ストレージ仮想化［メリットと手法を確認する］

普及が進み、成熟期を迎えた仮想化技術

（2007年05月24日）

NAS環境におけるファイル仮想化

　ストレージ仮想化がSANの管理を簡略化するのと同様に、ファイル仮想化はNAS（Network Attached Storage）システムの管理を巡る複雑さと制約の大半を解消することができる。非構造化データの爆発的増加や、それに伴ったファイル・サーバおよびNASアプライアンスの急増により、分散ファイル・ストレージ環境の管理コストは増加する一方だが、ファイル仮想化はそうした問題を解決する有効な手段となりうる。

　ファイル仮想化では、物理的ファイル・サーバとNASデバイスを抽象化し、これらの物理的デバイスを網羅する統一的な名前空間を作成するというアプローチがとられる。名前空間とは、ディレクトリとファイルの階層と、それらに対応するメタデータを指す用語である。一般的に、NTFSなどの標準ファイルシステムでは、名前空間は単一のマシンないしファイルシステムと結びついている。ファイル仮想化は複数のファイルシステムとデバイスを単一の名前空間の下に置くことで、ディレクトリとファイルの単一のビューを提供し、それらを管理する単一のコントロール・ポイントを管理者に提供する。

　こうしたメリットの多くはおなじみのものだ。ファイル仮想化はストレージ仮想化と同様に、ファイル・データをあるデバイスから別のデバイスに非中断的に移動可能にする。また、ストレージ管理者は、ネットワーク上のサービスを中断することなく、NASデバイスの定常メンテナンスや老朽したデバイスの撤去作業などが行えるようになる。

　さらに、ファイル仮想化をクラスタ技術と組み合わせれば、スケーラビリティとパフォーマンスを大幅に改善することができる。NASクラスタは単一のNASデバイスよりもケタ違いに高速なスループット（MBps）とIOPSを達成できる。地震探査やビデオ・レンダリング、科学研究シミュレーションなどのHPC（ハイ・パフォーマンス・コンピューティング）アプリケーションは、スケーラブルなデータ・アクセスを提供するうえで、ファイル仮想化技術に大きく依存している。

図3：ストレージ仮想化のメリット（3）［ストレージ管理の単純化］

ファイル仮想化を実現する3つの方式

　ストレージ仮想化と違って、ファイル仮想化はまだ発展途上の技術である。決定的な技術／方法がまだ登場していないため、現段階では、用途ごとに異なるベンダーのアプローチを採用するのがベターだ。シンプルに言えば、今日のファイル仮想化市場には「プラットフォーム統合型の名前空間」「クラスタード・ストレージ由来の名前空間」「ネットワーク常駐型の仮想化名前空間」という3つのファイル仮想化方式が存在する。

（1）プラットフォーム統合型の名前空間

　プラットフォーム統合型の名前空間はホスト・ファイルシステムの延長である。これは特定のサーバ・プラットフォーム上のマシン同士のファイル関係を抽象化するためのプラットフォーム固有の手段を提供する。このタイプの名前空間はマルチサイト・コラボレーションに適するが、リッチ・ファイル・コントロールを欠く傾向があり、当然、単一のファイル・システムやOSに制約される。プラットフォーム統合型の名前空間を提供する代表的な製品には、ブロケードの「Brocade StorageX」やオープンソースの「NFS v4」、マイクロソフトの「Microsoft Distributed File System（DFS）」などがある。

（2）クラスタード・ストレージ由来の名前空間

　クラスタード・ストレージ・システムは、クラスタ技術と高度なファイルシステム技術を組み合わせてモジュール式に拡張可能なシステムを構築することで、増大し続けるNFSとCIFSのリクエストに対応するという仕組みをとる。このクラスタ・システムの当然の結果として、クラスタの全要素を含む統一的な共有名前空間が生まれる。クラスタ・ストレージ・システムは高性能なアプリケーションや、複数のファイル・サーバを単一の高可用性システムに統合するのに最適だ。この分野のベンダーとしては、エグザネット、アイシロン、ネットワーク・アプライアンス、ポリサーブなどが挙げられる。

（3）ネットワーク常駐型の仮想化名前空間

　ネットワーク常駐型の仮想化名前空間は、クライアントとNASデバイスの間に常駐する、ネットワークにマウントされたデバイス（通常、ネットワーク・ファイル・マネジャーと呼ばれる）によって作られる。これらのデバイスは基本的にルータやファイル・レベルのプロトコルのためのスイッチの役割を果たし、バックエンドのファイル・ファーバを網羅する仮想化名前空間を提示し、クライアントとストレージ間のすべてのNFS／CIFSトラフィックのルーティングを行う。NFMデバイスの導入はインバンド（アコピア・ネットワークス、アテューン・システムズ、ネオパス・ネットワークス）でもアウトバンド（EMCレインフィニティ）でも行える。ネットワーク常駐型の仮想化名前空間は、ティアード・ストレージの導入や、非中断的なデータ・マイグレーションが要求されるシナリオにおいて最適である。

　このように、ストレージ／ファイル仮想化技術は、怒濤のごとく押し寄せるデータの処理に伴う負担を軽減する最良の手段となりうる。特にストレージ仮想化技術は、あらゆる企業のニーズを十分に満たすレベルにまで到達しつつあり、かねてから期待を寄せていたユーザーにとっては待った甲斐があったと言えるだろう。