サーバー仮想化を導入する企業にとっての 2 つの落とし穴

仮想化は、企業の IT に関する多くの問題に対する万能薬とみなされています。アプリケーションの可用性の強化から災害復旧の簡素化、インフラストラクチャとコストの削減に至るまで、仮想化はすべての答えを提供するようです。仮想化は、簡素化された IT 管理とさらに「環境に優しい」コンピューティング ソリューションも提供するようです。

ただし、サーバー仮想化から最大限のメリットを得るには、インフラストラクチャの他の要素 (特にストレージ) が仮想化環境の欠点を補うことが重要です。そうしないと、多くのエラーが発生します。アプリケーションは予想外に遅くなる可能性があります。コストを削減するコンピューティングの代替手段と考えられていたものは、その機能をすべて実現するには多額の投資が必要です。仮想化を使用してアプリケーションとサーバーの稼働時間を改善すると、IT インフラストラクチャの他の側面で痛ましい弱点が突然露呈しました。企業がサーバー仮想化を導入する際に最もよくある落とし穴を 2 つ紹介します。

落とし穴 1: 間違ったストレージ プラットフォームの選択

サーバー仮想化の主な利点の 1 つは、使用中のクライアント アプリケーションを異なるサーバー ハイパーバイザー間で移動できることです。これがオーケストレーション計画、負荷分散、障害復旧のいずれの目的で行われる場合でも、ハードウェアの独立性はあらゆる仮想化実装を可能にする重要な要因の 1 つです。ただし、ストレージが特定のサーバー ハードウェアに関連付けられている場合、モバイル アプリケーションは複雑になったり、混乱したりする可能性があります。

ネットワーク接続ストレージは、仮想サーバーのストレージのプロビジョニングを簡素化する方法としてよく使用されます。ネットワーク接続ストレージの容量はセットアップが非常に簡単で、容量の拡張にはハイパーバイザーの関与は必要ありません。残念ながら、ネットワーク接続ストレージの使用にはパフォーマンスの弱点があります。多くのアプリケーション (Microsoft Exchange など) は、ネットワーク接続ストレージを使用しては実行できません。これらの理由から、ほとんどの仮想化ベンダーは、より効率的なアプリケーション パフォーマンスを求めるユーザーに SAN を推奨します。

ファイバーチャネルストレージエリアネットワーク

ファイバー チャネル SAN を使用すると、ユーザーはファイバー チャネル ストレージ、スイッチング、および管理の追加コストを正当化する必要があるだけでなく、SAN に接続するサーバーごとに高価なホスト バス アダプターを構成する必要もあります。既存のファイバ チャネル ストレージ エリア ネットワークを採用している企業は、ほとんど障害に遭遇することはありません。サーバー仮想化の大きなメリットを享受するには、この完全なファイバー チャネル インフラストラクチャ (スイッチおよびホスト バス アダプターを含む) が NPIV (N-Port ID Virtualization) プロトコルをサポートする必要があります。現在、ほとんどの製品には NPIV が含まれていません。

NPIV を使用しても、VMware はファイバー チャネル ゾーン内のマシン間でのみゲスト プログラムを転送できます。これは、サーバー側でハードウェアの独立性を実現しているにもかかわらず、クライアント アプリケーションを相互に配信できるグループ内のすべての物理サーバーが、ストレージ用の単一のファイバー チャネル ゾーン (通常はアレイまたはハード ドライブ) に依存していないことを意味します。 ）。サーバー側のハードウェアの独立性により、ストレージ側に危険な複数アプリケーションのハードウェア依存関係が生じる可能性があります。

仮想化環境向けにストレージ ソリューションを最適化する

iSCSI (インターネット スモール コンピュータ システム インターフェイス) または IP SAN (IP ストレージ エリア ネットワーク) は、明らかなコスト上の利点だけでなく、仮想アーキテクチャの可用性からも、仮想化サーバー環境に最適なストレージ ソリューションを提供します。柔軟性と拡張性の点で最高です。 iSCSI SAN ストレージ システムは、WAN 災害復旧仮想化を使用する企業に大きな利点をもたらします。スナップショットをストレージ レベルで使用して、ローカルまたはリモートのバックアップ サイトにデータをレプリケートすることもできます。

さらに、iSCSI ストレージ LAN ストレージ システムには、ファイバ チャネル ストレージ LAN に比べて明らかに WAN の利点があります。ファイバー チャネル ストレージの WAN レプリケーションには、高価な FCIP (Fibre Channel over IP) ゲートウェイを購入する必要があります。 iSCSI ストレージ LAN ストレージの WAN レプリケーションには、追加のシステムの購入、実装、運用、管理は必要ありません。 iSCSI は、WAN 経由でネイティブに動作する TCP/IP プロトコルです。ファイバー チャネルと iSCSI WAN のレプリケーションはどちらも、長距離ではスループットの低下やパケット損失を引き起こす可能性があります。 iSCSI ストレージ LAN ストレージ用に WAN または TCP/IP に最適化されたデバイスを使用すると、この問題を軽減できます。この WAN または TCP/IP 最適化デバイスは、FCIP ゲートウェイにまったく影響を与えないか、ほとんど影響しません。

罠 2: 過剰プロビジョニングのジレンマ

適切なストレージ エリア ネットワーク ソリューションを使用していても、仮想化環境へのアプリケーションの移行が非常に遅くなることがあります。サーバのハードウェア構成が正しい場合、管理者は原因を説明できません。この場合、通常はストレージが問題の原因です。

仮想化がインフラストラクチャにもたらす効率は、ハイパーバイザーを使用した意図的なオーバープロビジョニングによって実現されます。仮想ゲスト アプリケーションには、最適ではない物理リソースのシェアが割り当てられます。これは、すべてのアプリケーションが同時にリソースを必要とすることは統計的に不可能であるという原則に基づいて行われます。比例使用の原則は、実際には一般に実現可能です。ただし、ほとんどの SAN と SAN ストレージはすでにオーバープロビジョニングされており、物理ストレージ リソースの 2 倍のオーバープロビジョニングの結果は壊滅的なものになります。

ストレージ インフラストラクチャが大幅に拡張されたため、競合が問題となり、ボトルネックやバッファ オーバーフローが発生しました。管理者にとってさらに複雑なのは、これらの競合の問題がストレージ インフラストラクチャの複数のレベルで発生する可能性があることです。

個々のドライブのレベルでは、入出力リクエストのキューが増大します。この問題は、低速の SATA ハードドライブを構成する場合にさらに顕著になります。 SATA ハード ドライブでは、キューの深さは通常 0 ～ 32 リクエストですが、SAS (シリアル アタッチド SCSI) またはファイバ チャネル ハード ドライブでは、キューの深さは 256 ～ 512 リクエストです。これは、仮想化インフラストラクチャの実装を検討している企業には、バックエンド ドライブの選択を制限しない SAN ソリューションが必要であることを意味します。

ストレージ LUN (論理ユニット番号) レイヤーでは、通常、ハイパーバイザー自体が物理ストレージ プールまたは LUN を複数の仮想 LUN に分割し、これらの LUN が異なる仮想ゲスト アプリケーションに割り当てられます。これらの物理 LUN は、これらのクライアント アプリケーションを区別できません。過度のリソース競合により、ストレージのパフォーマンスが低下する可能性があります。

同様に、ハイパーバイザー レベルでのオーバープロビジョニングは、ホスト バス アダプター、イニシエーター、ポート、スイッチなどの SAN インフラストラクチャ レベルで問題を引き起こす可能性があります。これらのリソースは、多くの場合、8:1 でオーバープロビジョニングされているか、ストレージ エリア ネットワーク自体の構成を超えています。この二重のオーバープロビジョニングの複合的な影響により、パフォーマンスが低下するだけでなく、リクエストのタイムアウトやアプリケーションのクラッシュも発生します。

仮想ストレージ エリア ネットワーク ストレージを使用した過剰な競合の解決

1 つのオプションは、ハイパーバイザーでストレージ仮想化をオフにして、LUN を各ゲスト アプリケーションに手動で割り当てることです。ただし、多くのベンダーはこれをサポートしていません。そうすると、重要な仮想化機能も失われます。

もう 1 つのオプションは、ストレージ側から問題に対処し、SAN アーキテクチャにおけるローカルのオーバープロビジョニング レベルを下げることです。物理 SAN を使用すると、これは複雑であり、仮想化ホストとしての SAN の効率が大幅に低下します。仮想化された SAN ストレージを使用すると、この再構成が簡単になるだけでなく、多くの場合、物理ホストに基づいてハイパーバイザーを異なる方法で処理して、SAN 全体の効率を最適化できます。

実際、仮想化ストレージ エリア ネットワークを使用して、単一の LUN を複数のストレージ リソースに分散し、リソースの競合をさらに軽減することもできます。仮想化ストレージ エリア ネットワークは、ストレージ エリア ネットワークのパフォーマンスとネットワーク接続ストレージのシンプルさを提供します。