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フリーランスSEの独り言

近年のインフラ構成(ハイパーコンバージド)

初めに

ITの基盤となるインフラの知識について要点を抑えてみる。

仮想化について

近年、IT産業では仮想化技術が日進月歩で進化している。 仮想化技術とは、システム構築における物理的制約から解放され、ビジネスに適したシステムを高速開発するための手段である。 例えば、新たなシステムを導入する際には、新たにサーバを調達しなければいけないという課題が生じる。 システムを稼働させるマシンがなければシステムを構築することができないが、仮想化基盤を利用することで迅速にサーバを払い出すことが可能となる。 もちろん、新たなサーバを利用するために必要なCPU・ストレージ領域に余力を持っていることは必要である。

また、従来ではシステムを一度導入するとシステム構成の変更は容易ではないが、仮想技術により構成変更が容易になるため、 継続的なシステム構成の改善が可能となり、保守・運用費に貢献ができる。

ハードウェアと仮想化の方式について

仮想化基盤によりソフトウェア上の課題を多く解決することができるが、 仮想化基盤は当然ながらハードウェア上に実装することとなり、物理的制約・導入費・運用費が生じる。

近年、仮想化基盤に適したハイパーコンバージドインフラという仮想化基盤構築に最適化されたソフトウェアを搭載した統合ハードウェアが登場し、インフラの主流となりつつある。 これを、従来の3-Tier構成などの従来のインフラ方式とともに特徴を説明する。

3-Tier

3-Tierは以下のレイヤーからなるインフラ設計の方式である。

  • サーバー本体
  • 外部ストレージ装置
  • ストレージネットワーク(SAN)

この方式は、以下の欠点があった。

  • 各レイヤー(製品)毎にベンダーがバラバラでありサポート窓口が一本化されていない。
  • 各製品が密結合のためメンテナンスと拡張作業の影響範囲が大きい。
  • スケールイン(一部のストレージの交換など)でシステム全体を停止する必要があった。

また、サーバ・ストレージの設計が必要であり、その管理コストが生じた。 それを解決するために、サーバ・ストレージ等のリソースを管理するソフトウェアを搭載したハイパーコンバージドインフラが登場した。 これは、データの可用性(RAID)におけるRAIDボリュームやLUNの設計等の課題をハードウェア側からソフトウェア側に移譲させた仕組みである。

コンバージドインフラ

サーバー、ネットワーク、ストレージ、ソフトウエア(ハイパーバイザーや運用管理ツールなど)を、一つのパッケージに統合した製品である。 垂直統合システムと呼ばれたりもする。 最適化された構成で、検証済みの状態で出荷され、一つの製品としてサポートを受けられる。 後述のハイパーコンバージドインフラと類似の方式である。

ハイパーコンバージドインフラ

3-Tierの問題を解決しようとしているハードウェアとソフトウェアの組み合わせである。 コンバージドインフラとの違いは、計算装置と呼ばれるリソースの管理・割り当てのソフトウェアを統合している点である。 記憶装置を12本~24本程度程度搭載し、業務データは外部ストレージではなくサーバー本体内蔵のストレージに保存する。 1つのサーバー筐体に計算装置とストレージを搭載する。 構成がシンプルになったため、3Tier構成より柔軟な拡張性を提供し、スケールイン時にシステム停止をする必要もない。(制約はある) 仮想化基盤の構築やVDI環境の構築などに最適である。

3-Tierとハイパーコンバージドインフラのイメージ対比

サーバ本体とストレージの一体化(ハイパーコンバージドインフラ)により、ネットワークの片側にリソースを集約することに成功している。 f:id:ys-method:20190324104821p:plain f:id:ys-method:20190324104831p:plain

ハイパーコンバージドインフラの要点

  • サーバ・ストレージをソフトウェアにより一体化(SDS)
  • サーバ・ストレージの状態監視
  • ストレージ設計が不要
  • ハードウェア保守のサポート窓口一本化
  • 柔軟なスケールイン・スケールアウト
  • ミニマムスタートから段階的にスケールさせていく計画が可能

ハイパーコンバージドインフラ製品

  • Nutanix
  • DellEMC
  • SimpliVity
  • FLASHSTACK
  • PRIMEFLEX

備忘録

2U・3U

データセンターで縦長のラックに格納されているピザボックスのような形のサーバをマウントラック型サーバと呼び、その単位をUnitと数える。 UはUnitを意味し、1Uは1.75インチの高さを意味する。

筐体

コンピュータを収めた箱のことである。 キャビネット、ボックス、エンクロージャーなどとも呼ばれる。

サーバマウントラック型サーバであれば、ラックに収めるピザボックスを筐体と呼び、その筐体の中に1つのサーバを構成するハードウェアが収まる。

計算装置

仮想化基盤において、効率的にサーバリソース(CPU・メモリ・ストレージ)を割り当てるためのソフトウェアである。

オールフラッシュ

ストレージを全てSSDで構成することを意味する。

アプライアンス製品

アプライアンスとは特定の機能や用途に特化した専用機器のこと。 複数の機能を保有する汎用機器に対し、不要な機能を削減しているため、比較的安価で高い性能を持っている。

SDS

software-Defined Storageの略。