ソフトウェア定義ストレージ (SDS) の使用開始

インターネット、モノのインターネット、ビッグデータの出現により、データは飛躍的に増加しています。毎日数兆バイトのデータが追加されるのは一般的であり、それに伴いストレージのニーズと課題も増加します。従来のソリューションではこれらのストレージ要件を満たすのに不十分であり、効果的なソリューションが緊急に必要とされています。ソフトウェア定義ストレージは、これらの問題に対する一般的な解決策です。

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SDSの起源

IT インフラストラクチャ分野における最も古いソフトウェア定義は、ソフトウェア定義ネットワーク (SDN) です。 SDN は、2006 年にスタンフォード大学で行われた Clean Slate 研究プロジェクトから生まれました。2009 年に、McKeown 教授が SDN の概念を正式に提案しました。ネットワーク機器の制御プレーンとデータプレーンを分離し、プログラム可能な制御を実装することで、ネットワークトラフィックの柔軟な制御が実現され、コアネットワークとアプリケーションの革新のための優れたプラットフォームが提供されます。

2012 年、VMware は vForum カンファレンスで初めてソフトウェア定義データセンター (SDDC) の概念を提案しました。 VMware のソフトウェア定義データセンターの 5 つのコンポーネント (コンピューティング、ストレージ、ネットワーク、管理、セキュリティ) の 1 つとして、ソフトウェア定義ストレージ (SDS) の概念も初めて提案されました。

EMC は、その年の EMC World カンファレンスで SDS 戦略も発表し、業界内で SDS に関する白熱した議論を引き起こしました。 SDS はすぐにストレージ業界の研究のホットスポットになりました。 SDS の概念は、Huawei や Shanyan Data などの企業の製品が成熟するにつれて近年登場しました。

SDSとは何ですか?

2012 年 8 月、VMware は初めてソフトウェア定義ストレージの概念を提案しました。 VMware は、ソフトウェア定義ストレージ製品はハードウェアを抽象化し、すべてのリソースを簡単にプールし、使いやすいユーザー インターフェイス (UI) または API を通じて消費者に提供できるソリューションであると考えています。ソフトウェア定義ストレージ ソリューションを使用すると、ワークロードを追加せずにスケールアップまたはスケールアウトできます。

実際、SDS の定義は 3 年以上前から存在していますが、まだ統一された標準はありません。最も多くの貢献を行っている SNIA は、SDS によって異種プラットフォームや独自プラットフォームが可能になると考えています。必要なのは、プラットフォームが仮想ストレージスペースを展開および管理するためのセルフサービス インターフェイスを提供できることです。さらに、SDS には以下の内容を含める必要があります。

• 自動化: 管理を簡素化し、ストレージ アーキテクチャの維持コストを削減します。
• 標準インターフェイス: ストレージ デバイスとストレージ サービスを管理、展開、保守するためのアプリケーション プログラミング インターフェイスを提供します。
• 仮想データ パス: ブロック、ファイル、およびオブジェクト インターフェイスを提供し、アプリケーションがこれらのインターフェイスを介してデータを書き込むことを可能にします。
• スケーラビリティ: アプリケーションを中断することなく、信頼性とパフォーマンスをシームレスに拡張します。
• 透明性: ストレージの消費者に、ストレージの使用状況とコストを監視および管理する機能を提供します。

SNIA は、ストレージ サービスのインターフェイスでは、データ所有者 (ストレージ ユーザー) がデータのニーズと必要なサービス レベルを同時に表現できるようにする必要があると考えます。データの需要は、SDS がデータ パスの仮想化に基づいていることを意味し、制御パスもストレージ サービスに抽象化する必要があります。このサービス (制御パス) を展開するには、クラウド、データ センター、ストレージ システム、またはデータ マネージャーを使用できます。

SDS で初心者が注意すべきことは何ですか?

SDS の概念はシンプルですが、このテクノロジーへの移行は複雑で困難です。自動化、柔軟性、ストレージ容量の増加、生産性の向上という魅力を兼ね備えた SDS は主流となり、銀行、製造、製薬、ヘルスケア、メディア、政府などの企業が急速にこのテクノロジーを採用するようになりました。

1. はじめに

成功する SDS ユーザーは、出発点として個別のユースケースを選択します。企業内では、バックアップやアーカイブなどの Tier 2 アプリケーションが、大規模なミッションクリティカルなデータを保存する最適な方法と見なされることが多く、これらは SDS のスケーラビリティ、可用性、コストの利点を示す最適な方法です。時間が経つにつれて、ビッグデータやディープラーニングなどのユースケースがさらに増え、SDS の経済的利点がさらに高まる可能性があります。

最近ハイパーコンバージド インフラストラクチャ (HCI) に移行し、すでに SDS を使用している企業の場合、まず HCI が企業にとって有益であるかどうかを評価することから始めるのが良いでしょう。 HCI が企業にとって有益な場合は、データセンター内の SDS フットプリントを拡張する必要があるかどうかを検討してください。 HCI を導入していない企業でも、通常は自社の環境で何らかの仮想化テクノロジーをすでに使用しています。

VMware、HyperV は実際にはソフトウェア定義のコンピューティング ソリューションであり、ソフトウェア定義のストレージ製品は仮想化の利点をデータ層にまで拡張しますが、導入者はインフラストラクチャがサポートされているかどうかも慎重に検討する必要があります。どの企業も、次のインフラストラクチャ更新サイクルに入る際には、新しいテクノロジーがもたらすリスクを評価する必要があります。

特にコンプライアンスやセキュリティなどの重要な分野において、現在および将来のストレージ要件を満たすことができる SDS 製品を見つけることが重要です。慎重に判断し、IT 部門の複雑さとタスクを軽減するソリューションを見つけてから、移行が最も簡単なワークロード、または暗号化、パフォーマンス、アクセシビリティなど、現在満たされていない特別な要件を持つデータセットを持つワークロードの移行を開始します。企業は今後数年間の技術ロードマップを評価し、SDS ソリューションへの移行を検討する必要があります。また、既存の環境に新しいストレージ管理者が必要な場合は、ソフトウェア定義ストレージに精通した新しいシステム管理者の採用を検討する必要があります。

2. 潜在的な落とし穴

企業が SDS への移行を計画する際によくある間違いは、テクノロジーを「ポイント製品」として見なすことです。 VMware の副社長 Lee Caswell 氏は次のように語っています。「ソフトウェア定義ソリューションは、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク、クラウドに共通の運用モデルを提供する、より大規模なスタックの理想的なコンポーネントです。」

SDS に取り組む企業や技術者にとって最大の問題は、物事を急ぐことかもしれません。企業の中には、あまりにも突然に決定を下したため、あるいは事前に適切な計画をせずに決定を下したために後悔しているところもあります。適切なスキルを持たない人は、ストレージ管理者やクラウド実践者なら誰でも一晩で知識とトレーニングを習得できると考え、イライラするでしょう。

おそらく、SDS 初心者が犯す最大の間違いは、このテクノロジーがすべてのワークロードに対する万能薬であると信じてしまうことです。すべての企業は幅広いワークロードから恩恵を受けることができますが、本当に重要なのは、利用可能な IT リソースを活用してビジネス ニーズを分析し、運用に最適なソリューションを見つけることです。

SDS 適用シナリオ

何年も前、マクドナルドは「もっと買ってもらえるように、このミルクシェイクをどう改善したらいいでしょうか？このミルクシェイクをもっと安くしてほしいですか？チョコレート味をもっと増やしたらどうですか？」といったアンケートを通じて消費者から学びたいと考えていました。そこでマクドナルドは、ハーバード・ビジネス・スクールのクレイトン・クリステンセン教授とそのチームを招き、この問題を解決した。後で知ったのですが、ミルクシェイクを買ったお客さんは全員、朝早くから長時間運転して職場に来ていたんです。道は非常に退屈だったので、旅をもっと面白くするために何かをする必要がありました。 2つ目は、昼食前にお腹が鳴るのを防ぐことです。さて、このシナリオでは、ミルクセーキの役割が出てきます

同様に、ソフトウェア定義ストレージに関しては、それが適用可能なシナリオについても興味があります。

• VDI シナリオは現在最も受け入れられているシナリオです。従来の仮想デスクトップ環境 (VDI) の共有ストレージを拡張する場合、サーバーとストレージ アレイを追加する必要があります。 SDS を VDI ストレージとして使用する場合、仮想化プラットフォームと統合して展開できます。拡張する必要があるのはサーバーのみで、サーバー内のローカルストレージを利用することで仮想共有ストレージ容量を増やすことができます。 VDI のストレージは別のサーバーに格納されており、ディスクを追加することで垂直方向に拡張でき、新しいサーバー ノードを追加することで水平方向に拡張できると言えます。
• プライベート クラウド シナリオ: このシナリオでは、ソフトウェア定義ストレージを、ソフトウェア定義に基づくコンピューティングおよびネットワークと深く統合できます。ソフトウェア定義ストレージの大容量、高いセキュリティ、高いスケーラビリティ、直線的なパフォーマンスの向上は、まさにプライベート クラウドのニーズに最適なストレージ機能です。
• 分散ストレージ テクノロジーは、社内の開発およびテスト シナリオ、企業の開発およびテスト環境、学習および実験環境、クラウド コンピューティング データ センターにも役立ちます。たとえば、OLAP (オンライン分析処理) や OLTP (オンライントランザクション処理) などです。具体的な作業では、分散クライアント キャッシュを使用してストレージの待ち時間を短縮し、OLTP 要件を満たします。また、OLAP に必要な大規模な同時 MBPS、高いコンピューティングおよびストレージ帯域幅、および高い IOPS 同時実行の要件も満たすことができます。
• データの高可用性が求められるシナリオでは、外見で生計を立てるために生まれてきた人がいるように、分散型であるために生まれてきたビジネスもあります。ソフトウェア定義ストレージは、データを自然に分割し、疎結合で実行できます。中央ノードのない設計を採用し、データを複数のコピーに分割して、異なるハードディスク、ノード、ラックに保存します。ノードに障害が発生しても、ビジネスは正常に実行され、高いデータ可用性が保証されます。
• データ バックアップ シナリオでは、ソフトウェア定義ストレージの分散特性を活用して、バックアップ ソフトウェアと単独で、またはバックアップ ソフトウェアと組み合わせて、運用システムのプライマリ ストレージに対してより安全なデータ バックアップ サービスを提供できます。

上記のシナリオは、これまで検証されたシナリオに過ぎませんが、科学技術の発展により、ソフトウェア定義ストレージの適用シナリオはこれらに限定されなくなると考えています。

SDSの課題

国内外の予測によると、ソフトウェア定義ストレージは2020年頃に比較的大きな発展期を迎えると予想されています。情報技術の調査と分析を専門とする企業であるガートナーは、企業での導入率が2020年に35%に達し、ファイルストレージアプリケーションが大きなシェアを占め、ブロックストレージとオブジェクトストレージがそれに続くと予測しています。

わが国のソフトウェア定義ストレージ市場も活況を呈しており、新興市場が多数の企業を牽引し、産業の発展をさらに促進しています。 「SDSは力強い成長の勢いがあるが、まだいくつか問題がある」とLi Wei氏は語った。

中国市場に関する限り、現在の課題は主に統一された管理とスケジュールの問題にあります。多くのユーザーデータセンターのストレージはグローバルクラブです。これに対応して、業界では基本的にこの目的を持つ、ViPR、SVC などのターゲットを絞ったストレージ仮想化ソリューションをリリースしました。ソフトウェア定義ストレージがなかった時代には、ストレージ仮想化が言及されていました。実際、その後、ソフトウェア定義ストレージが登場すると、多くの人が、それはストレージ仮想化の単なるコピーであり、古いボトルに入った新しいワインだと考えました。

もう 1 つの要件は、ストレージ ソフトウェアとハ​​ードウェアを密結合から疎結合に分離し、ソフトウェアとハ​​ードウェアが独立するようにすることです。利点は、アプリケーションの統合が容易になることです。 SAN と NAS を例にとると、多くのユーザーは、1 つのデバイスで SAN と NAS の両方の要件を満たす、いわゆる統合ストレージを望んでいます。ソフトウェアとハ​​ードウェアが分離されていない場合は、追加の NAS ゲートウェイが必要になります。オブジェクト ストレージ アプリケーション要件の出現により、ソフトウェア定義ストレージによりアプリケーション サポートがシンプルかつ柔軟になります。これはソフトウェア定義ストレージが解決する主な問題であると言えます。