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2016.12.29

インフラ

ハイパー・コンバージドインフラストラクチャーについて

初めまして。SUです。

今ではITインフラ関係で普通に使われている仮想基盤ですが、最近のトレンドでは、パブリッククラウドとの統合した仮想環境の統合管理、スケールアウト性を持つハイパー・コンバージドインフラストラクチャー(HCI)(以下,HCIと記載)などがあります。

今回はその中でvmwareのvSANやNutanixに代表されるHCIを紹介したいと思います。

・HCIとは?

□直訳すると「超収束基盤」

正直なんのこっちゃですが、要するにCPU、メモリ、ストレージを持つコンピュータノードを複数用意するだけで、仮想基盤を用意できる製品群のことです。

では、通常の仮想基盤と何がちがうのか比較してみましょう

WS000001

通常の仮想基盤

複数のノード群で通常の仮想基盤を構成する場合、上の図のように、ノード群とLANやSANなどでつながった共有ディスク、ネットワークスイッチで構成します。こういった構成では仮想マシンを作成、起動、物理ネットワークへの接続など基本的な動作のほか、仮想マシンのデータ領域は共有ディスクを使用しているため、仮想マシンを別の物理ノードへ簡単に移動させることができます。

例えば、物理ノードAで動作している仮想マシンαがAの故障で停止しても、物理ノードBで動作を再開する事など仮想マシンが物理ノード間を自由に移動させることができます(メモリの内容を同期をさせておけば無停止で動作しつづけさせることも可能です)。

ただ見ての通り、すべてのデータを共有ディスクに保存するため、「共有ディスクが壊れた」とか「アクセスが集中した」、「満杯になった」など全体のやボトルネックになるため、設計時に共有ストレージの冗長化や耐障害性の準備、パフォーマンス、容量などを吟味する必要があります。後々共有ディスクを追加する場合も工夫が必要です。

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ハイパー・コンバージドインフラストラクチャー(HCI)

ところがHCIでは共有ディスクは必要ではありません。各ノードに内蔵されているディスクを使って、仮想的な共有ディスクを作成する仕組みになっています。冗長性は分散ファイルシステムで複数のノードに保存されるため、各ノードに電源の冗長性やRAIDなど耐障害性を持たせる必要がありません(RAIDはディスクの読み書きを遅くするのでむしろ入れないほうが良いです)。

各物理ノードがRAIDでいうところのHDD一本と考えていただくとわかりやすいかと思います。そのため通常の仮想基盤であった以下のような問題点が解決されます。

「物理ノードが壊れた」→直してまた追加すれば復帰後に同期をとります。
「アクセスが集中した」、「満杯になった」→ノードを追加後に負荷分散します。

この辺はIsilonなどのスケールアウト型NASをご存知の方は「ああ、あんな感じか」とお分かりいただけるかと思います。また、高価でハイスペックな共有ディスクを購入する必要や、高価な保守契約を結ぶ必要がないため、全体のハードウェア費を抑えることができます。

ただし冗長性をとる仕組みのために各物理ノードのリソースを比較的多く使うことがあり、使用効率という意味では若干不利になるのと、ソフトウェア費用は高価になります。

・HCIを試してみよう(前提編)

このように面白そうな技術ですが、Nutanix社が提供しているNutanix Community Edition(以下Nutanix CE)ではハードウェアさえ用意すれば(これ自体結構ハードルが高い)無償で構築することができます。製品版とは規模や機能に一部制限はありますが、ユーザ登録するだけで、ソフトウェアを手に入れられ、試用版ではないので使い続けることができます。

1.用意するもの

名称 数量 備考
NCEのイメージ 1 Nutainxサイトでダウンロード
物理ノード 3台以上 スペックは後述します。
USBメモリ(8GB以上) ノード台数分必要です。

台数としては1台でもできますが、1台だとまったくHCEの使いどころがないので、複数台用意したいです。

2.物理ノードの必要スペック

名称 数量 備考
CPU 4core 物理Coreが4以上必要です
MEM 16GB 16GBだと仮想マシン分がほとんどありません
SSD(HotTier) 500GB 頻繁に読み書きするデータ置き場です
HDD(ColdTier) 200GB 頻繁読み書きしないデータ置き場です
NIC Intel NIC それ以外でもマニアックなものではなければ動作する模様

3.NCEの制限事項

項目 詳細
ノード台数 1クラスターあたり1台または3台、4台に制限されています
対応ハイパーバイザー Nutanix社開発のAHV(Acropolis Hypervisor)※製品版はHyper-VやESXiにも対応
ディスク容量 最大 3TBx6の18TBですが、クラスターあたりではなくノード1台あたりとの話もあります
冗長性 クラスターの最大数が4台のため最大2(2台まで壊れても動作する)となっています
使用可能バージョン 常に最新版にアップグレード必要があり、しない場合は管理コンソールで各種操作ができません

以下次回にて何とかハードウェアを調達して実際にインストールしたいと思います。

参考情報

【2016年版】Nutanix CE再入門+最新情報(その1:ハイパーコンバージドインフラとNutanix CEの概要)
http://qiita.com/hanakara_milk/items/316c59130454f9da92d3


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