HCIハイパーコンバージェンスアーキテクチャと市場状況の詳細な分析

革新的なサーバー アーキテクチャであるハイパーコンバージド インフラストラクチャ (HCI) は、ソフトウェア定義テクノロジーを通じてリソース管理、アプリケーションの展開、運用と保守を統合します。 HCI は、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク、仮想化などの主要な IT 機能を統合し、企業に高度に統合され自動化されたソリューションを提供します。

今日のデジタル時代では、アプリケーションの近代化とデータの爆発的な増加により、企業はコンピューティング パフォーマンスとストレージ容量に関して前例のない課題に直面しています。これらの課題に対応するために、多くの企業は従来のオンプレミス インフラストラクチャをより柔軟でスケーラブルなハイブリッド クラウド アーキテクチャに変換することを目指しており、それに応じて HCI ソリューションが成長しています。

1. ハイパーコンバージェンスとは何ですか?

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、大規模なエンタープライズ IT システム内の独立したコンピューティング、ストレージ、ネットワーク ハードウェアを統合し、それらをサーバー ノードに集中させ、複数のハードウェア デバイスを統合します。すべてのシステム リソースは、統合された共有ソフトウェア管理インターフェイスを通じて管理され、上位レベルのアプリケーションと共有されます。

簡単に言えば、ハイパーコンバージド インフラストラクチャとは、ビジネス ノード上でサーバー仮想化ソフトウェアとストレージ仮想化ソフトウェアを実行し、ネットワークを介してすべてのコンピューティング ノードを統合された仮想コンピューティングおよび仮想ストレージ リソース プールに集約し、データセンターに必要な IT インフラストラクチャをリソース プールの形で提供するものです。広義では、ハイパーコンバージド インフラストラクチャは、コンピューティングとストレージの仮想化に加えて、ネットワーク仮想化、セキュリティ仮想化、上位層のビジネス アプリケーション サービスも統合できます。ソフトウェア定義の仮想化コンピューティングと分散ストレージは、ハイパーコンバージド インフラストラクチャの最小セットです。

図1: ハイパーコンバージドインフラストラクチャのソフトウェアとハ​​ードウェアの設計アイデア

図 1 に示すように、各ハイパーコンバージド ノードには仮想化ソフトウェアと分散ストレージ ソフトウェアが展開されます。ノード上のローカル ディスクは、ストレージ ネットワークを通じて統合された分散ストレージ リソース プールに集約され、仮想抽象化レイヤーの形式で上位レベルの仮想マシンにストレージ インフラストラクチャ サービスを提供します。ハイパーコンバージド インフラストラクチャの統合管理プラットフォームは、物理リソースと仮想リソースの集中構成および監視管理サービスを提供し、IT インフラストラクチャの迅速な導入と効率的な運用および保守を可能にします。

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、従来のデータ センター アーキテクチャの課題と制限の一部に対処するために登場しました。ハイパーコンバージド アーキテクチャと従来のエンタープライズ プライベート クラウド アーキテクチャのハードウェアの違いを図 2 に示します。

図2 従来のプライベートクラウドインフラストラクチャとハイパーコンバージドプライベートクラウドアーキテクチャの違い

デジタルトランスフォーメーションの深化に伴い、ハイパーコンバージドアーキテクチャが将来のエンタープライズデータセンターの中核アーキテクチャになることが予想されます。ハイパーコンバージド アーキテクチャを導入すると、企業の IT 部門の作業効率が向上するだけでなく、企業の革新的な発展を保証し、企業が競争で優位に立つための技術サポートも提供されます。

2. ハイパーコンバージド アーキテクチャの主要テクノロジーは何ですか?

仮想化技術はハイパーコンバージドアーキテクチャの重要な技術です。物理リソースを仮想リソースに抽象化することで、リソースの柔軟な割り当てと動的な管理を実現します。仮想化テクノロジーは、弾力的で柔軟なリソースの割り当てを提供し、リソース プールの自動拡張と縮小を実現し、仮想マシンの迅速な展開と移行をサポートすることで、リソースの使用率とシステムの可用性を向上させます。

図3 KVM仮想化の基本アーキテクチャと原理

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、仮想化テクノロジーを通じて、サーバー、ストレージ、ネットワークなどの物理リソースを仮想リソースに抽象化します。仮想化レイヤーを通じて、サーバー ハードウェアを複数の仮想マシンに分割し、各仮想マシンに適切なコンピューティング リソースとストレージ リソースを割り当てることができます。管理者は、ビジネス ニーズに応じて仮想マシンのリソース割り当てを動的に調整し、弾力性と柔軟性に優れたリソース割り当てを実現できます。

仮想化テクノロジーは、動的なリソース管理機能も提供できます。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、システムの負荷とリソース要件に基づいて、仮想マシンのリソース割り当てを自動的に調整できます。仮想化テクノロジーによって提供される仮想マシンの迅速な展開と移行により、ハイパーコンバージド アーキテクチャは仮想マシンの構成とステータスを仮想マシン イメージに保存し、いつでも迅速に展開できます。さらに、仮想化テクノロジーは仮想マシンの移行もサポートし、実行中の仮想マシンを 1 台の物理サーバーから別の物理サーバーに移行して、リソースの動的な負荷分散とフォールト トレランスを実現します。

ソフトウェア定義ストレージ SDS

分散ストレージとも呼ばれるソフトウェア定義ストレージ (SDS) は、ハイパーコンバージド アーキテクチャの重要なテクノロジーです。ストレージ リソースの仮想化と集中管理により、高性能で大容量のストレージ サービスを実現します。ソフトウェア定義ストレージにより、ハイパーコンバージド アーキテクチャでストレージ リソースを柔軟に構成および管理できるようになり、システムのパフォーマンスと効率が向上します。同時に、ソフトウェア定義ストレージは、ノード上のコンピューティング リソースを最大限に活用して、より強力なデータ処理およびストレージ サービスも提供できます。ストレージ仮想化とは、ストレージ ハードウェア リソースを仮想化して、それぞれがストレージ ハードウェアのすべての機能を備えた 1 つ以上の仮想ストレージ プールを形成することです。ストレージ仮想化の 2 つの主流ルートは、glustfs と ceph です。

図4 分散ストレージサービス

ソフトウェア定義ストレージの重要な考え方は、ストレージ機能を個々のストレージ デバイスから分離し、ソフトウェア レイヤーを使用してストレージ サービスを提供することです。これにより、ストレージ リソースの抽象化と集中管理が可能になり、ストレージ リソースの柔軟性と使用率が向上します。ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、各ノードに一定のストレージ容量があります。ソフトウェア定義ストレージ テクノロジーにより、これらのノード上のストレージ リソースを全体的なストレージ クラスターに仮想化できると同時に、ブロック ストレージ、ファイル ストレージ、オブジェクト ストレージなどのさまざまな種類のストレージ サービスをサポートできます。管理者は、統合管理インターフェイスを通じてストレージ クラスターを管理および構成し、さまざまな種類のストレージの容量、パフォーマンス、データ保護ポリシーを調整できます。

ソフトウェア定義ストレージでは、データの冗長性、ストレージ スナップショットなどのより高度なストレージ機能とサービスも有効にできます。管理者は、さまざまなアプリケーションやビジネスの要件を満たすために、実際のニーズに基づいてストレージ リソースを構成および管理できます。同時に、ソフトウェア定義ストレージは、自動化されたデータ管理と移行もサポートし、高いデータ可用性とデータ流動性を実現します。

図5 複数のコピー - 3つのコピー

図6 消去コード-4+2 消去コード

ソフトウェア定義ストレージのもう 1 つの利点は、データ処理とストレージ操作のためにノード上のコンピューティング リソースを最大限に活用できることです。ハイパーコンバージド アーキテクチャの各ノードにはコンピューティング能力があり、ソフトウェア定義ストレージを使用してデータ処理とストレージ サービスを統合できます。これにより、ネットワーク伝送とデータフローの需要が削減され、システムのパフォーマンスと効率が向上します。

ソフトウェア定義ネットワーク (SDN)

ソフトウェア定義ネットワーク (SDN) は、ハイパーコンバージド アーキテクチャの重要なテクノロジーの 1 つです。ネットワークのコントロール プレーンをデータ プレーンから分離し、データ センター ネットワークの柔軟な管理とリソースのスケジュール設定を実現します。 SDN テクノロジーは、データ センター ネットワークのパフォーマンスと信頼性を最適化し、アプリケーションの応答速度と負荷分散を改善します。同時に、SDN はネットワーク仮想化とマルチテナント環境もサポートし、独立した仮想ネットワーク環境とセキュリティを提供します。 SDN テクノロジーを適用することで、ハイパーコンバージド アーキテクチャはさまざまなアプリケーションやユーザーのニーズをより適切に満たし、より効率的で信頼性が高く安全なネットワーク サービスを提供できるようになります。

ネットワーク仮想化は一般的に独自開発の方式を採用しており、主な技術としてはVxLAN、SDNなどが挙げられます。

図7 ハイパーコンバージドアーキテクチャの仮想スイッチ

SDN の中心的な考え方は、ネットワークの制御プレーンをデータ プレーンから分離し、ネットワークの制御ロジックを中央コントローラーに集中させることです。このようにして、管理者は集中制御プラットフォームを通じてネットワーク全体を管理し、ネットワーク デバイスの集中制御と管理を実現できます。ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、SDN によりデータ センター ネットワークの柔軟な構成とスケジュールを実現できます。管理者は SDN 制御プラットフォームを使用して、アプリケーション要件やワークロードの変化に基づいて、ネットワーク トポロジ、ルーティング ポリシー、さまざまなネットワーク サービスやセキュリティ サービスを動的に調整できます。

さらに、SDN はネットワーク リソースの動的な割り当てとスケジューリングも実現できます。 SDN 制御プラットフォームを通じて、管理者は実際のニーズに基づいて、さまざまなアプリケーションやワークロードにネットワーク リソース (帯域幅、遅延など) を動的に割り当てることができます。これにより、ネットワーク リソースのインテリジェントな管理と最適化が可能になり、ネットワークの使用率とパフォーマンスが向上します。さらに、SDN はネットワーク仮想化機能もサポートしており、物理ネットワーク リソースを論理ネットワーク リソースに仮想化します。これにより、マルチテナント ネットワークの分離とセキュリティが実現され、さまざまなユーザーやアプリケーションに独立した仮想ネットワーク環境を提供できます。

図8 ハイパーコンバージドプラットフォームにおけるネットワークおよびセキュリティサービス

統合管理およびその他のクラウドコンピューティング関連技術

ソフトウェアの面では、ハイパーコンバージド アーキテクチャは、統合された共有ソフトウェア管理インターフェイスを通じてすべてのシステム リソースを管理し、上位レベルのアプリケーションと共有します。上位レベルのアプリケーションとユーザーを統合管理することで、IT 管理者はソフトウェアを通じてハイパーコンバージド クラスター全体を簡単かつ便利に制御できるようになります。統合管理では、ID 認証、ネットワークとアドレスの管理、負荷分散など、プライベート クラウドに必要な一連の管理ツールとモジュールが提供されます。

図9: 統合リソース管理

ハイパーコンバージェンス テクノロジーのソフトウェア管理インターフェイスは、システム リソースを統一的に管理できるだけでなく、仮想化、ストレージ、ネットワークなどの機能を効果的に統合し、高度な自動化と自己修復機能を提供します。この統合管理インターフェースを通じて、IT 管理者は、ID 認証、ネットワークとアドレスの管理、上位レベルのアプリケーションとユーザーの負荷分散など、プライベート クラウドに必要な一連の管理ツールとモジュールを実装し、ハイパーコンバージド クラスター全体を簡単かつ便利に制御できるようになります。ソフトウェア管理インターフェースを通じて、実際のニーズに応じてさまざまなリソースを動的に割り当て、リソースの使用率を最大化できます。

スケールアウトアップグレードと拡張モード

従来のエンタープライズ IT アーキテクチャと比較して、ハイパーコンバージェンス アーキテクチャのアップグレードおよび拡張方法は、スケールアップからスケールアウトに変更されます。この方法は時間が短く、ビジネスへの影響もほとんどありません。従来のエンタープライズ IT アーキテクチャでは、通常、スケールアップ アプローチが採用されており、ビジネス ニーズを満たすためにさまざまなリソースを調整する必要があります。ただし、このアプローチには一定の制限があります。例えば、ハードウェアのアップグレードを短期間で完了することは難しく、ビジネスに大きな影響を与えます。

これに対して、ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、ノードを追加することでシステム パフォーマンスとストレージ容量を拡張するスケールアウト アップグレード方式を採用しており、アップグレード時間が大幅に短縮され、ビジネスへの影響も比較的少なくなります。このアップグレード方法は、企業ビジネスの急速な変化に適応しやすく、システムの水平拡張にも便利で、システムの柔軟性と拡張性が向上します。

図10 スケールアップとスケールアウトの違い

3. ハイパーコンバージド アーキテクチャの利点と欠点は何ですか?

高度に統合された

高度な統合は、ハイパーコンバージド アーキテクチャの重要な利点です。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、コンピューティング リソースとストレージ リソースを統合して効率的なストレージ パフォーマンスとリソース使用率を実現し、高度に統合された高性能で管理しやすいソリューションを企業に提供します。従来のデータ センター アーキテクチャでは、コンピューティングとストレージは通常、異なるデバイスと管理プラットフォームに展開されます。この個別の展開モデルにより、コストと複雑さが増し、データセンターの管理と保守の作業負荷が増加します。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、コンピューティングとストレージを同じデバイスに統合することでこの問題を解消します。コンピューティングとストレージは需要に基づいて動的に割り当てられ、高速な内部ネットワークを介して通信するため、パフォーマンスが向上し、レイテンシが低減します。

図11 高度に統合されたリソース

ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、ストレージ リソースはソフトウェア定義ストレージ テクノロジーによって管理されます。ソフトウェア定義ストレージは、専用ハードウェアからストレージ機能を抽象化し、ソフトウェアの形で提供します。ソフトウェア定義ストレージは、データ重複排除、スナップショット、データコピー、消去コードなど、さまざまなアプリケーションのニーズを満たす多くの機能を提供します。

スケーラビリティ

従来のデータ センター アーキテクチャでは、企業がコンピューティング リソースとストレージ リソースを増やす必要がある場合、通常、複雑な構成と調整が必要になります。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、新しいノードを追加することでオンデマンドの拡張を実現します。各ノードは独立したコンピューティングおよびストレージ ユニットであり、需要に応じてシステムに柔軟に追加できます。ノード間の高速内部ネットワーク接続を通じて、これらのノードは連携してコンピューティング リソースとストレージ リソースを共有できます。このスケーラビリティにより、ハイパーコンバージド アーキテクチャは、実際のニーズに応じてデータ センターを迅速かつ柔軟に拡張し、ビジネス ニーズに迅速に対応できます。 UIS ハイパーコンバージド管理プラットフォームでは、コンピューティング リソースやストレージ リソースを個別に拡張できるため、システム全体のリソース割り当ての柔軟性がさらに高まります。

図12 柔軟なリソース拡張

ハイパーコンバージド アーキテクチャのスケーラビリティも弾力性と拡張性に優れています。企業がビジネスのピークに直面したり、データの増加に対処する必要がある場合、ビジネス ニーズを満たすために新しいノードを追加することで、コンピューティング機能やストレージ機能を増強できます。業務上必要がなくなった場合は、状況に応じてノードの数を減らして、リソースの無駄を避けることができます。この弾力性と拡張性により、ハイパーコンバージド アーキテクチャは実際のニーズに応じてリソースを柔軟に調整および管理し、リソースの使用率とパフォーマンスを向上させることができます。

高可用性とフォールトトレランス

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、分散ストレージと冗長性メカニズムを使用して高いデータ可用性とフォールト トレランスを実現し、データのセキュリティと永続性を保証します。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、分散ストレージ テクノロジを使用して、クラスター内の複数のノードまたはデバイスにデータを保存します。この分散ストレージ方式により、データの冗長性が向上し、データ損失のリスクが軽減されます。ノードまたはデバイスに障害が発生した場合でも、システムは他の正常なノードまたはデバイスからデータを読み取ることができるため、データの継続性と可用性が確保されます。同時に、分散ストレージは並列読み取りと書き込みを通じてデータ アクセス速度を向上させ、システム パフォーマンスを向上させることもできます。

図13 高可用性

ハイパーコンバージド アーキテクチャは冗長性メカニズムを使用してデータを複製し、複数のノードまたはデバイスに保存します。ノードまたはデバイスに障害が発生した場合、システムは他の正常なノードまたはデバイスのデータに自動的に切り替えて、データの可用性と整合性を確保できます。冗長性メカニズムは、レプリカの数やレプリカの保存場所など、要件に応じて構成できます。この冗長性メカニズムにより、データの耐障害性が向上し、システム障害によるデータへの影響が軽減され、データのセキュリティと永続性が確保されます。ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、フェイルオーバーやフェイルバックなどの高可用性テクノロジも一般的に使用されます。ノードまたはデバイスに障害が発生した場合、システムは自動的にバックアップ ノードまたはデバイスに切り替えて、サービスの継続性と可用性を確保します。障害が発生したノードまたはデバイスが正常に戻ると、システムは自動的に元のノードまたはデバイスに戻り、データの一貫性と整合性を維持できます。この高可用性テクノロジーにより、システムの中断やデータ損失を回避し、継続的な業務運営を確保できます。

図14: ハイパーコンバージド管理プラットフォーム上のデュアルマシンホットスタンバイ

ハイパーコンバージェンスには多くの利点がありますが、欠点もあります。

1. パフォーマンスの問題: ハイパーコンバージェンス テクノロジーは高性能コンピューティングおよびストレージ サービスを提供できますが、パフォーマンスの問題もいくつかあります。たとえば、仮想化環境では、仮想マシンのパフォーマンスはハードウェアのパフォーマンスによって制限され、リソースの共有によってパフォーマンスのボトルネックが発生する可能性があります。さらに、ハイパーコンバージド アーキテクチャにおけるデータの転送と保存には、高性能なネットワーク デバイスとストレージ デバイスのサポートも必要です。

2. 高い結合性: ハイパーコンバージェンス ソリューションは、通常、ハードウェアとソフトウェアが統合されたマシンの形で提供されます。このソフトウェアには、サーバー、ストレージ、ネットワーク用の仮想化ソフトウェアが含まれています。ストレージは基本的にサーバーのハードディスクを使用して仮想ストレージを構築します。ソフトウェアとハ​​ードウェアの結合が強くなり、複雑さが低くなります。

3. 互換性の問題: ハイパーコンバージェンス テクノロジーは複数のベンダーのハードウェアおよびソフトウェアと統合する必要があるため、互換性の問題が発生する可能性があります。たとえば、異なるベンダーのストレージ デバイスには互換性がなく、データに適切にアクセスしたり保存したりできない場合があります。

一般的に、ハイパーコンバージェンスとは、複数のテクノロジーを統合して、企業がコストと管理の複雑さを軽減しながら効率とパフォーマンスを向上させ、アプリケーションとサービスの統合をさらに強化できるようにするソリューションです。

4. ハイパーコンバージド アーキテクチャの適用シナリオは何ですか?

中小企業向けデータセンター

中小企業にとって、ハイパーコンバージド アーキテクチャは理想的な選択肢です。コンピューティング、ストレージ、ネットワーク、仮想化などの主要コンポーネントを低コストで統合し、中小企業に適した高度に統合されたソリューションと簡素化された管理を提供します。所有コストと運用および保守の複雑さが軽減され、企業はデータセンターをより効率的に導入および管理し、運用効率を向上させ、急速に変化するビジネス ニーズに適応できるようになります。

中小企業では通常、リソースと予算が限られているため、データセンターのコンピューティング、ストレージ、その他のニーズを同時に満たすことができる高度に統合されたソリューションが必要です。これらの主要コンポーネントを統合することにより、ハイパーコンバージド アーキテクチャはワンストップ ソリューションを提供し、導入と管理の複雑さを簡素化します。企業は、各コンポーネントを個別に管理する必要がなく、統合された管理インターフェースを通じてデータセンター全体を管理および監視するだけで済むため、時間と人件費を節約できます。

図15 中小企業向けデータセンターに適した2ノードアーキテクチャ

ハイパーコンバージェンス アーキテクチャにより、エンタープライズ データ センターの全体的なコストを大幅に削減できます。ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、従来の個別のアーキテクチャと比較して、ハードウェア デバイスとソフトウェア機能を統合することで、ハードウェア デバイスの数とメンテナンス コストを削減します。高度に統合されたハイパーコンバージドオールインワンマシンでも、クラウドインワンボックスを実現できます。同時に、ハイパーコンバージド アーキテクチャでは、コンピューティング、ストレージ、ネットワークなどのリソースを共有して集中管理するため、リソースの使用率が向上し、コストがさらに削減されます。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、簡素化された管理インターフェイスと運用プロセスも提供し、企業がデータセンターを迅速に導入および管理できるようにします。

複数支店および遠隔オフィスROBO

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、ブランチ オフィスやリモート オフィスのシナリオに最適なソリューションです。従来のブランチ オフィスの展開では、独立したサーバー、ストレージ、ネットワーク デバイスが必要となり、展開と保守の複雑さが増すだけでなく、コストも増加します。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク機能を統合し、統合管理プラットフォームを通じて管理および監視します。ブランチ オフィスやリモート オフィスのシナリオの展開、運用、保守を大幅に簡素化し、コストと管理の複雑さを軽減します。

図16 マルチサイトアーキテクチャ

複数のブランチとリモート オフィスのハイパーコンバージド アーキテクチャでは、ブランチ オフィスのコンピューティング、ストレージ、ネットワーク、およびその他のリソースを集中管理できます。管理者は、統合されたプライベート クラウド プラットフォームを通じて、すべてのブランチ オフィスのリソースを管理および監視できます。マルチブランチおよびリモート オフィスのハイパーコンバージド アーキテクチャは、自動化された運用と保守を通じて、効率的で柔軟なリソース割り当てと運用および保守機能を提供します。仮想プライベート ネットワーク (VPN) や安全なトンネルなどのテクノロジーを通じて、ブランチ オフィスは中央データ センターのリソースに安全にアクセスし、共有することができます。同時に、ハイパーコンバージド アーキテクチャは、ブランチ オフィスのデータ セキュリティを保護するために、データ バックアップと災害復旧機能も提供できます。

コンテナベースのクラウドネイティブアプリケーション

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、コンテナ化されたアプリケーションの展開と管理をサポートし、柔軟なコンテナ リソースのスケジュール設定と運用および保守機能を提供します。コンテナベースのクラウドネイティブ アプリケーションのハイパーコンバージド アーキテクチャは、コンテナ リソースのスケジュールと管理をハイパーコンバージド アーキテクチャに統合することで、コンテナ化されたアプリケーションをサポートする展開および管理機能を提供します。このアーキテクチャにより、柔軟なコンテナ リソースのスケジュール設定と運用および保守が実現し、リソースの使用率とパフォーマンスが向上します。同時に、組織がクラウドネイティブ アプリケーションをより適切に構築および管理できるようにするための豊富なコンテナー機能とサービスも提供します。

図17 ハイパーコンバージェンスに基づくクラウドネイティブアーキテクチャ

従来のハイパーコンバージド アーキテクチャでは、仮想マシンが主な展開単位ですが、コンテナ ベースのクラウド ネイティブ アプリケーションでは、コンテナが展開の基本単位になります。コンテナベースのクラウドネイティブ アプリケーションのハイパーコンバージド アーキテクチャは、Kubernetes などのコンテナ管理プラットフォームを統合することで、コンテナ リソースの展開、スケジュール設定、管理をハイパーコンバージド アーキテクチャの管理プラットフォームに統合します。コンテナベースのクラウドネイティブ アプリケーションのハイパーコンバージド アーキテクチャは、リソースのスケジュール設定と管理機能に加えて、豊富なコンテナ機能とサービスも提供します。たとえば、統合されたコンテナ イメージ リポジトリと CI/CD ツールは、コンテナ イメージの構築、保存、継続的な配信をサポートできます。コンテナ ネットワーク機能は、コンテナ間およびコンテナと外部ネットワーク間の通信を提供できます。コンテナストレージ機能は永続的なストレージやデータ管理などを提供できます。

バックアップおよび災害復旧環境

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、データ保護および災害復旧シナリオに適した、信頼性の高いバックアップおよび災害復旧機能を提供します。ハイパーコンバージド アーキテクチャを使用すると、管理者はバックアップ ポリシーを迅速に設定および管理し、重要なデータの定期的なバックアップを実行できます。さらに、ハイパーコンバージド アーキテクチャは柔軟なデータ復旧オプションも提供し、データを以前の状態に素早く復元できます。これらのバックアップ データは、増分バックアップまたは完全バックアップを通じて実行でき、バックアップ データの量を削減してストレージ スペースを節約できます。さらに、ハイパーコンバージドアーキテクチャの高速ストレージとネットワーク性能を活用することで、バックアップ操作をより高速に完了でき、業務システムへの影響を軽減します。バックアップは、ハイパーコンバージド プラットフォーム内で実行することも、専用のバックアップ ツールを使用して実行することもできます。

図18 D2D2Cハイブリッドクラウドバックアップ

ハイパーコンバージド アーキテクチャは、データ損失やシステム障害などのさまざまな状況に対処するための柔軟なデータ回復機能も提供します。管理者は、包括的なバックアップおよび災害復旧機能を使用して、復旧対象と時点を簡単に選択し、データ復旧操作を実行できます。ハイパーコンバージド アーキテクチャは、仮想マシン全体の復元、ファイル レベルのリカバリ、関連するアプリケーションとデータベースのリカバリなど、複数のデータ リカバリ オプションをサポートします。これらのオプションにより、さまざまなシナリオのニーズに対応し、ビジネスへの影響を最小限に抑えるための柔軟性と詳細な制御が可能になります。

図19 ストレージレプリケーションの災害復旧

バックアップおよび災害復旧ハイパーコンバージド アーキテクチャは、リージョン間のデータ レプリケーションと災害復旧もサポートします。企業はバックアップ データをリモート バックアップ デバイスにコピーして、地域間の冗長性とオフサイトの災害復旧を実現できます。プライマリ データ センターに障害が発生したり、利用できなくなったりした場合は、バックアップ データ センターにすばやく切り替えて、ビジネスの継続性と可用性を確保できます。ハイパーコンバージド アーキテクチャの統合および自動化機能により、ストレージ側の複雑な構成が排除され、バックアップと災害復旧の管理と運用の複雑さが大幅に簡素化され、データ保護と災害復旧の信頼性と効率が向上します。

5. 主流のハイパーコンバージェンスベンダーの市場構造

現在、世界のハイパーコンバージェンス市場には主に 3 つのタイプの企業が存在します。ハイパーコンバージェンス ストレージ ベンダーは、安定性、高性能、豊富なエンタープライズ レベルのデータ保護機能によって、コアとなる競争力を築いてきました。主要な仮想化プラットフォームである VMware と OpenStack も積極的に競争しています。

ハイパーコンバージド ストレージ ベンダーは、ハイパーコンバージド アーキテクチャをリードしています。 「ハイパーコンバージェンス」アーキテクチャ概念の源泉として、Nutanix、SmartX、Simplivity などのハイパーコンバージェンス ベンダーには、次の 2 つの主要な利点があります。

1) 特定のコンピューティング プラットフォームに縛られません。 VMware、OpenStack、KVM、Hyper-V、XENSERVER などをサポートします。さまざまな仮想コンピューティング プラットフォーム メーカーと連携できるため、ユーザーはコンピューティング プラットフォームの束縛から解放されます。

2) 企業が求めるストレージの安定性、パフォーマンス、データ保護機能（オフサイト災害復旧、同一都市でのデュアルアクティブ/アクティブ、バックアップなど）が、企業のコアビジネスに直接参入できる条件を満たしています。

Openstack キャンプはオープンソースの Ceph を活用しています。ハイパーコンバージドアーキテクチャのトレンドに対応するため、国内の Openstack メーカーは Ceph などのオープンソースソフトウェアを使用して、ハイパーコンバージドアーキテクチャのクラウドソリューションを構築しています。 Openstack 陣営のコア競争力は、オープンソース プロジェクトと低コスト ソリューションの運用および保守能力にあります。現在、Openstack は主に非クリティカルなビジネス市場をターゲットにしています。オープンソースの Ceph を使用するとコスト削減につながりますが、商用ストレージと比較するとストレージの安定性とパフォーマンスにはまだ大きな差があり、中高級市場での競争能力がある程度制限されます。

ソフトウェアとハ​​ードウェアの統合に重点を置く Nutanix は、現在ハイパーコンバージェンス市場のリーダーです。同社は、Google、Facebook、VMware、Oracleなどの企業出身の経営陣の豊富な経験により、設立当初からベンチャーキャピタルから支持されてきた。 5年間の資金調達総額は3億ドルを超えており、その開発スピードはほとんどのITインフラソフトウェアメーカーを上回っています。同社は、データセンターの商用購入と迅速な「すぐに使える」構成を真に実現するための統合ハードウェアおよびソフトウェアアーキテクチャシステムを構築し、エンタープライズデータセンターのクラウドアップグレードをリードしています。

代表的な仮想化プラットフォームである VMware VSAN は、X86 ハードウェア上に展開された直接接続ストレージをベースに、ストレージ機能をハイパーバイザに統合し、「vSphere + VSAN」を中核としたハイパーコンバージド アーキテクチャを構築します。強力なパートナーリソースを活用して、主に次の 3 つの市場戦略を通じてハイパーコンバージド アーキテクチャを推進しています。

1)VxRail。 VMware と DellEMC の提携により提供されるハイパーコンバージド システムは、VMware の HCI ソリューションを導入する最もシンプルかつ迅速な方法です。

2) vSANReadyNode。 VmWare は、DELL、Fujitsu、Inspur、Sugon などの大手ハードウェア メーカーと協力して、ハードウェア メーカーがソフトウェアをプリインストールし、必要なすべてのライセンスをバインドすることを許可しています。

3) EVOSDDC（ソフトウェア定義データセンター）。 vSAN クラウド管理 vRealize やソフトウェア定義ネットワーク NSX などのコンポーネントをパッケージ化して、包括的なソフトウェア定義データセンター システムを構築します。

需要面では、中​​国の HCI 市場は主流アプリケーションの初期段階に入っています。中小企業 (SMB) と大企業は、データ センター インフラストラクチャの不可欠な部分として HCI を採用しています。アプリケーションシナリオの観点から、ハイパーコンバージェンスアプリケーションシナリオは、一般的なシナリオやデスクトップクラウド（VDI）からハイブリッドクラウド、クラウドネイティブおよびエッジシナリオに拡大しています。これにより、ハイパーコンバージェンスとメーカーが次の方向に開発するようになります。コンピューティングとストレージのコア機能に加えて、ハイパーコンバージェンスには、コンテナ、ネットワーキング、セキュリティ、インフラストラクチャ管理、クラウド管理などのさまざまな機能が必要です。

中国のHCIサプライヤーは、3つのカテゴリに分かれています。大規模なデータセンターインフラストラクチャサプライヤー（LARGEDCIVENDORS）：代表的なメーカーには、Huawei、H3C、Inspur、およびLenovoが含まれます。このタイプのメーカーの利点は、ハードウェアコスト、市場のカバレッジ、クラウドサービスに反映されています。プロのHCIサプライヤー（スペシャリストHCIベンダー）：代表的なメーカーには、AnchaoyunとZhiling Hainaが含まれます。

H3Cのハイパーコンバージド製品UISは長年市場に出回っており、KVMベースの仮想化プラットフォーム（CAS）を提供できます。コンピューティングとストレージ（Onestor3.0）に加えて、UISにはネットワークセキュリティ関数（UIS-SEC）も含まれています。自己開発のSmartNicと統合されると、UISは、カードにネットワークとストレージをオフロードすることにより、最適な仮想マシンのパフォーマンスを提供できます。 UISは、仮想マシン、容器、裸の金属の統一された管理を提供します。さまざまな管理モジュールを使用する場合、UISはプライベートクラウド、ハイブリッドクラウド、エッジシナリオのニーズを満たすことができます。 UIはパブリッククラウドに展開して、プライベートクラウドとパブリッククラウドを横切って実行される仮想マシンとKubernetesを管理することもできます。 H3C UIは、オールインワンデバイスまたは純粋なソフトウェアの形で配信できます。ソフトウェア配信は、ライセンスモデルとサブスクリプションモデルの両方をサポートしています。

Huaweiのハイパーコンバージェンス製品FusionCubeは長年市場に出回っています。 FusionCubeは、KVMベースの仮想化プラットフォーム（Fusionsphere）およびVSphereをサポートできます。 2021年から、HuaweiはSkusを2つのモデルに簡素化します-FusionCube1000 for general workloads、fusioncube500はロボおよびエッジユースケースです。さらに、FusionCube1000は、主により高いコンピューティングまたはストレージ容量を必要とするエッジシナリオ向けに、事前に統合された電力モジュール、ネットワーク、およびリモート管理ツールに基づいてモジュラー的な方法で配信することもできます。 FusionCubeは、仮想化、VDI、およびエッジシナリオに焦点を当てています。 VDIでは、FusionCubeはVMware（Horizo​​n）、Citrix（xendesktop）、および独自のVDIソリューションFusionAccessをサポートできます。

Inspurには、incloudrailとInmergeの2つのハイパーコンバージド製品ラインがあります。 incloudrailは、ハイパーコンバージェンスソフトウェアに基づいたInspurのソリューションであり、そのビジネスの主要な部分でもありますが、InmergeはNutanixおよびVMwareテクノロジーに基づくハイパーコンバージェンスソリューションです。 Incloudrailは、独自のKVMベースの仮想化プラットフォーム（Incloud-Sphere）をサポートしています。計算とストレージ（Incondstorage）に加えて、ネットワーク仮想化やロードバランシングなどのネットワーク機能、仮想マシン、コンテナ、ベアメタルの統一管理も含まれます。 InproudManagerを展開および使用した後、Inspurのハイパーコンバージェンスは、プライベートクラウドおよびパブリッククラウドで実行されている仮想マシンとKubernetesを管理できます。 incloudmanagerは、複数のベンダーからの仮想化とハイパーコンバーチャープラットフォームの統一された管理、およびソフトウェアおよびハードウェアの操作とメンテナンス（O＆M）の監視機能を提供する軽量クラウド管理プラットフォーム（CMP）です。 Inspurは、ハイパーコンバージング製品の配信をオールインワンアプライアンスとして優先順位付けしていますが、一部の大規模プロジェクトでのソフトウェア配信もサポートしています。

Sangforはセキュリティ分野に深く関与しており、早い段階でハイパーコンバージェンス市場に参入しました。 Sangforのハイパーコンバージェンスは、独自のKVMベースの仮想化プラットフォーム（ASV）、分散ストレージ（ASAN）、ネットワーク仮想化（ANET）、セキュリティ関数（ASEC）を組み合わせて、データセンターインフラストラクチャにワンストップソリューションを提供します。この製品には、Sangfor Cloud Platform（SCP）のクラウド管理機能も含まれています。 Sangforは独自のVDIソリューションであるAdeskを構築しました。これは、ハイパーコンバージェンスに基づいており、長年市場に出回っています。 Hyper Converged All-in-OneマシンのExpressバージョンは、RoboおよびEdgeシナリオ、および比較的弱いIT機能を備えた小規模企業に適した2つのノードクラスターをサポートしています。さらに、マネージドクラウドサービス（Sangformcs）を通じて、Sangforはエンドツーエンドの安全なハイブリッドクラウドエクスペリエンスを提供します。 Sangfor HyperConvergenceは、ソフトウェアまたはオールインワンアプライアンスとして配信でき、ソフトウェア配信はライセンスモデルとサブスクリプションモデルの両方をサポートします。 Sangforは、すべての主要な業種にわたる中規模および大企業に焦点を当てています。

上記の企業に加えて、他のハイパーコンバージョンの独立したブランドメーカー（Lenovo、Qingcloud、Smartxなど）もうまく機能しました。国内のハイパーコンバージド市場はますます成熟しています。たとえば、SMARTXは、さまざまなハイパーコンバージド、分離されたSDS製品またはクラウドコンピューティング製品の完全なセットを提供するのとは異なり、ハイパーコンバージドアーキテクチャの構築に焦点を当てています。 2016年、中国で最大のパブリッククラウドハイパーコンバージングケース - 中国Unicom Cloud Data Co.、Ltd。Wocloud Platformを実現し、Wocloudをグリーンで環境に優しい新世代クラウドデータセンターにし、大きな経済的および社会的利益をもたらしました。

要約すると、HyperConvergence（HCI）は、コンピューティング、ストレージ、ネットワークを統合するテクノロジーアーキテクチャです。データセンターのハードウェアとソフトウェアのリソースをまとめて、高度に統合され、スケーラブルで管理しやすいソリューションを提供することを目指しています。 Hyper Converged Architectureは、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク機能を同じハードウェアプラットフォームとソフトウェアフレームワークに統合し、統合管理と自動化された操作とデータセンター全体のメンテナンスを実現します。さまざまなデバイス間の相互依存を減らし、効率的な統合管理を実現します。さらに、HCIは高度に統合されており、スケーラブルで、管理が簡単であるため、現在のエンタープライズデータセンターアーキテクチャに適したソリューションになっています。