クラウドコンピューティング環境におけるインフラストラクチャの統合

クラウド コンピューティングはサービス モデルにおける革新です。これはユーザーに高い効率性と拡張性をもたらし、IT 分野全体に革命をもたらします。この記事では、クラウド コンピューティング インフラストラクチャに関連するテクノロジとソリューションについて説明します。

1. 従来のインフラ

従来の IT インフラストラクチャは「煙突型」であるため、各ハードウェア セットとそれが実行するアプリケーション システムは「各マシン専用」となり、全体的なリソース使用率が低くなり、コンピュータ ルームのスペースとエネルギーを過度に占有します。アプリケーション システムの増加に伴い、IT リソースの効率、拡張性、管理性は大きな課題に直面しています。このアーキテクチャの主な問題は次のとおりです。

統合の難しさ

新しいアプリケーション システムを起動する必要がある場合は、既存のインフラストラクチャにそれを展開することが優先されます。しかし、アプリケーション システムごとに動作環境やリソースの取り合いが大きく異なるため、さらに重要な点として、信頼性、安定性、運用保守管理の問題を考慮すると、新旧のアプリケーション システムを単一のインフラストラクチャに統合することは非常に困難です。アプリケーション システムに合わせて、コンピューティング、ストレージ、ネットワークなどの新しいハードウェア機器を追加することを選択するユーザーが増えています。

使用頻度の低いハイエンドハードウェア

アプリケーション システムの将来のビジネス展開や突発的なビジネス需要を考慮し、アプリケーション システムのパフォーマンスと容量の要件を満たすために、コンピューティング、ストレージ、ネットワークなどのハードウェア デバイスの構成を選択する際に、一定の割合の余裕を残すことがよくあります。ただし、ハードウェア リソースが運用を開始した後、一定期間内にアプリケーション システムの負荷が高くなりすぎることはなく、結果として、構成が高いハードウェア デバイスの使用率が低くなります。

2. クラウドインフラストラクチャ

クラウド インフラストラクチャは、従来のインフラストラクチャの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 レイヤーにクラウド レイヤーと仮想化レイヤーを追加し、従来のインフラストラクチャの問題を効果的に解決します。

クラウド層:リソース プールを割り当てて組み合わせ、アプリケーション システムのニーズに応じて必要なハードウェア リソースを自動的に生成および拡張し、プロセス ベースおよび自動展開を通じてより多くのアプリケーション システムを展開および管理して、IT 効率を向上させます。

仮想化層:ほとんどのクラウド インフラストラクチャでは、ストレージ仮想化、コンピューティング仮想化、ネットワーク仮想化などの仮想化テクノロジが広く使用されています。仮想化層を通じて、ハードウェア層自体の違いと複雑さが保護され、標準化され、柔軟に拡張および縮小できる、弾力性のある仮想化リソース プールとして上向きに提示されます。

従来のインフラストラクチャと比較して、クラウド インフラストラクチャは、仮想化の統合と自動化を通じて、高い利用率、高可用性、低コスト、低エネルギー消費を実現し、アプリケーション システムはインフラストラクチャ リソース プールを共有します。また、クラウド プラットフォーム層での自動管理により、迅速な導入、容易な拡張、インテリジェントな管理を実現し、ユーザーが IaaS (Infrastructure as a Service) クラウド ビジネス モデルを構築するのに役立ちます。クラウド インフラストラクチャ リソース プールにより、ストレージ、コンピューティング、ネットワーク、テクノロジー自体はもはや中核ではなくなります。重要なのは、これらのリソースを統合して、有機的でスケーラブルかつ柔軟にスケジュールされたリソース プールを形成し、クラウド アプリケーションの自動展開、管理、監視、運用、保守を実現することです。

クラウド インフラストラクチャ リソースの統合により、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク仮想化に新たな課題が生じ、ネットワークおよび仮想化テクノロジに一連の変化がもたらされました。従来のモードでは、サーバー、ネットワーク、ストレージは物理デバイスに基づいて接続されます。そのため、サーバーやストレージのアクセス制御、QoS 帯域幅、トラフィック監視などのポリシーは、物理ポートに基づいて展開されます。管理インターフェースは明確で、デバイスと対応するポリシーは静的かつ固定されています。クラウド インフラストラクチャ モデルでは、サーバー、ネットワーク、ストレージ、セキュリティに仮想化テクノロジが使用され、リソース プールによってデバイスと対応するポリシーを動的に変更できるようになります。

実際、クラウド インフラストラクチャの統合の鍵はネットワークにあります。現在、コンピューティング仮想化とストレージ仮想化のテクノロジは比較的成熟しており、自己完結型になっています。ただし、IT インフラストラクチャ全体に関する限り、ネットワークはコンピューティング リソース プール、ストレージ リソース プール、およびユーザー接続グループを接続するリンクです。ネットワークがコンピューティング リソース プール、ストレージ リソース プール、およびユーザー アクセスの動的な変化を完全に認識できる場合にのみ、ネットワークは動的に応答し、ネットワーク接続を維持し、ネットワーク ポリシーの一貫性を確保できます。そうしないと、手動による介入と手動による構成により、クラウド インフラストラクチャの柔軟性、拡張性、管理性が大幅に低下します。

3. クラウド インフラストラクチャ統合ソリューション

図 1 に示すように、クラウド インフラストラクチャは 3 つの統合レベルに分かれています。

ハードウェアレベルの統合

たとえば、FCoE テクノロジーとソリューションはストレージとネットワークを統合します。また、ネットワーク機器自体の統合を実現する水平仮想化と垂直仮想化も実現します。さらに、コンピューティング仮想化とネットワーク機器およびネットワーク仮想化を統合して仮想マシンと仮想ネットワーク間の接続を実現する VEPA テクノロジーとソリューションもあります。

ビジネスレイヤーの統合

代表的なソリューションはクラウド セキュリティ ソリューションです。仮想ファイアウォールと仮想マシンの統合により、仮想ファイアウォールは仮想マシンを認識して関連付けることができるため、仮想マシンが移行、追加、または削減されたときにファイアウォール ポリシーが自動的に関連付けられるようになります。

さらに、仮想マシンと LB 負荷分散の間には連携があります。企業が突然リソース不足に遭遇した場合、従来のソリューションでは、不足している仮想マシン リソースを手動で検出し、仮想マシンを手動で作成し、アクセス ポリシーを構成する必要があります。応答速度が非常に遅く、非常に時間と労力がかかります。特定の業務仮想マシンのユーザーアクセスとリソース使用率を自動検出することで、業務バーストが発生したときに、対応する数の仮想マシンをオンデマンドで自動的に追加し、LB と連動して業務負荷を分散することができます。同時に、ビジネスの急増が減少すると、対応する仮想マシンの数が自動的に削減され、リソースが節約されます。仮想化環境で直面する突発的なビジネス上の問題を効果的に解決するだけでなく、ビジネス対応の効率とインテリジェンスも大幅に向上します。

経営の統合

クラウド インフラストラクチャは、仮想化テクノロジーと管理レイヤーを統合することで、IT システムの信頼性を向上させます。たとえば、仮想化プラットフォームは、ネットワーク管理、コンピューティング管理、ストレージ管理とリンクできます。デバイス障害が仮想マシン業務に影響を及ぼした場合、仮想マシンを自動的に移行して通常の業務アクセスを確保できます。さらに、デバイスとオペレーティングシステムは正常だが、特定の業務システムにアクセスできない場合、仮想化プラットフォームはアプリケーション管理と連携して、Web、APP、DBなどの応答速度など、アプリケーションシステムの状態を検出することもできます。特定のアプリケーションが正常なアクセスを提供できない場合、仮想マシンは自動的に再起動され、通常の業務アクセスを復元します。

IV.結論

データセンターがインフラストラクチャからクラウド インフラストラクチャへと移行したことで、インフラストラクチャの統合の必要性と実現可能性が大幅に高まりました。リソース プールを介してクラウドとネットワークを統合することにより、統一され、統合され、相互接続されたインフラストラクチャ システムが構築され、アプリケーション システム展開の信頼性、柔軟性、拡張性、管理性が向上するだけでなく、クラウド コンピューティングの応用と実践も促進されます。