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NAS-RAIDの応用お客様へのNAS関連コラムをご紹介します。

本ページに記載された技術情報は記事が出稿された時期に応じて推奨システムに対する考え方や実現方法が書かれています。
したがって、最新技術でのシステム構築を前提とし、この情報を利用する場合、その記事が時代に沿わない内容となる事もありますので予めご了承ください。

 

ニューテックのNAS-RAIDの基本コンセプトは、サーバアプライアンスではなく、あくまで高速ストレージであるという点です。単にファイルサーバとしての利用方法もありますが、コストのかかるSAN(ストレージエリアネットワーク)で実現する、複数のサーバ間での共有ボリューム環境をNAS-RAIDなら適切な価格で提供できます。もちろん、NAS-RAIDを一般のネットワーク上に配置しても基本性能の高いファイルサーバとして稼動し、標準搭載されるスナップショットやロジカルボリュームマネージャLVMによって、これまでのファイルサーバにはなかった操作性と容易な運用管理が実現します。

 

共有ボリュームへの要求

特にRAID装置を販売していて、問い合わせが多いのは複数のサーバ間でのボリューム共有です。例えば、SCSIやファイバーチャネル経由で一台のRAIDに二つのサーバからマルチホスト接続し、同じディレクトリやファイルを読み書きしたいという要求です。

 

SCSIやファイバーチャネルのDAS接続では共有ボリュームを実現不可能

ディスクやRAID装置をダイレクトに利用するDAS(ダイレクトアタッチドストレージ)では、ファイル管理アルゴリズムにおいて、同一ボリューム内のファイル制御ブロックFCB(ディスクに記録されたファイルの管理情報)を二つのホストで同時利用することができません。これは、ホストがファイルアクセスを高速化するためにFCBをキャッシュしているためです。実際に、二つのサーバから同じボリュームをマウントして読み書きすると最初は動いていますが、徐々にサーバがキャッシュしたFCBに矛盾が発生し、最終的にはOSがパニックを起こします。この状態からパーティションの状態をのぞいてみると、ファイルが破壊されています。

 

SANでの共有ボリューム実現

ファイバーチャネルはネットワーク的な性質も高いので、ストレージを中心としたネットワーク化という総合的な意味合いでSANという言葉が多く使われて来ました。基本的にはFCスイッチを利用して、複数のホストやストレージを単にネットワーク接続された状態を示します。しかし、このままホストからRAIDを利用してもDASと何ら機能は変わりません。同一ボリュームを複数のホストでマウントすればOSはパニックを起こします。SANでも共有ボリュームを実現するのは専用のアプリケーションソフトが必要です。このソフトを使うと、複数あるホストの内、どれか一つが親となりFCBを管理します。子となるホストは、ファイルアクセスの際、オープンするファイルのブロックのみのアクセス権限を親から得ます。そのブロックに対してはDASと同じ方法でアクセスできるので、2Gのファイバーチャネルなら140MB/s以上の実効転送性能が得られます。そのため大変魅力的なストレージ環境の構築が可能となるのですが、問題点はFCスイッチと共有ボリュームソフトが数百万といったコスト面です。最近、少なくともハードウェア面ではコスト削減になるだろうと、Gigabitイーサを使ったiSCSIがありますが、IPを使う分パフォーマンスの面で不利になります。性能的には60~70MB/sを実現しているとのことですが、そのバックグラウンドにはホストとRAIDの双方でのCPU負荷が犠牲になっての事です。もちろん、この環境でも共有ボリュームを実現するには、専用ソフトのコストが同じだけかかります。

 

パフォーマンスよりも共有ボリュームへの要求

サーバをクラスタリングして分散処理をねらったWebサーバなどを考えると、実際に100MB/sクラスのアクセス速度が必要でないケースが多くあります。Webの場合、インターネット側のプロトコル処理やCGI実行やデータベースへの問い合わせ、HTMLの配信制御など、トランザクションの多い環境ほどサーバ内部処理がCPUタイムを占めています。もちろん、こういったサーバ内の処理に使う仮想メモリや非共有のデータは、DAS接続されたローカルディスク上に配置した方が高速です。複数サーバから共有したいデータはHTMLコンテンツやCGIプログラム、データベースとなりますが、インターネットへの配信速度から考えても、共有ボリュームのアクセス速度は30MB/sもあれば十分過ぎるといえます。こういったニーズでは、SANで共有ボリューム実現にコストをかけるより、サーバやNASの数を増やし分散処理環境を充実したいはずです。もちろん、こういった高トランザクションのWebサーバ以外にも、パフォーマンスはともかく、ボリュームを複数のサーバで共有したいというシステムが多くあります。

 

NASで共有ボリュームを実現

NASは、もともとファイルサーバですから、他の複数のホストへNFSなどで接続すればボリューム共有を簡単に行えます。しかし、インターネット側にNASを接続してしまうとネットワークを混雑させてしまいます。これを解決する方法としては、ストレージ専用にネットワークを分けて利用する方法があります。SANが単にイーサネットに代わったと考えれば想像し易いと思います。例えば、先に述べたWebクラスタリングを想定した場合を下図に示します。

 

NASで共有ボリュームを実現

バックアップサーバとしての利用

ニューテックのNAS-RAIDにNetVaultバックアップサーバを実装し、ディスクtoディスクのバックアップを実現するソリューション「バックアップ・アクセラレータ」を販売しています。ニーズに応じてテープ装置と組み合わせたカスタマイズサービスも行っています。ハードウェア、ソフトウェアの互換性が保証されるため、導入が容易なバックアップソリューションです。

 

以上のような構成例で、NAS-RAID+テープ装置+バックアップソフトをセットしたオンサイトインストール&カスタマイズを受け付けております。バックアップクライアントとなるサーバ機は、WindowsやLinux、Solarisなど、幅広いOSサポートが、このバックアップシステムの特徴で、既存サーバの統合的なバックアップを検討されているシステム管理者に、大変ご好評を得ています。そして、バックアップ装置以下のソフトウェアやハードウェアを一括で保守契約できる点は大きなメリットです。サーバ本体はA社、ソフトはB社、テープ装置はC社といった、責任所在のハッキリしないシステム導入では、安全なサーバ運用を阻害します。

 

バックアップサーバとしての利用