vSANのアーキテクチャーと機能概要

vSANのアーキテクチャーと機能概要

前回は「VMwareのSDSであるVMware vSANの概要」と題し、ハイパーコンバージドインフラ（HCI）とvSANの関係性やライセンス体系をご紹介させていただきました。今回は、vSANのアーキテクチャーといくつかの機能概要についてご紹介していきたいと思います。

VMware vSANのアーキテクチャー

まずは実際にvSANのアーキテクチャーについて見ていきましょう。vSANは大雑把に言ってしまえば「複数のサーバの内蔵ディスクを用いて、仮想的なストレージを構成する」技術です。なお、vSANはESXi（ハイパーバイザー）に組み込まれています。そのため、vSAN用の仮想マシンの構築は必要ありません。

vSANの構成図

vSANに必要な構成をサーバ、ディスク、ネットワークの3つに分けて見ていきましょう。

サーバ

サーバは最低でも3台必要となりますが、VMware社の推奨では4台となっています。CPUはオーバーヘッドが約10％かかりますので、その分は注意しておく必要があります。またメモリは、最多のディスク本数（1サーバあたり40本）の構成では32GB以上となっています。RAIDコントローラはVMware社により認定されたRAIDコントローラを利用する必要があります。認定されているRAIDコントローラは、以下のVMware Compatibility Guideで確認することができます。

VMware Compatibility Guide

ディスク

vSANでは、キャッシュを扱う「キャッシュディスク」とデータを格納する「キャパシティディスク」を用意する必要があります。キャッシュディスクは、SAS/SATA、PCI Express、NVMeといったインターフェースのフラッシュデバイス（SSD）である必要がありますが、キャパシティディスクは従来のSAS/SATAのHDDでも可能です。キャパシティディスクもSSDにした場合は「オールフラッシュ構成」、HDDとした場合は「ハイブリッド構成」と呼ばれます。

オールフラッシュ構成とハイブリッド構成

キャッシュディスクの性能がvSAN自体の性能に大きく寄与するため、環境にあったディスクを選定するとよいでしょう。なお、キャッシュディスクは「Virtual SAN Hardware Quick Reference Guide」に沿って選定することをお勧めいたします。

Virtual SAN Hardware Quick Reference Guide

またキャッシュディスクの容量は、最低でもキャパシティディスクの10％ほどの容量を持つように構成します。キャッシュディスクとキャパシティディスクを合わせたものを「ディスクグループ」という名前で呼びます。1つのディスクグループは、1つのキャッシュディスクと最大7つのキャパシティディスクで構成できます。また1つのノードは、最大5個のディスクグループを構成することができます。

ディスクについても、RAIDコントローラ同様認定されている製品を利用する必要があり、前述のVMware Compatibility Guideより確認できます。

ネットワーク

vSANで利用するネットワークは、オールフラッシュ構成の場合は10ギガビット・イーサネット（10GbE）が必須となります。ハイブリッドの場合は10GbEもしくはギガビット・イーサネット（GbE）のいずれかを利用可能ですが、個人的には10GbEを強くお勧めいたします。vSANはリビルド処理や、メンテナンスモード時のデータ移動などの際に、大量のデータが流れるため、GbEではボトルネックになってしまう可能性があるからです。ハイブリッド構成でGbEを選択する場合は、vSAN専用で用意する必要があります。

SSD、HDD、RAIDコントローラの種類を個別に検討しながらvSANを組み立てていくことも可能ですが、骨が折れる作業です。そこでVMware社では「vSAN Ready Node」というプログラムを用意しており、あらかじめvSAN用に構成された各社製のノードを参照できます。

また、質問に答えていくだけでvSAN Ready Nodeを選定してくれる以下のようなサイトも用意されています。

vSAN Ready Nodes

vSAN Reday Nodesの実行例

VMware vSANが持つ特徴・機能

続いてvSANがもつ特徴・機能面を見ていきましょう。ここでは、以下の5つの特徴・機能面を説明していきます。

• ① 簡単な構築、拡張
• ② 管理がシンプル
• ③ 柔軟なストレージポリシー
• ④ 重複排除・データ圧縮
• ⑤ ネットワークRAID

① 簡単な構築、拡張

vSANはvSAN用のネットワークを準備し、vSphere Web Clientから数ステップほど設定すれば利用できるようになります。

また、拡張も簡単です。容量を追加したい場合は、各ノードにHDDを追加する、もしくは1ノード追加するだけです。もちろんディスクの追加、ノードの追加も簡単です。パフォーマンスを強化したい場合には、ディスクグループを増やす、もしくはノードを増やします。ノードを増やすことで容量とパフォーマンスが上がっていくので、VDIなどのノード数とストレージ容量、ストレージパフォーマンスが比例しているシステムには最適です。

スケールアップ、スケールアウトのいずれも簡単に行える

② 管理が簡単

vSANの管理は、見慣れたvSphere Web Clientから管理可能です。管理ソフトが別になっていて煩雑な思いをすることはありません。

vSphere Web Clientに統合されたvSANの管理画面

もちろんVMware vCenter Operations Managerとも連携して管理することが可能です。

③ 柔軟なストレージポリシー

vSANは、仮想マシン単位にストレージポリシーが設定できます。設定できるポリシーは許容する障害ノード数（ノード障害に対する可用性定義）、ストライピング数、キャッシュ容量の予約などがあります。なおストレージポリシーは、設定後もオンラインで設定変更することが可能です。

ストレージポリシーの設定画面

④ 重複排除・データ圧縮（オールフラッシュ構成のみ）

オールフラッシュ構成の場合に限られますが、重複排除・データ圧縮を利用することが可能です。

重複排除・データ圧縮

⑤ ネットワークRAID（オールフラッシュ構成のみ）

こちらもオールフラッシュ構成のみとなりますが、ネットワーク越しにノード間でRAID 5もしくはRAID 6構成を組むことが可能です。オールフラッシュ構成の場合、前述の重複排除とネットワークRAIDを組み合わせることで、必要な容量を節約することが可能です。

オールフラッシュの場合はネットワークRAIDを利用可能

VMware vSANの注意点

vSANの構成上で注意すべきポイントを2点ほどご紹介します。

1.ディスク構成

ディスクの種類は統一されていることが推奨されます。キャッシュディスクはリード／ライトの比率やクラスを、キャパシティディスクはSAS/SATAなどのインターフェースや回転数を合わせるようにしましょう。

2.RDMが使えない

vSANではRDM（Raw Device Mapping）のような機能はありません。そのため、すべてVMFS上で構成する必要があります。既存の仮想マシンをvSAN上に移行する際はRDMを利用していないことを確認し、もし利用している場合はVMFSでの運用を検討する必要があります。

今回はvSANの概要について説明しました。次回は、めまぐるしく進化するvSANの最新情報についてご紹介したいと思います。