ストレージ仮想化技術の実装方法

ストレージ仮想化の最も一般的な理解は、ストレージ ハードウェア リソースを抽象化することです。仮想化オブジェクトに応じて、仮想化ストレージを実装する主な方法は 3 つあります。

ホストベースの仮想ストレージ

ホストベースの仮想ストレージは、ストレージ仮想化を制御および管理するために、1 つ以上のホストにインストールされたエージェントまたは管理ソフトウェアに依存します。制御ソフトウェアはホスト上で実行されるため、ホストの処理時間がかかります。

したがって、この方法はスケーラビリティが低く、実際のパフォーマンスはあまり良くありません。ホストベースのアプローチでは、保護されたデータへの不正アクセスを許可する可能性があるため、システムの安定性とセキュリティにも影響を与える可能性があります。

このアプローチでは、ホストに適切な制御ソフトウェアをインストールする必要があるため、1 つのホストに障害が発生すると、SAN システム全体のデータの整合性に影響する可能性があります。ソフトウェア制御のストレージ仮想化では、異なるストレージ ベンダー間のソフトウェアとハ​​ードウェアの違いにより、不要な相互運用性のオーバーヘッドが発生する可能性もあるため、この方法は柔軟性が低くなります。

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ただし、ホストベースの仮想化は実装が最も簡単で、追加のハードウェアを必要としないため、機器コストが最も低くなります。このアプローチを採用しているサプライヤーは、ストレージ管理分野のソフトウェア ベンダーになる傾向があり、すでに成熟したソフトウェア製品を保有しています。

これらのソフトウェアは、便利な SAN 管理と仮想化のための使いやすいグラフィカル インターフェイスを提供し、ホストと小規模な SAN 構造における優れた負荷分散メカニズムを備えています。この意味で、ホストベースのストレージ仮想化はコスト効率の高い方法です。

ストレージベースの仮想化

ストレージ デバイスに基づくストレージ仮想化方式は、関連する機能を提供するストレージ モジュールに依存します。サードパーティの仮想化ソフトウェアがなければ、ストレージベースの仮想化では不完全なストレージ仮想化ソリューションしか提供されないことがよくあります。

このアプローチは、複数のベンダーのストレージ デバイスを含む SAN ストレージ システムではうまく機能しません。ストレージ ベンダーに依存する機能モジュールでは、JBODS (Just a Bunch of Disks) やシンプルなストレージ デバイスはシステム内で使用できません。これらのデバイスはストレージ仮想化機能を提供しないためです。

もちろん、このアプローチを採用すると、単一のストレージベンダーに縛られることになります。

ストレージベースの仮想化アプローチには、ストレージ システムへの実装が容易であること、特定のストレージ ベンダーの機器との調整が容易であること (したがって管理が容易であること)、ユーザーや管理者に対して透過的であることなどの利点もあります。ただし、適切なソフトウェア サポートが不足しているため、ソリューションのカスタマイズと監視が困難になることに注意する必要があります。

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ネットワークベースの仮想ストレージ

1) 相互接続されたデバイスに基づく仮想化

相互接続されたデバイスに基づく方法が対称的である場合、制御情報とデータは同じチャネル上を移動します。非対称の場合、制御情報とデータは異なるパスで移動します。対称的に相互接続されたデバイスがボトルネックになる可能性がありますが、複数のデバイス管理と負荷分散メカニズムにより、ボトルネックの競合を軽減できます。同時に、マルチデバイス管理環境では、デバイスに障害が発生した場合に、サーバーが障害引き継ぎを実装できるようにサポートすることが容易になります。ただし、1 つのデバイスが接続されているストレージ システムのみを制御するため、複数の SAN サイロが作成されます。非対称仮想ストレージは、データと制御情報のパスが分離されているため、対称仮想ストレージよりもスケーラブルです。

相互接続されたデバイスベースの仮想化アプローチは、Windows、Sun Solaris、Linux、またはベンダー提供のオペレーティング システムなどの標準オペレーティング システムを使用する専用サーバー上で実行できます。このアプローチは標準のオペレーティング システム上で実行され、使いやすさと安価な機器など、ホストベースのアプローチの多くの利点を備えています。多くのデバイスベースの仮想化プロバイダーは、システム全体のパフォーマンスを向上させるための追加の機能モジュールも提供しています。これにより、標準のオペレーティング システムよりも優れたパフォーマンスとより完全な機能を実現できますが、ハードウェア コストが高くなります。

ただし、デバイスベースのアプローチでは、ホストまたはホストベースのアダプタ上でエージェント ソフトウェアを実行する必要があり、ホスト障害や不適切なホスト構成によって保護されていないデータにアクセスできる可能性があるため、ホストベースの仮想化アプローチの欠点もいくつか継承されています。同時に、異機種オペレーティング システム間の相互運用性も依然として問題となっています。

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2) ルータベースの仮想化

ルータベースのアプローチでは、ルータのファームウェアにストレージ仮想化機能を実装します。ベンダーは通常、ストレージ管理機能をさらに強化するために、ホスト上で実行される追加のソフトウェアも提供します。この方法では、各ホストからストレージ ネットワークへのデータ チャネルにルータを配置し、ネットワーク内のホストからストレージ システムへのすべてのコマンドを傍受します。

ルータはすべてのホストにサービスを提供する可能性があるため、ほとんどの制御モジュールはルータのファームウェア内に存在し、ホストベースおよびほとんどの相互接続されたデバイスベースのアプローチよりも優れたパフォーマンスと効率を実現します。このアプローチは、各ホストで実行されるプロキシ サーバーに依存しないため、ホストベースまたはアプライアンスベースのアプローチよりも優れたセキュリティを提供します。

ホストをストレージ ネットワークに接続しているルーターに障害が発生すると、ホスト上のデータにアクセスできなくなる可能性があります。ただし、影響を受けるのは障害が発生したルーターに接続されているホストのみであり、他のホストは引き続き他のルーターを介してストレージ システムにアクセスできます。

ルーターの冗長性は動的マルチパスをサポートできるため、上記の障害の問題に対する解決策も提供されます。ルータはプロトコル変換のブリッジとして機能することが多いため、ルータベースのアプローチでは、異機種オペレーティング システムと複数ベンダーのストレージ環境間の相互運用性も提供できます。