ブレード サーバーは仮想化実装の I/O ボトルネックになりますか?

仮想化アプリケーションがブレード サーバーにとっての障害であるというのは新しいことではありません。 VMWare のコンサルティング会社 VMPower のテクニカル ディレクターである Lucero 氏は、2007 年の初めに、ブレード サーバーのネットワーク カードの数が限られているため仮想化には適していないと指摘していました。同氏は、ラック サーバー仮想化アプリケーションの構成において、VMPower ではサーバーに複数のネットワーク カードをインストールすることを推奨しており、「ネットワーク カード (ポート) の数は 6 枚以上、最大 14 枚まで」としている。ラック サーバーと比較すると、ブレード サーバーのファイバー チャネル (FC) とメモリ容量には同様の制限があります。

同様に、中国の一部のユーザーは、ブレード サーバーが仮想化アプリケーションのホスティングに適しているかどうかについて疑問を抱いています。あるサーバーメーカーの製品技術マネージャーによれば、ブレードサーバーからの脱却を望むユーザーから、頻繁にリクエストが寄せられるそうです。製品マネージャーは、仮想化アプリケーションの推進により、通常の意味での物理サーバーが複数の仮想サーバーに分割されて利用されるようになると指摘した。プロセッサの効率は向上しますが、負荷が増加するとサーバーの I/O への負担が大きくなります。彼は、ブレード サーバーの特殊な設計により、ブレードとバックプレーン (またはミッドプレーン) 間の帯域幅が制限されていることを指摘しました。この本質的な欠陥により、I/O ボトルネックが悪化します。したがって、ブレード サーバーは仮想化されたアプリケーションのホスティングには適していません。

本当にそうなのでしょうか？この目的のために、記者はいくつかのブレードサーバーメーカーを訪問し、技術的な観点からこの問題を包括的に解釈しようとしました。

仮想化とI/Oボトルネック

仮想化されたビジネス アプリケーションについて語る際、HP の産業標準サーバー製品部門のマネージャーである Liu Hongcheng 氏は、ブレード サーバーであれラック サーバーであれ、仮想化アプリケーションがサーバーに与える影響は、主にプロセッサのパフォーマンス、メモリ容量、I/O、ディスクの読み取りおよび書き込み速度、グリーン エネルギーの節約という 5 つの側面に反映されると指摘しました。彼は特に、仮想化を実装する前に、ユーザーが全体的な評価、全体的な計画、管理を行う必要があるため、仮想化の適用はかなり複雑なプロセスであると強調しました。

VMware のテクニカル ディレクターである Zhang Zhenlun 氏は、仮想マシンの急増を避けるために、仮想化アプリケーションを調整された方法で計画する必要があると指摘しました。現在、多くのメーカーが、ユーザーが既存のアプリケーションを適切に評価できるようにするための専門的なツールを提供していると彼は述べた。同時に、メーカーは専門的なコンサルティングサービスも提供しています。 Novell のシニア エンジニアである Yang Yinghong 氏は、すべてのユーザー アプリケーションを仮想化できるわけではないと指摘しました。同時に、ユーザーが同じ種類のアプリケーションを 1 台の物理サーバーに集中させることは推奨されません。 Yang Yinghong 氏は、ユーザーは実際のニーズに基づいて仮想化ソリューションを合理的に選択する必要があると強調しました。

Liu Hongcheng 氏は、仮想化されたビジネス アプリケーションに影響を与える 5 つの要素のうち、プロセッサの点では、ブレード サーバーとラック サーバーの間に違いはなく、良いも悪いもないと指摘しました。メモリ容量とディスクの読み取り/書き込み速度の点では、ブレード サーバーはラックマウント サーバーに劣っていません。ユーザーは自分で分析・比較することができます。グリーンエネルギーの節約に関しては、ブレード サーバーは、電力、放熱、ネットワークを共有する独自の射撃方法を使用しているため、ラックマウント サーバーに比べて明らかな利点があります。同氏は、現在の紛争の焦点はI/Oボトルネックにあると述べた。

記者の理解によれば、仮想化によって生じるI/Oボトルネック問題に対して、ラックマウント型サーバーではPCI-eスロットを使ってI/Oを拡張するのが一般的な対処法だという。以前、VMPower テクニカル ディレクターの Lucero 氏は、このようなアプローチを採用しました。ラックマウント型サーバーと比較すると、ブレード サーバーは高度に統合された設計でスペースが限られているため、I/O 拡張が制限されます。専用のネットワーク カードとさまざまな HBA が必要です。いわゆる献身は相対的なものである。現在、ブレード サーバーにはさまざまなブランドのオプションも用意されています。 HP ブレード サーバーを例にとると、Emulex、QLogic、Intel、Broadcom、HP などのブランドから選択できます。

拡張性に関して言えば、HP ブレード サーバーには最大 3 つの拡張スロットが装備されており、さらにマザーボード上の標準ネットワーク カードも装備されているため、実際のネットワーク ポートの最大数は 14 に達します。Liu Hongcheng 氏は、これまでに遭遇したケースの中で、このようなレベルを使用したケースはなかったと述べています。もちろん、ネットワーク カードに加えて、ブレード モジュールはさまざまな HBA カードに接続することもできます。これらのカードはすべて拡張スロットを占有します。このため、ブレード サーバーは、追加の PCIE/PCIX をサポートする PCI 拡張モジュールも提供しており、このモジュールはブレード モジュールの隣接スロットを占有し、ブレード モジュールの拡張を提供します。これまでのところ、特殊なアプリケーション要件を持つユーザーが PCI 拡張モジュールの購入を要求したことはほとんどないと考えられます。実際、PCI 拡張モジュールを使用する方法がよく使用されます。一部のブランドのブレード サーバーでは、ホットスワップ ハード ディスクが標準でサポートされていないことを知っているユーザーもいるかもしれません。ホットスワップ ハード ディスクとメモリ拡張のサポートは、同様の拡張モジュールを通じて実現されます。

国内ユーザーの現在のアプリケーションでは、さまざまな暗号化カード、シリアルポート拡張カードなど、いくつかの特殊なプラグイン カードが実際に必要であることがわかっています。これらのカードの一部は、依然として PCI プロトコルに基づいています。ブレード サーバーはこれらの特定のカードをサポートしていません。したがって、ユーザーがブレード サーバーを実際に使用すべきかどうかは、実際の状況に基づいて判断する必要があります。さらに、いわゆるブレードモジュールとバックプレーンの帯域幅を明確にする必要があります。

Liu Hongcheng 氏によると、HP のバックプレーン設計にはアクティブな電子部品が一切なく、純粋なプラグイン コネクタ設計ですが、それでも帯域幅の問題は残っています。現在、HP ブレード サーバーのバックプレーン帯域幅は 5Tbps です。ユーザーが自分で計算することも可能です。人気の10Gネットワ​​ークカードを使用しても、いわゆるボトルネックは発生しません。

VC、仮想化、Flex IOは互いに補完し合う

I/O に関しては、ブレード サーバーはラックマウント サーバーに比べていくつかの制限があり、ユーザーは実際の状況に基づいて独自の選択を行うことができます。しかし同時に、ブレード サーバーの利点も明らかです。

ラックマウント型サーバーを使用する場合は、ネットワークとストレージに個別に接続する必要があります。同時に、ラックマウント型サーバーごとに電源と冷却を個別に管理する必要があります。対照的に、ブレード サーバーは統合管理を提供します。ブレードサーバーは、ネットワークからストレージまで統一的かつ協調的な管理を実現できる小規模なデータセンターと言えます。

この統合管理により、システム管理の開始点がサーバー、ネットワーク、ストレージではなく、システム レベルの管理になるため、システム管理が非常に簡単になります。 Virtual Connect を例にとると、MAC アドレスや LUN (ストレージ論理ボリューム) などの複雑なネットワークおよびストレージ パラメータ構成が保護されます。ただし、ブレード モジュールに障害が発生した場合、ユーザーはパラメータ構成を考慮せずにブレード モジュールを直接交換するだけで済みます。したがって、VC は管理を大幅に簡素化できます。では、ラックマウント型サーバーでも同様の機能を実現できるのでしょうか?この点について、劉宏成氏は、ラックサーバーのアプリケーション環境では、サーバー、ネットワーク、ストレージのメーカーがそれぞれ独立して活動しており、独自のソリューションを持っているため、全体を形成することが難しく、同様のことはできないと指摘した。

ブレード サーバーは、集中管理と集中制御の考え方を完全に体現しています。この管理アイデアと仮想化アプリケーションを組み合わせることで、他のソリューションにはない利点が得られます。 VMware の VMotion (オンライン移行) 機能を例にとると、業務アプリケーションの中断のないオンライン移行を実現できるというメリットがありますが、VMotion は手動または手動でトリガーする必要があります。したがって、従来のアプリケーションでは、VMotion の価値は主にオンライン メンテナンスとアップグレード管理に反映されます。アプリケーションを移行するには手動による介入が必要ですが、メンテナンスとアップグレード後、対応するアプリケーションを元に戻すことができます。ただし、ブレード サーバーのアプリケーションでは、サーバー コンポーネントの監視と管理、および VMM (仮想化管理ツール) などのソフトウェアのサポートにより、アラーム ブレードに対して VMotion を自動的にトリガーできるため、システムの信頼性と安定性が大幅に向上します。

つまり、ブレード サーバーは、データ センターの考え方を完全に体現し、仮想化によって相互に補完する全体です。ブレード サーバーの I/O の問題は静的なものではないことに注意する必要があります。最近、HP は Virtual Connect Flex -10 テクノロジーをリリースしました。まず、10ギガビットのネットワーク カードですが、最大 4 枚のネットワーク カードに分割でき、各カードは負荷の変化に応じてネットワーク帯域幅のリソースを動的に調整できます。つまり、Flex-100 ギガビット ネットワーク カードを 4 つのネットワーク カードに分割することで、帯域幅が固定されず、自動的かつ動的に割り当てられるため、帯域幅リソースがより効率的に使用されます。

仮想化がブレード サーバーにとって障害となるかどうかは、弁証法的に見る必要がある問題であり、一般化することはできません。ユーザーは実際の状況に基づいて選択を行う必要があります。また、ブレード サーバーの標準化が不十分なため、アクセサリのコストが過度に高くなる可能性があるため、これについて先入観を持つことはお勧めできません。記者の理解によれば、ブレードサーバーの専用ネットワークカードやFC HBAカードはラックマウントサーバーのものよりもさらに安く、その中でもHBAカードは約50%安いとのことだ。特定の問題には特定の分析が必要であり、これは仮想化ブレード サーバーのアプリケーションを理解するための原則です。