ストレージ・アーキテクチャとは何か

ディスク構成

　ストレージ筐体の構成要素としては、ホスト・ポート、キャッシュ容量などにもいくつか検討すべき点はありますが、ホスト・ポートは接続が予定されているサーバ数や種類、パス数、共有レベルの考え方に応じ、ある程度自動的に決定されます。また、キャッシュ容量は、搭載するディスク数や全体容量、業務の種類などに応じて、ベンダの推奨値を参考にして決定することになり、調達する側の論理要件やアーキテクチャ・モデルの決定には、あまり依存しない場合が多いです。

　ディスク構成に関しては、さまざまな選択肢があり、調達する側の要件が大きく影響することになります。

　まずは、物理ディスク自身の選択です。容量、速度、FC／SATA／フラッシュなどのディスク・アーキテクチャの選択となります。ストレージ・サービス・カタログで準備したサービスレベルと照らし合わせ、おおよその組み合わせを検討します。この検討には、価格の比較も必要となります。容量が小さく（競合発生の可能性が低い）、高速なディスクは、容量当たりの価格は高くなります。容量当たりの単価が安いSATAアーキテクチャのディスクは、順次（シーケンシャル）I/Oはそれなりの性能を示しますが、ランダムI/Oには不向きです。

　ある程度の組み合わせが検討できた後は、RAID構成を検討します。現在、商用では、RAID 1、1+0、3、5、6 が選択可能であり、かつRAID5／6の場合は、パリティドライブあたりのデータドライブ数の選択も検討項目となります。ストレージの種類によっては、選択肢が限定的になってしまうので、あらかじめベンダから情報収集しておくことも必要です。最近では、RAID 5／6が主流ですが、高い性能を求める業務で、かつ高いキャッシュヒット率が見込めない場合は、RAID 1が有効に機能する場合もあります。同じRAID 5でも、その実装方法により、性能の観点で得意なI/Oや不得手なI/Oに違いがある場合もありますので、学術的なRAIDの特徴を丸ごと信じることは避けるのが懸命です。

論理ディスク構成

　サーバへの最小提供単位を検討します。各ストレージにより機能的な制限もありますので、この段階では、おおよその単位を決定します。たとえば、1GB単位、10GB単位、30GB単位などです。最終的には、調達するストレージの機能的な制限を考慮し、決定します。　次に、サーバへの最大提供単位の検討です。特に、Windows系、Linux系のOSは、利用可能なデバイスの数に制限がありますので、自社のそれぞれの業務で必要となる容量をどのような単位で提供するかを想定し、たとえば、100GB、500GB などの単位を決定していきます。この最大提供単位は、ストレージの内部機能により、複数の論理デバイスを結合し、サーバに1つの大きな論理デバイスとして提供することにより実現します。

　ストライピング（まとまった大きな論理デバイスに対して、トラック単位、シリンダー単位で分散してI/O効率を向上させる技術）の適用方法の検討もこの段階で決定しておくと良いでしょう。筆者の個人的な意見としては、ストレージ側で、このストライピング機能を実装することがより有効だと考えていますが、サーバ側のボリューム・マネージャー側の機能で実装することも可能ですので、両者のメリット、デメリットを検討して決定していくのが良いでしょう。

　最近では、「シン・プロビジョニング」あるいは「仮想プロビジョニング」と呼ばれる技術も一般的になってきました。仮に10GBの論理デバイスをサーバに割り当てた場合、実際は最小単位で割り振りが行われ、使用される領域が割り振り領域を超えた場合、動的に10GBまで、必要な領域を割り当てていくという技術です。容量効率の観点では興味深い技術ですが、構成管理、変更管理、性能管理、容量管理、課金管理等の運用管理面に影響を与えることになるため、慎重な検討が必要です。

ストレージ・ベース・ソリューションの選択

　最近では、さまざまな機能が備わってきていますが、ここでは、ストレージ・ベースのボリューム複製技術に焦点を当てることとします。
　 統合ストレージ基盤を採用する場合の多くは、ストレージ・ベースのボリューム複製機能を採用しています。ストレージ内部でのコピー機能を活用し、瞬時にボリュームの複製を作成する機能です。完全な複製を作成する方法（ミラー、コピー、クローン、副ボリューム等と呼ばれる）、差分データだけを保存し、論理的な複製を作成する方法（一般的にスナップショットと呼ばれる）が代表的です。バックアップの用途や、ほかのサーバによる再利用のために利用されます。この完全複製ボリュームと論理複製ボリュームに関しても、それぞれのメリット、デメリットがあるため、要件に応じて選択することが必要です。ストレージの種類によっては、その機能を利用するためのライセンス費用が必要になるため、双方を使い分けし、両方を利用したい場合であっても、ライセンス費用と必要となるディスク費用や運用負荷などを比較して、どちらかより有効となる複製方法で統一ことが効果的となることもあります。

　2. NASストレージ・アーキテクチャ

　NASストレージを検討する場合の最初の選択肢は、サーバベースでファイルサーバを構築するか、ストレージ・ベースのNASストレージを構築するかという選択になるでしょう。ここでは、NASストレージの採用を決定したと仮定して、その次の段階へ進んでいきます。

　NASストレージでも、SANストレージと同様、1. サーバからNASストレージまでのネットワーク部分、2. NASヘッド部分、3. ストレージ構成、4. ファイルシステム構成、5. ストレージ・ベース・ソリューションの選択、が検討項目となります。

NASネットワーク

　NASストレージは、通常のイーサネットを利用した接続が一般的です。したがって、ネットワークをどう構成するかという検討が必要となります。企業LANの一部を利用することになりますので、どのようなドメイン構成にするか、ほかのネットワークとの共有をどのように考えるかなどを検討することになります。一般的に、NASのネットワークは、他のネットワークより、利用するデータ量は多くなる傾向があるため、それなりの帯域の確保が必要となります。また、NASを利用するために必要となるネットワークインターフェイスが何ポート必要となるかなどをネットワーク構成の観点から検討します。

　この分野になると、ストレージ・アーキテクトとしては、ネットワークのスキルにも精通するか、もしくはネットワーク・アーキテクトとの協業が必要となってきます。

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Index
ストレージ・アーキテクチャとは何か
	Page1 統合ストレージ・アーキテクチャ概要の決定 1. SANストレージ・アーキテクチャ 　　　ストレージ・エリア・ネットワーク（SAN） 　　　ストレージ筐体
	Page2 　　　ディスク構成 　　　論理ディスク構成 　　　ストレージ・ベース・ソリューションの選択 2. NASストレージ・アーキテクチャ 　　　NASネットワーク
	Page3 　　　NASヘッド 　　　ストレージ構成 　　　ファイルシステム構成 　　　ストレージ・ベース・ソリューションの選択
	Page4 3. バックアップ・アーキテクチャ 4. アーカイブ・アーキテクチャ 5. リモート・バックアップ・アーキテクチャ