グローバル分散ファイルシステム - ハイブリッドクラウドにおける高速アクセステクノロジー

翻訳者 |朱仙忠

校正：孫淑娟

導入

今日、データ ストレージの管理タスクはますます複雑になっており、IT チームは、ローカル、直接接続ストレージ、ストレージ エリア ネットワーク、ネットワーク接続ストレージ、クラウド ストレージ ボリュームなど、あらゆる種類のストレージの問題に取り組む必要があります。

チーム メンバーは、ハイパーコンバージド システムを導入したり、クラウド ストレージ テクノロジーを使用してオンプレミス実装を導入したりする場合があります。さらに、特に非構造化データの場合、互換性のない複数のストレージ プロトコルを使用している可能性があります。これらすべては、データに対するビジネス需要が増大するにつれて起こっています。

このため、グローバル ファイル システム (GFS、分散ファイル システムとも呼ばれる) への関心が高まっています。

実際、グローバル ファイル システムは新しい概念ではありません。カーネギーメロン大学は 1980 年代初頭に Andrew File System (AFS) を開発し、現在でも使用されています。それ以来、商用ベンダーはこの概念をさらに一歩進め、クラウドとオンプレミスのストレージの両方に適用してきました。

単なるオブジェクトストレージ以上のもの

オンプレミスとクラウド ストレージ間のギャップを埋めることで、IT 管理が簡素化され、コストが削減されます。

クラウド ストレージは本質的に分散されています。エンドユーザーは、自分のデータがどこに保存されているかを知りませんし、知る必要もありません (規制上の制約は別として)。クラウド プロバイダーは、オブジェクト ストレージ テクノロジを使用して複数のサーバーや複数のデータ センターにデータを分割することで、企業の規模の経済性をサポートします。

しかし、ほとんどのオペレーティング システムとアプリケーションは、オブジェクト ストレージを直接読み書きすることができません。 NFS や SMB などのネットワーク プロトコルを確認したり、ストレージに直接または SAN (ストレージ エリア ネットワーク) 経由でアクセスしたりしたいと考えています。ベンダーはストレージ ゲートウェイを作成し、より多くのアプリケーションをオブジェクト ストレージと互換性のあるものにしています (Oracle や Openstack など) が、依然として多くのアプリケーションの非互換性が存在します。

したがって、グローバル ファイル システム (GFS) は、NAS (ネットワーク接続ストレージ) のシンプルさ (少なくともアプリケーションとオペレーティング システムの場合) を維持しながら、クラウドの柔軟性、弾力性、容量を提供できるため、現時点では上記の矛盾に対する最善の答えである可能性があります。

「規模を問わずほとんどの組織は、データをさまざまな場所やファイル形式で保存しており、そのため、データを検索したり使用したりすることが非常に困難になる可能性がある」と、IT業界調査会社フリーフォーム・ダイナミクスの主席アナリスト、ブライアン・ベイツ氏は述べた。 「グローバル ファイル システムを最上位に配置すると、すべてのデータが単一の標準形式でアクセス権を持つすべてのユーザーに表示されるようになります。いわば、仮想化された「スーパー ファイル システム」です。」

このアプローチの利点には、クラウドベースの規模の経済、オンプレミス システムで通常実現されるよりも高い冗長性、ストレージ容量を迅速に追加 (または削除) する機能、設備投資から運用費への移行のサポートなどがあります。

エンタープライズ ファイル共有サービスのその他の利点としては、コラボレーションの容易化、セキュリティの向上などが挙げられます。

将来的には、企業がローカル ハードウェア (レイテンシとパフォーマンスが重要) とクラウドベースのアプリケーションの両方で単一のファイル システムに移行する可能性があります。

グローバルファイルシステムの共通機能

まず、グローバル ファイル システムは、中央ファイル サービス (通常はパブリック クラウドまたはプライベート クラウド上) とローカル ネットワーク ハードウェアを組み合わせてキャッシュし、アプリケーションの互換性を確保することで機能します。これは、すべてのストレージを同じ名前空間に配置することによって実現されます。これは、いわば、すべてのデータの単一の「ゴールデン」コピーです。

同時に、上記の目標を達成するには、パフォーマンスを確保するためにキャッシュおよび同期テクノロジを使用する必要があります。この分野のベンダーの 1 つである CTRA によると、大企業では各サイトで 30 TB を超えるデータを移動する可能性があるとのことです。

第二に、システムには幅広い互換性が必要です。グローバル ファイル システムは、従来のローカル NAS (ストレージ エリア ネットワーク) ハードウェアからの移行をサポートする必要があります。オペレーティング システムとアプリケーションは、NFS または SMB を使用する前と同じように簡単にグローバル ファイル システムにアクセスできる必要があります。

最後に、グローバル ファイル システムでは使いやすさも確保する必要があります。理想的には、エンドユーザーに対して透過的であり、拡張可能であること。現状では、すべてを一度に新しいファイル システムに移行できる企業はほとんどありません。したがって、アプリケーションの移動に合わせて拡張できるグローバル ファイル システムが重要です。

グローバルファイルシステム、従来のファイルシステム、同期の問題

クラウドベースのサービスである Global File System は、サイト間または社外のユーザーと情報を共有する必要のある組織にとって魅力的であり、パンデミック中によくサポートされるユースケースです。

ただし、これにより、グローバル ファイル システムの機能と従来のファイルおよび同期サービスが重複することになります。これらには、Dropbox や OneDrive などの消費者向けサービスが含まれます。これらは、COVID-19 の流行中にリモートワークをサポートするために頻繁に導入されています。また、SharePoint、Google Drive、エンタープライズ レベルの共有サービスなどもこれに含まれます。

一部のグローバル ファイル システム ベンダーは、これらのサービスも提供できることを強調しています。もちろん、ファイルを外部で共有したり、デスクトップ検索をクラウドベースのファイルに拡張したりできると便利です。ただし、ほとんどの企業では、基本的なパフォーマンス、互換性、移行の容易さが優先される可能性があります。

「問題は、これによってストレージの規模が非常に大きくなる可能性があることです」と、Freeform Dynamics の Betts 氏は述べています。 「たとえば、データがグローバルに分散されており、あなた（またはグローバル ファイル システム開発者）は、ファイル ロック（2 人のユーザーまたはシステムが同時に同じデータを更新するのを防ぐ）やレプリケーションなどの問題をどのように処理するかを決定する必要があります。」

付録: 世界的に有名なグローバルファイルシステムサプライヤーのリスト

中央ヨーロッパ

イスラエルを拠点とするクラウド ファイル サービス プロバイダーの CTERA は、Edge X シリーズ製品、Caching File Manager、CTERA Drive、Endpoint Device Agent、Virtual Workspace VDI を組み合わせて機能しています。同社のグローバル ファイル システムは、顧客ファイルを Amazon S3、Azure、または IBM、HPE、Dell EMC、Scality が提供するクラウド サービスにリンクすることをサポートしています。

Ketra は、そのキャッシュ技術により無制限の容量が可能になると主張しています。さらに、Windows、Mac、Linux、Android、iOS からのファイル共有サービスとデバイスレベルのアクセスも提供します。

ナスニ

米国を拠点とするクラウド ストレージ ゲートウェイ ベンダーの Nasuni は、自社のグローバル ファイル システム UniFS を基本的な構成要素として使用し、自らを「クラウド ネイティブ」ストレージ サービス プロバイダーと呼んでいます。 UniFS システムは、NAS とファイル サーバーの統合、バックアップと復元、災害復旧、コラボレーション ツールをサポートします。

さらに、Nasuni はグローバル ファイル ロック (2 人のユーザーが同時にファイルに書き込むことはできません) をサポートし、NFS および SMB サービスとデータ重複排除のためのエッジ デバイス サポートを提供します。あるいは、ユーザーは NAS ハードウェアの代わりに、仮想インフラストラクチャまたはハイパーコンバージド インフラストラクチャに仮想マシンをインストールすることもできます。 Nasuni は、同社のグローバル ファイル システムを導入した企業は、個別のバックアップや災害復旧が不要になると主張しています。

パンズラ

米国に拠点を置く別の企業である Panzura は、自社の戦略をデータ管理プロバイダーおよび非構造化データ用の単一プラットフォームとして位置付けています。彼らの中核となるグローバルファイルシステムは CloudFS であり、単一の最適化されたデータセットを作成します。同社は、CloudFS をグローバルなハイブリッド クラウド ファイル システムであると説明しています。

Panzura は、これが NAS ハードウェアを置き換えるだけでなく、データ管理と耐障害性のあるストレージも提供すると主張しています。このサービスは、クラウドと直接同期できるモバイル デバイスも直接サポートします。さらに同社はクラウドブロックストレージサービスも提供しています。

ハンマースペース

米国を拠点とする企業である Hammerspace は、顧客にメタデータの単一ビューを提供することに重点を置いています。これにより、データを効率的に保存およびアクセスでき、どのデータを移動する必要があるかを事前に予測することもできるようになると彼らは主張している。

Hammerspace のスローガンは、同社が提供するグローバル データ環境サービスを通じて「グローバル データへのローカル アクセス」を実現することです。このソリューションに基づいて、クラウド、データセンター、エッジからのデータを 1 つのデータ セットに集約できます。グローバル データ環境は、アクセスに加えて、データ階層化、ファイルのバージョン管理、重複排除、スナップショット、ウイルス対策などの補助サービスも提供します。要約すると、同社のソリューションは、クラウド、データセンター、レガシー DAS、SAN、NAS ファイル ストレージへのアクセスをサポートし、1 つのライセンスであらゆる形式のストレージをカバーします。

ピアソフトウェア

Peer Software が提供するサービスは、エッジとデータセンターの両方をサポートする、ハイブリッドおよびマルチクラウドをサポートするグローバル ファイル サービスです。 PeerGFS は、アクティブ/アクティブ同期をサポートするソフトウェア レイヤーとしてのみ実装されます。これらは、Microsoft DFSN でサポートされているグローバル名前空間を使用し、オブジェクト ストレージの統合をサポートします。 PeerGFS は S3 と Azure Blob もサポートします。ピア エージェントは Windows ファイル サーバーまたは Windows 仮想マシン上で実行されますが、ユーザーはデータに直接アクセスできます。さらに、PeerGFS はクラウド バックアップとレプリケーションもサポートします。

翻訳者について

Zhu Xianzhong 氏は、51CTO のコミュニティ エディターであり、51CTO の専門ブロガー兼講師であり、濰坊の大学のコンピューター教師であり、フリーランス プログラミング コミュニティのベテランです。初期の頃は、さまざまな Microsoft テクノロジに注力し (ASP.NET AJX および Cocos 2d-X に関連する 3 冊の技術書を編纂)、10 年近くオープンソースの世界に携わってきました (人気のフルスタック Web 開発テクノロジに精通)。 OneNet/AliOS+Arduino/ESP32/Raspberry Pi をベースにした IoT 開発技術や、Scala+Hadoop+Spark+Flink などのビッグデータ開発技術を理解しています。

原題:グローバルファイルシステム: ハイブリッドクラウドとフォローザサンアクセス、著者: Stephen Pritchard