス |
（注1）VM数は、サーバ仮想化環境の場合は仮想マシン数を、VDI環境の場合は仮想PC数（ユーザー数）を示す
実際の最大VM数は、容量や性能に依存する
（注2）8KB Read：Write=1：1 のランダムアクセス時の性能
（注3）HDD上のデータ圧縮が1倍時のデータ格納容量
（注4）HDD上のデータ圧縮が2.2倍時のデータ格納容量
（注5）コントローラーあたりのポート数を示す
富士通が提供する導入・運用をサポートするための「価値」
製品自体のパフォーマンスに加え、富士通はETERNUS TR seriesの導入・運用をサポートするためのさまざまな価値を提供している。製品発売に先立って、自社顧客の運用を想定し、大規模仮想化環境での評価やハードウェア異常試験などを実施し、検証結果を蓄積している。マニュアルは、OEM元のTintri社のマニュアルを単純に日本語化したものではなく、独自の翻訳に加え、自社での検証結果を元に記述を追加し、利用現場での使勝手を高めている。
サポート体制としては、サポートセンターと全国850カ所のサービス拠点の連携により2時間以内オンサイト修理を実現している。全国で約8,000名のサービスエンジニアが、交換用パーツを準備した約300のパーツセンターを利用してダウンタイムを最小限に抑える体制を敷いている。
「事前に情報や体験をお望みのお客様には富士通トラステッド・クラウド・スクエア内でデモンストレーションを提供しています。また、検証用のETERNUS TR seriesの貸し出し機もご用意しています」（渡辺氏）。
主な用途で見るETERNUS TR seriesの位置付け
関連情報
サーバ仮想やVDI におけるメリットとデモンストレーション
運用管理面で大きなアドバンテージとなるETERNUS TR seriesの特長の一つである知りたい情報の「見える化」機能のデモンストレーションをティントリジャパン合同会社の鈴木氏が手元のPCをTintri社の米国ラボ環境に接続して紹介された。
画面確認で理解が深まる
ETERNUS TR seriesは初めに管理IDを入力しさえすれば、後の操作はブラウザベースで実行できる。
最初に開くダッシュボードでは、ストレージ全体の性能情報であるIOPSやスループット、レイテンシーなどが表示される。ETERNUS TR seriesはハイブリッド構成のストレージだが、主にフラッシュ側で処理がされ、アクセス頻度が低くなった情報はHDDに移していくことによって高いフラッシュヒット率が維持されている。
「画面で確認することで理解が深まります。このデモ環境はいま100％フラッシュで処理していますね。ストレージ全体やボリュームの性能評価は従来型のストレージでも見られたとは思うのですが、ETERNUS TR seriesの特長はここからさらにブレークダウンして、VM単位のIOPSやスループットの情報を可視化できることです」（鈴木氏）。
ティントリジャパン合同会社
SEマネージャー
鈴木 宏征氏
デモンストレーションでは実際のデスクトップ仮想化に使用されているETERNUS TR seriesに接続し、IOPSの高い順に表示して見せた。従来型ストレージでは、筐体全体やボリュームで、分単位の性能情報を表示はできるが、ETERNUS TR seriesの場合はそこから先の細かい秒単位のスループットも見ることができる。
「一番IOPSの高いVMが1万IOPSくらい出ていますが、これをさらにリード（黄色）とライト（青）に色分けされたグラフとして時系列で表示することが可能です。このデータは1週間分保持しているので、時系列でまとめて可視化できます。従来、仮想化環境での運用は、特に規模が大きい場合、実際にどのVMが負荷を与えストレージ全体に影響を及ぼしているかという切り分けは非常に難しかったのです。ある特定のボリュームや分単位での影響は推定できても、さらに細かく見ようとした場合、データがとれず、障害切り分けに時間がかかっていたのです。しかし、ETERNUS TR seriesはすべてのストレージに対するI/OをVMごとに把握して処理を行っているため、こういった可視化が可能になるのです」（鈴木氏）。
レイテンシーのスローダウン要因を可視化
ETERNUS TR seriesでは、レイテンシー情報の可視化も可能だ。仮想環境の場合ハードウェアがブラックボックス化しているため、あるVMが影響してスローダウンした時、ハードウェア的に問題がどこなのか、サーバなのか、ネットワークなのか、ストレージなのかの切り分けに時間がかかる。しかしETERNUS TR seriesはサーバから、ストレージ、ネットワークまでのレイテンシー情報をグラフ化、色分けして可視化することができるため、たとえば緑色で表示されたホスト側が太く表示され、特定のサーバで処理に時間がかかっているということが、グラフから読み取れる。こうした情報はVMware vCenterと連携して取得してきて、VM一台一台と紐付けして可視化している。サーバ仮想やVDIで数千台規模の処理を行う場合、レイテンシーが低下するケースが多いが、原因の切り分けに時間がかかりがちだ。サーバやネットワークのログを取って、時間を推定して付き合わせをするため非常に手間がかかるが、ETERNUS TR seriesの場合VM単位ですべて可視化して表示可能なため、原因となる部分を一目で特定できる。このため、サーバ側のメモリを増やしたり、他のサーバに分散したりなどの対処が非常にスピーディーに実行でき、運用負荷を抑えてくれる。
性能の安定性と見える化
自動QoSについては、ETERNUS TR seriesは各VMのI/Oをすべて理解しながら制御やハードウェアリソースの割り当てなどを行っている。
「いまこの環境だと、すべてのVMに割り当てられたハードウェアリソースを合算すると、ストレージ全体のハードウェアリソースの57％になっています。空きが43％です。I/Oが多いVMについては割り当て分を増やしますし、I/Oが少ないVMに関しても必ず個別の割り当てがなされているため、他のVMが突発的にバーストして大量のI/Oが発生したとしても、影響を受けずに安定した性能を確保できます」（鈴木氏）。
突発的なシーケンシャルなどが発生したときには、43％の空きから必要なリソースが割り当てられるため、ストレージ全体のパフォーマンスに影響を及ぼさずにすむ。
以下、当日紹介されたデモンストレーションと同様の内容です。
性能情報の可視化
ゲストOSごとに数十におよぶ情報から性能情報を可視化できる「ETERNUS TR series」の管理画面についてご紹介。
http://storage-system.fujitsu.com/jp/video-library/san/tr-performance.html
【動画】ボトルネックの可視化 - ETERNUS TR series
性能問題が起きているゲストOS、ボトルネックの箇所を瞬時に特定できる「ETERNUS TR series」の管理画面についてご紹介。
http://storage-system.fujitsu.com/jp/video-library/san/tr-problem.html
運用管理の負荷を削減するETERNUS TR series
容量については、ストレージ全体に対してどの程度使用しているかが可視化される。ETERNUS TR seriesは筐体一つがデータストアなので、ボリュームを細かく切っていく必要はない。筐体の電源を入れ、IPを割り当て、VMware ESXからマウントすればひとつのデータストアとして扱える。
「導入後は、性能情報の細かい部分は気にせずストレージ全体として足りているかどうかだけを確認していればいいのです。使用状況が常時100％の状態の場合には、もう一台追加用の筐体を用意するか、負荷の高いVMの対処をしてもらえばいいのです」（鈴木氏）。
こうした可視化によって、運用管理が従来型ストレージに比べて非常にラクになる。
他にもVM単位でスナップショットのスケジューリングやレプリケーションの設定が可能だ。従来型ストレージでは、最初にある程度余裕を考えて設定等を決めておかないと導入後の変更が非常に大変だった。しかし、ETERNUS TR seriesは導入後のスケジュール変更なども非常に容易だ。
「従来型のストレージと比べて、導入後の運用管理が非常にラクになるので、運用面で課題をお持ちのお客様には、ぜひETERNUS TR seriesの導入を検討していただきたい」と、鈴木氏は結んだ。
関連情報
ETERNUS TR series導入効果と活用事例ご紹介
性能とコストのお悩み解消事例のご紹介
ICTインフラ・サービス提供および富士通グループの保守サービス全般を担当する富士通グループの富士通エフサスより、VDI環境の活用事例2件が紹介された。
事例1 シンクライアント案件 / 金融系企業
1,400人が利用するVDI環境
要件は1,400人が利用するVDI環境を構築するとともに、ユーザーデータのファイルサーバをDR（災害対策）のために遠隔地にレプリケーションすること、そしてセキュリティ向上のために手のひら静脈認証を導入することだった。
必要容量の見積りはVDI領域が30TB以上、ユーザー領域が10TB以上、性能的には40,000IOPSが必要と計算された。富士通エフサスは初期提案では、VDIの仮想PC領域とユーザーデータを同一ストレージに保管、運用性を高めるためDR用ストレージにも同一メーカー製品を使用することを考えたが、VDIのI/Oには高性能が要求されるため、全体のパフォーマンスを向上させるとストレージコストが高価になるという点が問題だった。
株式会社富士通エフサス
マルチベンダービジネス支援センター
中川美穂
性能とコストの最適のバランスをハイブリッドストレージで実現
前述の課題に対し、仮想PC領域には高性能を実現できるフラッシュストレージを、大容量が必要なユーザーデータ領域にはハードディスクの利用という使い分けを考えた。そこで仮想PC領域用には、まだETERNUS TR seriesとしてOEMされる以前にTintri社が自社ブランドで提供していた製品を選択した。高性能が必要な仮想化部分をフルフラッシュのストレージにするよりもハイブリッドストレージでSSDの使用が少ないETERNUS TR Seriesの方がコストメリットは大きく、しかも、フルフラッシュに近いパフォーマンスを実現できる。ユーザー領域用ストレージにはETERNUS NR1000 F2240-2を組み合わせることで、コスト削減を実現した。
当初、40,000 IOPSを見積っていたが、稼働時には60,000IOPSに向上。ストレージは当初予定だった18Uを1/2の9Uに圧縮、これに伴い重量も167kgから76.7kgに削減されている。また、導入工数は従来なら設計・構築からクローンの展開まで15日が見込まれていたものがわずか4日で導入が実現した。
「設計の工数を大幅に削減、仮想マシンのクローニング処理時間を短縮できました」と、中川氏は迅速に実現できた導入を振り返る。
ライセンス費用も含め2,000万円以上のコストダウン
初期導入費用以外に、クローニングやレプリケーションの機能を有効にするため、ストレージ単位で発生するライセンス費用も、ストレージを変更することによりコストダウンを図れた。また、ユーザー領域用のストレージをミドルからエントリーモデルに切り替えられたため、ウイルススキャンソフトのライセンス料も圧縮。初期提案より初期費用を2,000万円以上のコストダウンを実現。また電力料金やデータセンターのラックなどのファシリティの運用費用をさらに削減できるという効果があった。
「構築・運用について、SEからは設計レスでスピーディーに導入が可能な点、VCAI（View Composer Array Integration）対応でVMのクローニングが早いという点が評価されています。お客様からは性能的に問題はなく安定稼働している点が評価され、今後はタブレットのVDI活用も推進したいとの声を頂戴しています」と、中川氏は説明する。
事例2 シンクライアント案件 / 自治体
160名が利用するVDI環境のリプレース
次に、160名が既に仮想デスクトップ環境を利用している自治体の事例を紹介する。要件は、既存の仮想デスクトップ環境のレスポンスと、既存システムのパフォーマンス面でストレージの性能の向上であった。今後利用者数が拡大することを念頭とした場合、当時のインフラ環境では度重なる故障に不安を感じており、ストレージの性能を重視した高性能な装置へのリプレースを希望していた。
富士通エフサスの提案は、3台のVMware ESXiサーバ上にWindows2012サーバを15台載せ、クライアントはWindowsのリモートデスクトップ機能を利用してアクセスするというものだった。既存システムで問題となっていたストレージにはETERNUS TR620を導入し、PRIMERGY RX2520M1をバックアップサーバ兼vCenterServerとして1台用意した。
簡単セットアップ
- 汎用ストレージのようなRAID / LUN設計が一切不要
仮想化専用ストレージとして最適なストレージ構成で出荷
- TR seriesがVMwareから使用できるまで約10分
IPアドレス、日時、管理者パスワードなどを設定するのみ
VMのクローニングが短時間（CloneVM機能）
- 最大500VMまで一度にクローン作成が可能
- VAAI（注）ネットワークファイルシステムをサポートし、高速にクローン作成
（注） VAAI：vStorage APIs for Array Integration
機器構成イメージ
安定性と、性能の見える化で顧客満足を獲得
今回のリプレースによりパフォーマンスが大幅に改善された。
「以前の環境と比較してみたところ、抜群に性能が増し、安定した性能が発揮できるようになった。そのため安心して利用できる、というお客様の評価をいただいています」（中川氏）。
また、従来システムではブラックボックスで障害切り分けができず、トラブル要因が把握できなかったが、ETERNUS TR seriesは管理画面からVM単位で性能状況の確認が可能なため、そうした不満も解消された。
「VM単位で性能のリザーブが可能なためトラブル自体少ないが、サーバ・ネットワーク・ストレージの性能情報が1つの管理画面で表示され、かつVM単位で性能状況が見られるため、トラブルシューティングが大変ラクになったという声を頂戴しています」（中川氏）
お客様の安心感は大きく、今後は仮想デスクトップ環境を増設し、利用者を増やしていきたいという。
富士通エフサスは以前からTintri社に注目しており、2013年10月には第一号のソリューションパートナー認定を受けている。社内に検証機を保有し、設計・導入はもちろん仮想基盤導入や移行まで対応可能だ。仮想技術関連などの資格取得にも熱心に取り組み、資格者を多数保有している。トータルなインテグレーション力と高品質なサービスをお客様に提供しているという。
関連情報
仮想化 虎の巻 ～ FUJITSU Storage ETERNUS TR series
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