日本語版

WHITE PAPER
高度な IT 基盤を実現する
富士通 PRIMECLUSTER
2005 年 9 月
PREPARED FOR
要約
Fujitsu
富士通の PRIMEPOWER は、Solaris™ Operating System、富士通 SPARC64™ V マ
イクロプロセッサおよびその他の高度な技術の連携により、最高水準の可用
性、柔軟性、操作性、スケーラビリティ、安全性を提供します。富士通は、
最先端のクラスタテクノロジである PRIMECLUSTER により PRIMEPOWER ノー
ドをクラスタ化することで、最高水準の IT 基盤を実現しました。さらに、
CIO（最高情報責任者）、CTO（最高技術責任者）をはじめとする IT 技術の責
任者の方々におかれては、最適なクラスタスケーラビリティ、マネージビリ
ティ、並列データベース運用を提供するという重要な課題において
PRIMECLUSTER が最適 であることがご理解いただけるでしょう。
目次
要約........................................................................ 1
PRIMECLUSTER 内部構造 ................................. 2
HA Server
Parallel Server
Scalability Server
Enterprise Edition
4
5
6
7
まとめ ................................................................... 7
本文書について
本文書は、PRIMECLUSTER のアーキテ
クチャについて説明しています。本文
書は、顧客視点で PRIMEPOWER のハ
ードウェアとソフトウェアの機能を紹
介する、6 つの PRIMEPOWER ホワイト
ペーパーシリーズの 1 つです。
PRIMEPOWER および PRIMECLUSTER の
テクノロジーに関する情報は、富士通
の Web サイトにも掲載されています。
primeserver.fujitsu.com/primepower/
PRIMECLUSTER を購入し運用する上で、IT 基盤の責任者が、PRIMECLUSTER
という製品を詳しく理解する必要はありません。しかし PRIMECLUSTER のア
ーキテクチャがどのように構成され、クラスタの可用性、スケーラビリティ、
マネージビリティが保証されるのかを把握すれば、テクノロジーとその価値
への理解が深まることでしょう。本文書では、PRIMECLUSTER のアーキテク
チャについて説明しています。
PRIMECLUSTER は、複数の機能モジュールから構成されるソフトウェアです。
クラスタノード、ストレージ、ネットワークといったインフラに最適なこれ
らのモジュールを組み合わせることで、高可用性、スケーラビリティ、並列
データベース運用、マネージビリティを実現できます。PRIMECLUSTER は、
メインフレームテクノロジに基づいた UNIX ベースのクラスタ SynfinityCluster
（日本国内では SafeCLUSTER）と、Pyramid のテクノロジーを受け継ぎ Fujitsu
Siemens Computers が完成させたクラスタシステム Reliant Cluster、この２つの
長い歴史の上に成り立っています。
本文書では、PRIMEPOWER や Solaris に関連付けて PRIMECLUSTER を説明して
いますが、PRIMECLUSTER の動作環境は PRIMEPOWER や Solaris に限定されて
いません。
PRIMECLUSTER は、OS、ハードウェアプラットフォーム、インタコネクトテ
クノロジに依存しないので、Linux 上（IA-32 または IA-64 サーバ）でも動作し
ます。
本文書の著作権 © は Ideas International, Inc. (以下、IDEAS)が取得しており、米国と国際著作権法および協定によって保護されています。IDEAS の書面による許諾無しに、本書の複写、複製、
検索システムでの保管、あらゆる形式における配布、公私の Web サイトあるいは掲示板での提示、サードパーティへのサブライセンス付与は禁じられています。著作権を書面上で隠蔽
あるいは書面から削除することは禁じられています。本書に記載された製品および企業の全ての登録商標と商標は保護されています。
本書は信頼のおける資料、および情報に基づいて作成されました。本書の内容を変更することはできません。IDEAS は本書に記載されたデータ、題材、クオリティ、および内容の正確性
について、いかなる保証あるいは説明する責任を負いません。本書にある内容は変更される事があります。IDEAS は内容が変更された旨を読者に告知するような責任も負いません。さら
に IDEAS は、本書で説明されている製品、サービス、および会社の視点に対する考えを変えることがあります。
本書に含まれる情報に基づく決定、および読者が複製した性能結果や他の成果に基づく結果について、IDEAS は一切の責任を負いません。また、将来の値や性能レベルを予測するのに本
書を使用することはできません。本書に記載された製品やサービス、あるいは業者との間で話題となった他の製品やサービスの賛同書作成に本書を使用しないで下さい。
高度な IT 基盤を実現する富士通 PRIMECLUSTER
PRIMECLUSTER のベネフィット
PRIMECLUSTER は、今日の変動の激しいビジ
ネス環境において次のような多大な利点を IT
基盤にもたらします。
»
»
柔軟かつモジュールベースのソフトウェ
ア・アーキテクチャにより、新たな市場
要件に対して迅速に効率的に対応するこ
とができます。
新しいアプリケーションやアプリケーシ
ョンの変更作業、拡張に素早く対応して
いくことができるため、ビジネス戦略の
素早い変化に対応できます。
»
PRIMECLUSTER の高信頼機能により、ユ
ーザのダウンタイムを最小限に抑え、ユ
ーザの サービス品質を最大限に発揮しま
す。
»
GUI、Wizard、シングルシステムイメージ
をフル活用し、TCO（特に人件費）を削
減できます。
»
SPECjbb®2000, SAP® など業界標準のベン
チマークで PRIMEPOWER とともに世界最
高水準の性能を実現します。
»
»
コストを削減し、最小の労力で の冗長化
することができる PRIMECLUSTER は、サ
ーバの統合には理想的です。
SPARC64 V マイクロプロセッサや、スー
パーコンピュータベースのクロスバスイ
ッチなど、PRIMEPOWER の最先端技術の
コンポーネントを使用することで、業界
最高レベルのスケーラビリティが得られ
ます。
2005 年 9 月
PRIMECLUSTER は、次の 4 つのキーとなるサービスにより、クラスタに
よるメリットを提供しています（詳細は左の解説「PRIMECLUSTER のベ
ネフィット」を参照）。
»
»
»
»
Clustering Services
Global Disk Services
Global File Services
Global Link Services
これらのサービスを利用し、サーバノードの高可用性実現のため、クラ
スタサービスでは、高速なフェイルオーバやスケーラビリティを可能に
しています。Global Disk Services では、SAN 環境のストレージ装置をミラ
ーリングし、ディスク装置に格納された情報の可用性を向上させるボリ
ューム管理を行います。さらに、Global File services により、SAN 環境の
ストレージに 大規模なファイルシステムを容易に構築、運用できます。
また Global Link Services では、ネットワーク伝送路を冗長化し、通信全体
の 高信頼化を実現しています。
これらすべての機能は、PRIMEPOWER 900, 1500, 2500 のアーキテクチャ
と 高 可 用 性 を 利 用 で き る よ う に 設 計 さ れ て い ま す 。 PRIMEPOWER 900,
1500, 2500 は、Solaris で動作し、SPARC International open specification に準
拠した富士通 SPARC64 V マイクロプロセッサを搭載し ています（これら
は 、他のホワイトペーパーにて説明されています）。
PRIMECLUSTER 内部構造
»
業界標準の Solaris や、SPARC International
に準拠した SPARC64 V マイクロプロセッ
サにより、非常にオープンなシステムで
あるため、スタッフに対する特別なトレ
ーニングは不要となりコストダウンが図
れます。
上記で述べた必要性を満たす機能モジュールの提供より、富士通はコス
ト効率の良いソリューションを実現します。このソリューションには、
以下の PRIMECLUSTER 製品の可用性に基づいたソフトウェアコンポーネ
ントの仕様も含まれます。IT 基盤である Web 層、アプリケーション層、
データベース層において、これらの製品は必要に応じて使用できます。
»
Cache Fusion 用の高速ノード間通信機能に
より Oracle9i/10g RAC で、最大限のパフォ
ーマンスを発揮することができます。
»
»
»
»
»
»
パーティション、動的再構成、エラー検
出、訂正など、PRIMEPOWER ハードウェ
ア機能と密接に連携しています。
業界最高水準のこれらの機能を１つのパ
ッケージにまとめて提供し、最高のパフ
ォーマンス、TCO の低減を実現します。
複数クラスタ構成の使いやすさ、リソー
スの自動認識、シングルシステムイメー
ジ、ロードバランス、Java ベースの
GUI、高速な異常検知、高速な Oracle フェ
イルオーバなどの機能を実現します。世
界中どこでも利用可能であるため、多国
籍企業はそれぞれの拠点において、ハード
ウェア、ソフトウェア、スケールメリット
を広く共有することができます。
Parallel Ser ver 1
Scalability Server 2
Enterprise Edi tion
PRIMECLUSTER モジュールのソフトウェア・アーキテクチャを図 1 に示
します。WebView モジュールは、Java ベースの GUI 管理ビューを提供し
ているため、PRIMECLUSTER は、シングルコンソールから管理が可能で
あることに着目してください。また、各モジュールは、CF モジュール
上に構築されているため、簡単に新たなモジュールを追 加し、さまざま
な 新しいクラスタ要件に対応させることができます。
1
2
2
HA Server
日本では、Enterprise Editionのコンセプトに包含されます。
日本では、IPCOM, Interstage Trafic Director 等の負荷分散機能によって代替することが一
般的です。
White Paper | © 2005 Ideas International, Inc.
2005 年 9 月
高度な IT 基盤を実現する富士通 PRIMECLUSTER
上記 PRIMECLUSTER 製品を構成するモジュールを表 1 に示します。Enterprise
Edition は、8 種類のモジュールを提供しています。名前や機能名は、次のセ
クションで詳しく説明します。全製品には CF モジュールが必要です。また、
Scalability Server を 除きサーバ 全てに、 CF, Global Disk Services (GDS), Global
F ile Services (GFS), Global Link Services (GLS)モジュールが提供されます。
最も効率的な処理を実現するために、これらのモジュールの多くはカーネル
レベルで動作し、OS システムコールインタフェースを通して呼ばれます。
カーネルレベルモジュールは、ユーザ空間のクラスタモジュールのようには
影響を受けません。例えば、ユーザプログラムが暴走しても、コアの
PRIMECLUSTER の運用には影響を与えません。さらに、カーネルモジュール
は、リアルタイムで処理するため、PRIMECLUSTER はさらに迅速に反応する
ことができます。例えば、ノード障害復旧は、何十秒も短縮することができ
ます。この数値は、データベースリカバ リ、ミラーディスク状態とアプリケ
ー ションの復旧時間も含んでいます。
図 1：PRIMECLUSTER モジュールのソフトウェア・アーキテクチャ
Application
Middleware
PRIMECLUSTER WebView
Wizard
Tools (WT)
Reliant
Monitor
Services
(RMS)
Parallel
Application
Services
(PAS)
Scalable
Internet
Services
(SIS)
Global Disk
Services
(GDS)
Global File
Services
(GFS)
Global Link
Services
(GLS)
Cluster Foundation (CF)
PRIMEPOWER with Solaris 8 or Later
表 1：PRIMECLUSTER モジュール構成
Module
PRIMECLUSTER Product
CF
RMS
WT
Scalability Server
R
Parallel Server
R
HA Server
R
R
R
Enterprise Edition
R
R
R
PAS
SIS
GDS
GFS
GLS
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Key: R = Required.
White Paper | © 2005 Ideas International, Inc.
3
高度な IT 基盤を実現する富士通 PRIMECLUSTER
2005 年 9 月
HA Server
HA Server は 、 CF モ ジ ュ ー ル 、 Reliant Monitor Services モ ジ ュ ー ル (RMS) 、
Wizard Tools (WT)モジュールを提供します。表 1 で示すように、GDS, GFS,
GLS モジュールも提供されます。RMS モジュールは、リソース監視（クラス
タノード、ネットワーク、アプリケーション等の「ディテクタ」による）を
通してアプリケーションの高可用性と異常検知を実現しています。このモジ
ュ ールは、ローカルリカバリとフェイルオーバサービスも提供します。
RMS モジュールは 、次のような最適なクラスタアーキテクチャ環境の構成を
選択できます 。
» 相互待機
» N:M 運用待機
» カスケードフェイルオーバ
» 優先業務選択式のフェイル オーバ
» 手動/自動フェイルオ ーバ
» ローカルリカバリ
PRIMECLUSTER Wizard Tools (WT)モジュールとアプリケーション Wizard は、
RMS モジュールと連動して使用することで、特定のアプリケーションの高可
用 性 を 実 現 す る ツ ー ル で す 。 ア プ リ ケ ー シ ョ ン Wizard は 、 Oracle, SAP,
NetApp Filer, NetWorker など特に一般に利用されるアプリケーションに対して、
事前定義されたディテクタ、アプリケーションスクリプト、RMS モジュール
との統合機能を提供します。富士通や第三者 がカスタム Wizard を開発するこ
と も可能です。また、Wizard は、クラスタアプリケーションのリカバリやフ
ェイルオーバスクリプトを簡素化します。
GDS モジュールは、ストレージ管理（必要に応じて PRIMECLUSTER ベース
の SAN 環境においても）を提供します。また、GDS は、一貫したクラスタ
ワイドなデバイス名の機能（直観的にわかりやすい名前の機能も含む）、デ
バイスアクセス制御、クラスタシングルシステムイメージ（SSI）の管理を
提供します。PRIME CLUSTER が提供する SSI には、クラスタワイドなファイ
ル システム、クラスタボリュームマネジャ、シングルクラスタの IP アドレ
スが含まれます。
また GDS モジュールは、2 つ以上のノードにアクセスするためのソフトウェ
アクラスタボリュームマネージャ機能を提供します。これらのノードは、ロ
ーカルまたは共有ディスクに、異なる RAID 機能(RAID 0, 1, 0+1)でアクセスす
ることができます。さらに、ディスク装置間のミラーリング機能、ディスク
ソフトウェアのパーティションニング（1 ボリュームにつき最大 256 まで）
を可能にします。またミラーディスクを切り離したり、再び取り付けること
でバックアップやリストアを可能にします。 これは、ボリュームのスナップ
シ ョットを瞬時に作成することと同じです。パニック後、リカバリは、ログ
ベースの復旧により高速で行われます。
4
White Paper | © 2005 Ideas International, Inc.
2005 年 9 月
高度な IT 基盤を実現する富士通 PRIMECLUSTER
GFS は SAN 環境で動作する 2 台以上の PRIMEPOWER クラスタノード上で動
作するアプリケーションに対して共用ファイル機能を提供します。この共用
ファイルシステムでは、データアクセスに対して LAN を使わずに直接ディス
クにアクセスすることでファイルシステムのオーバヘッドを削減しています。
本 ファイルシステムを NFS でクラスタからアクセスしたとしても、アプリケ
ーションに対するスケーラブルなファイルシステムを容易に構築することが
できます。
GFS は、ログベースのリカバリを使用し、高可用性を実現します。また、冗
長的なメタデータをサポートし、NFS ファイルシステムより確実なデータの
一貫性/整合性が保証されています。さらに、このファイルシステムでは、高
い性能が提供されています。各 PRIMECL USTER ノードからインタコネクトを
経 由せずデータを直接アクセスできます。また科学技術計算等の高速コンピ
ューティング要件に対応するため、最大 32 テラバイト(予定)のファイルシス
テムを作成/使用することができます。
GFS には、PRIMECLUSTER ノードの 1 つの上で 動作するメタデータサーバが
あ ります（メタデータサーバは必要に応じて他のノードにフェイルオーバし
ます）。このサーバはクラスタメタデータやデータログにアクセスし、ノー
ド間のデータアクセスを管理、調整します。
GLS モジュールは、ネットワーク伝送路を冗長化します。例えば、複数の
NIC (Network Interface Card)に仮想 IP アドレスを割り当てることで、自システ
ムが接続されるネットワーク伝送路を冗長化します。アプリケーションは、
NIC、ケーブル、ルータなどのネットワーク障害に影響されるとこなく稼動
し続けます。また、ノードの NIC すべてに異常が発生した場合は、アプリケ
ーションと共に、別のノードにフェイルオーバ することができます。GLS サ
ー ビスを通して、LAN のフェイルオーバ及び負荷分散を実現することができ
ます。高い性能を 要求するアプリケーションには、複数の LAN を束ねてトラ
フィック性能を向上させることができます。
Parallel Server
PRIMECLUSTER Parallel Server は、Oracle9i/10g RAC など並列データベースの
クラスタ動 作環境を提供します。PRIMECLUSTER がプライベートで低レイテ
ン シのメッセージパスプロトコルを使うことで、Oracle 固有のショートメッ
セージ、ロックキャッシュ機構及び Cache Fusion を最大限活用することがで
きます。
Parallel Server では、ノードがダウンしてもデータベースが利用可能です。さ
らにデータベースの並列アクセスは同期化され、各ノード上のデータベース
インスタンスでシングルデータベースの設計コンセプトを適用することがで
きます。Oracle9i/10g RAC などの並列データベース製品をサ ポートするため
に 、Parallel Server として CF モジュール、Parallel Application Services (PAS)モ
ジュール、Global Disk Services (GDS)モジュール、Global File system (GFS)モジ
ュール、Global Link Services (GLS)モジュールが含まれます。
White Paper | © 2005 Ideas International, Inc.
5
高度な IT 基盤を実現する富士通 PRIMECLUSTER
2005 年 9 月
PAS モジュールは、Oracle や他の並列アプリケーションに必要とされる、冗
長化された高速インタコネクト通信を提供しています。クラスタメンバシッ
プなど並列アプリケーションの高可用性実現のため、前述の CF の機能を利
用します。PAS モジ ュールにはアプリケーションプログラムインタフェース
（API）も含まれ、高速なメモリ間通信機能をオプションでサポートします。
Scalability Server
PRIMECLUSTER Scalability Server は、インターネット経由あるいは直接接続す
る ことで、クライアントからのリクエストにサービスを提供します。ゲート
ウェイノード（ゲートウェイノードのバックアップも含む）で構成され、他
のクラスタノード（サービスノード）がユーザリクエストに応答します。
TCP/IP ベースのマルチインスタンスアプリケーションに対して動的ロードバ
ランスを実現します。この動的ロードバランスにより、頻繁に CPU に負担
のかかるこれらのアプリケーションにスケーラブルな機能を提供します。ス
ケーラブル機能に高可用性を 付加すべく、ノードがダウンした場合でも、負
荷 を再分散させることができます。IT 基盤の責任者は、ビジネス環境におい
て予測できない負荷や時間帯により異なる負荷に対応するため、 Scalability
Server を使用します。
Scalability Server のダイナミックなネットワークロードバランスは、CF モジ
ュールと Scalable Internet Services モジュールで実現されています。CF モジュ
ールは、クラスタメンバシップサービスのようなクラスタ基本機能（64 ノー
ドまで）を提供します。また、冗長的なノードインタコネクト管理の他、イ
ベント通知やクラスタロック管理などの機能も提供します。他にも、冗長化
されたクラ スタプライベートネットワークを通じたノード間通信機能が CF
モ ジュールに含まれます。これらの機能全ては、たとえば、たった一つのコ
マンドで PRIMECLUSTER にノードを追加するなど、簡単に使用することがで
きます。
効率的なオペレーションのために、CF モジュールは、TCP/IP のようにオー
バヘッドが大きく低速なプロトコルスタックではなく、専用の低レイテンシ
なプロトコルを使用して実装されます。このプロトコルは Ethernet や Gigabit
Ethernet をサポート しています。CF モジュールの大きな特長は、10 秒以内で
ダ ウンしたノードの検出ができることです。これにより、例えばノードダウ
ン時の Oracle RAC のリカバリ及びユーザサービスの復旧を極めて高速に行う
ことが出来ます。
CF モジュールには新型のシャットダウン機能もまた利用可能で、この機能
では、ノードが 本当にダウンしたか、それともネットワーク障害によりノー
ド 間通信ができなくなったのかを確認します。データ破壊を引き起こす危険
性のある、いわゆるスプリットブレイン状態は、本機能により回避すること
ができます。
SIS モジュールでは、複数クラスタノードを通して動的ロードバランスが可
能です。そのために、負荷分散アルゴリズム（ラウンドロビン、最小システ
ム負荷、荷重システム負荷など）の数だけ接続を分担します。SIS は、 クラ
6
White Paper | © 2005 Ideas International, Inc.
2005 年 9 月
高度な IT 基盤を実現する富士通 PRIMECLUSTER
スタ IP アドレスを異なるクラスタノード上での内部 IP アドレスに変換しま
す。ノードがダウン すれば、残ったノードでの接続は影響を受けることなく、
負荷は再分散されます。これらすべては GUI により管理が可能です。
Enterprise Edition
P RIMECLUSTER Enterprise Edition には上記すべてのモジュールが含まれていま
す。この製品は、重要なビジネス IT 基盤に必要とされるすべてのクラスタ
機能を提供します。
たとえば、最新の PRIMEPOWER 2500 サーバを 2 ノードクラスタとして統合
することができます。各サーバは、前例のない 128 個の SPARC64 V マイクロ
プロセッサ、512GB の P C266 ECC RAM、320 個の PCI I/O スロット、動的縮退、
動 的再構築の機能をもった 15 個のハードパーティションを動作させること
ができます 。そのようなクラスタは、この業界で利用可能ないかなる他製品
の能力を凌 駕します。
まとめ
Americas
Ideas International, Inc.
800 Westchester Avenue
Suite S620
Rye Brook, NY 10573-1330
USA
Tel + 1 914 937 4302
Fax +1 914 937 2485
Asia/Pacific and Worldwide Headquarters
Ideas International Limited
Level 3
20 George Street
Hornsby, NSW, 2077
Australia
Tel +61 2 9472 7777
Fax +61 2 9472 7788
Europe, Middle East, Africa
Ideas International Europe
1 Deanes Close
Steventon
Oxon OX13 6SZ
United Kingdom
Tel +44 (0) 1235 437 850
Fax +44 (0) 1235 437 851
PRIMECLUSTER は、IT 基盤のための高信頼で柔軟性のあるモジュールベース
のソリューションです。PRIMECLUSTER を購入することで、IT 基盤に責任を
持つ担当者は、自分たちが本当に必要とする、最小限のコストで今後の業務
拡 大に対応できるソリューションを入手できたと、満足いただけるでしょう。
PRIMECLUSTER もまたシンメトリックなソフトウェア・アーキテクチャで、
全クラスタ情報が全ノードを通して複製され、一点故障箇所を排除します。
本文書では、その他多くの PRIMECLUSTER の利点を詳しく説明していますが、
ソフトウェアモジ ュールベースのクラスタリング機能については簡単に説明
し ています。PRIMECLUSTER は、IT 基盤に直接利益をもたらし、コスト効率
の良い方法で高品質サービスを実現する最先端技術の業界標準クラスタ機能
を提供します。
PRIMECLUSTER と PRIMEPOWER の組み合わせで、高可用性、スケーラビリ
ティ、性能、オープン性、所有コスト、また、OEM クラスタコミュニティに
おいて比類のない最先端技術のアーキテクチャを提供します。これにより、
PRIMECLUSTER は、クラ スタ運用を必要とするすべてのインフラ層に最適な
製品であることがご理解いただけたでしょう。PRIMEPOWER について更に詳
しく知りたい方は、他の 5 つのホワイトペーパー、および富士通の Web サイ
トをご参照ください。
This document was translated from the original English language document "Fujitsu’s PRIMECLUSTER
F acilitates High-Value IT In frastructures, September 2005" created by Ideas Inte rnational Limited.
This document was translated into Japanese by Fujitsu Limited, and Ideas International Limited has not
reviewed the translated version of the document. Therefore, Ideas regards the English language version of
the document as the official version.
この ドキュメント は、 Ideas International Limited 作 成 の英文レポ ート (Fujitsu’s PRIMECLUSTER
Facilitates High-Value IT Infrastructures, September 2005)を翻訳したものです。
日本語への翻訳は富士通株式会社が行ったもので、Ideas International Limited は日本語への翻
訳には関わっていません。
White Paper | © 2005 Ideas International, Inc.
7