仮想デスクトップ環境で ストレージを減らすための ストレージ

2013年7月24日
EMCジャパン株式会社
若松 信康
© Copyright 2012 EMC Corporation. All rights reserved.
1
仮想デスクトップ導入で直面する壁 ＜導入前＞
Windows 7 マイグレーション
PC管理負担/TCOの削減
ビジネス生産性の向上
法規制・ガバナンスの遵守
データの保護レベルの向上
ビジネス継続性
 ユーザーデータ量が増大
 ストレージコストの増大
仮想デスクトップは
安くならない
生産性
効率性
安全性
コスト
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2
仮想デスクトップ導入で直面する壁 ＜導入
＞
Windows 7 マイグレーション
PC管理負担/TCOの削減
ビジネス生産性の向上
法規制・ガバナンスの遵守
データの保護レベルの向上
ビジネス継続性

が出ない
 性能を上げるためのハード
ウェアの
が予算内に
収まらない
 パフォーマンスのチュー
ニングが
を圧迫
 ユーザーデータの保護
が負荷に
生産性
効率性
安全性
コスト
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3
仮想デスクトップ導入で直面する壁 ＜導入
＞
Windows 7 マイグレーション
PC管理負担/TCOの削減
ビジネス生産性の向上
法規制・ガバナンスの遵守
データの保護レベルの向上
ビジネス継続性

が出ない
 性能を上げるためのハード
ウェアの
が予算内に
収まらない
 パフォーマンスのチュー
ニングが
を圧迫
 ユーザーデータの保護
が負荷に
効率性
安全性
コスト
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生産性
効率性
安全性
4
落とし穴①パフォーマンス
 朝の起動/ログオンに
異常に時間がかかる
 ある日突然遅くなった
 アンチウイルススキャ
ン時は仕事にならない
パフォーマンスギャップ
ムーアの法則:
10年毎に
100倍
10,000倍
100倍
2000
2010
2020
ストレージが
ボトルネックに！！
 設計に問題…
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5
仮想デスクトップ環境におけるストレージの考慮点
一言で言うと…
データ量
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仮想デスクトップ環境におけるI/Oの考慮点(1)
通常稼働時と高負荷時のIOPS
(1デスクトップあたり)
＜通常時＞
*IOPS=1秒あたりのデータの読み書き回数
ユーザータイプ
(例)
Win XP
Win 7
マスターイメージに
対する更新
ウィルス定義ファイル、
パッチ、ログ等
タスク ・
ワーカー
Eメール(Outlook), Excel, Word,
Webブラウザで日常業務が足りるユーザ
データエントリ、
事務スタップなど
3-8
4-5
ナレッジ ・
ワーカー
タスクワーカーが使用するツールに加え、
PPTやその他のツールでファイル操作を
するユーザ
一般社員
6-8
8-10
上記＋ユーザーイン
ストールのアプリ(少)
パワー・
ユーザー
上記に加え、扱うファイル数やデータ量が
多いユーザや時間的制約が厳しい環境
で働いているユーザ
マネージャ、エグ
ゼクティブ、技術
者
12-16
15-30
上記＋ユーザーイン
ストールのアプリ(多)
＜高負荷時＞
ログインストーム
ブートストーム
(計算式) IOPS/デスクトップ
ブートに必要なデータ量
=
ブート時間 x I/Oサイズ
50
40
44IOPS
平均Write
30
Windows 7の場合
・ブートに必要なデータ:130MB
・I/Oサイズ:約4KB
→ 1仮想デスクトップのブート
に必要なIOPSは、
70IOPS @480秒
20
ウイルススキャン
平均Read
• 約140 IOPS(ピーク時)
• 終了までの時間:
約3分
10
0
突発的なIO負荷に耐えられる設計
＆そのための効率的なストレージが必要
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仮想デスクトップ環境におけるI/Oの考慮点(2)
イメージ展開方式によるIO特性とデータ配置の違い
定常時はもっとWriteが多い！！
XenDesktop PVS
データストア1 vDisk
100%
データストア Read
マスター
イメージ
XenDesktop MCS
データストア1
データストア1
100%
Read
スナップ2
スナップ1
バージョン2
バージョン1
ベースイメージ
90%以上が
Write
大半が
Write
仮想デスクトップ
Write
キャッシュ
Write
キャッシュ
Write
キャッシュ
Writeキャッシュ
データストア
ストレージI/O Read:Write比率 (目安)
100%
Read
スナップ2
スナップ1
マスター
イメージ
マスター
イメージ
ベースイメージ
Ｐ
Ｖ
Ｓ
サ
ー
バ
VMware View
データストア2
大半が
Write
レプリカ
差分
ディスク
ID
ディスク
リンク
クローン
パーシステントディスポーザブル
差分
ディスク
ID
ディスク
リンク
クローン
パーシステント ディスポーザブル
差分
ディスク
ID
ディスク
リンク
クローン
パーシステント ディスポーザブル
仮想デスクトップ データストア2
ディスク
ディスク
ディスク
ディスク
ディスク
ディスク
内部
ディスク
内部
ディスク
内部
ディスク
仮想デスクトップ データストア3
PVS
MCS/Horizon View
10:90
40:60
VDIはWriteが多い！イメージ展開方式でも変わる！
IO特性にあった適切なデータ配置とWriteの効率的な処理が重要！
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8
突発的なWrite IOにどう対応するか
EMC VNXなら、3～10倍パフォーマンスが向上
Writeの多い仮想デスクトップ環境を高速化
ブートストーム
アンチウイルスストーム
パッチ適用などを
大幅に高速化
DRAMキャッシュ
FAST Cache
最大2TB
SSD
EMC FAST Cacheなら
ReadもWriteも!対応!
• 3倍速いVDI起動時間
キャッシュ領域
SSD
Fast Cacheは
速いだけでなく
コストも削減する
SSD
ココで差！！Writeも対応
• 3倍速いVDI更新時間
キャッシュを2TBまで拡張!
HDDのIOを1/10以下へ
• ディスク量・コストも削減
ボトルネックになるディスクIOを削減
SSD
SAS
NL-SAS
自動階層化
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VMware Horizon View/XenDesktop MCSの場合
FAST CacheによるHDD(へのIO)の大幅削減
エンド
ユーザー
(Login VSIによる実測値ベース)
8.2IOPS
8.2IOPS
…
8.2IOPS
合計IOPS/デスクトップ
Read/デスクトップ
Write/デスクトップ
8.2
4.92(60%)
3.28 (40%)
仮想デスクトップ
テストケース
1仮想デスクトップ平均8.2 IOPS
(通常稼働時) x 1000ユーザー
ハイパー
バイザ
8.2 IOPS/デスクトップ
ハイパー
バイザ
• データストアにはNFSを使用
プロビジョニング
合計NFS IOPS
Read NFS IOPS
Write NFS IOPS
View
10.25(8.2+20%オー
バーヘッド)
1.54(15%)
8.71(85%)
MCS
10.25(8.2+20%オー
バーヘッド)
2.56(25%)
7.69(75%)
VNXストレージ
10.25 IOPS/デスクトップ
DRAM+
FAST Cache
プロビジョニング
合計FAST Cache IOPS
View
9.23 (90%)
MCS
9.23 (90%)
1.03 IOPS/デスクトップ
SAS
ディスク
100GB x 2枚の
SSDだけで
Read FAST Cache IOPS
Write FAST Cache IOPS
90%のIOPSを処理
0.6(6%)
8.7(94%)
2.3(25%)
6.9(75%)
HDDを
最大1/10に削減!!
プロビジョニング
合計ディスクIOPS
Read ディスクIOPS
View
1.03 (10%)
0.2(20%)
0.8(80%)
MCS
1.03 (10%)
0.5(52%)
0.5(48%)
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• NFSのメタデータによるオーバー
ヘッドは20%程度
Write ディスク IOPS
10%のIOPSのみ
10
VMware Viewの例
FAST Cacheによる劇的な高速化
仮想デスクトップのブートストーム&ウイルススキャン
SAS
(10K /15K rpm)
～140 IOPS (10K)
～180 IOPS (15K)
450本
x 15k
SASディスクが必要
90本
x 15k
SASディスクが必要
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最適なパフォーマンスのためのデータ配置
IOに応じた最適なストレージに領域に配置する
OS領域
ユーザ・データ
ユーザ・プロファイル
アプリケーション
CIFS
CIFS
FC SAN
クライアント
端末
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ブローカと
構成
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VDI環境にふさわしいストレージ EMC VNX なら
• 2つの「異なる」ストレージへの要求に対応
– 仮想デスクトップOS領域
• 突発的な負荷にも耐えうる性能 (FAST Cache)
• 高いWrite I/Oワークロード処理できる性能
(FAST Cache)
– ユーザー・データ領域、アプリケーション領域
• データ容量の効率的な管理 (FAST VP、重複
排除、圧縮機能)
• マルチプロトコルを統合・効率化
– 1ボックスにユーザOS領域(FC)もユーザ・データ
(CIFS)も格納
– 情報(データ)を適材適所に配置可能
・・・
利用ユーザー
LAN / WAN
仮想デスクトッププール
FC / iSCSI
NFS / CIFS
仮想
デスクトップ
OS領域
Write I/O、突発的な
負荷に対応した
FAST
Cache
ファイバ・チャネルも
iSCSIもNFSも対応
圧縮と重複除外
機能を搭載した
マルチ
プロトコル
ファイル
サービス
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EMC
VNX
ユーザー
データ領域
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さらにvSphereとのAPI連携による更なる高速化&効率化
vSphereが提供するVAAI(vStorage APIs for Array Integration)にいち早く対応する
ことで、従来サーバ側で行っていた処理をストレージ側にオフロードし、VMware環境
でのパフォーマンスが向上
コピー高速化
Full Copy
統合率
UP
ハード・ロック
Hardware Assisted Locking
VMware
オフ
ロード
書き込み削減
Block Zeroing
•仮想マシンを止めることなしに保存先を変更する
StorageVmotionのコピー機能をストレージで実行し高速化
•サーバ間でのLUNロックをストレージと連携することでブロックレ
ベルでのロックにより複数仮想マシンの起動を高速化
•ゼロ情報のブロックに対してサーバからの書き込みを削減する
ことで仮想マシンクローン時などでのIOを削減
300仮想デスクトップの同時ブート時の起動時間
80
検証結果
•
•
•
60
40
ブート時間: 1/4に短縮
50%少ないキューイング
+25%ゲストI/O
全てのEMCストレージは
VAAI Ready!!
20
0
BEFORE
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AFTER
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落とし穴②データ保護運用
データ量の増大
物理リソースの負荷の問題
 バックアップ・ウィンドウと物理サーバ負荷のバラン
スをどうとるか？
運用上の問題
 デスクトップのデータの保護はＩＴの責任？
バックアップ運用がTCＯを圧迫
 どうすれば効率化できるか…
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仮想デスクトップ環境で保護すべきデータを理解する
ユーザ・データ
定期的なバックアップ
データの種類
バックアップの
有無
バックアップ
頻度
容量
①ユーザ・データ
(移動プロファイル、
フォルダリダイレクト
領域)
○
NASバックアップ
日次
大きい
日次
大きい
OS領域
○
②ユーザ・データ
バックアップソフト
(パーシステントディスク) ウェアによるWindows
バックアップ
OS領域はバックアップしない
(ベース・イメージ
のみバックアップ)
VDIサーバ群
定期的なバックアップ
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仮想デスクトップ
OS領域
△
ベース・イメージのみ
をバックアップ
ベース変更時
あるいは月次
少ない
VDIを構成する
サーバ群
○
バックアップする
(ファイルレベルまた
はイメージレベル)
日次
中程度
16
効率的なバックアップ手法を選択する
スナップショットによるデータ保護？

オリジナルボリューム障害時、データを復元出来ない
レプリケーションによるデータ保護？

ストレージ容量やネットワーク帯域のコスト負担
従来型のNDMPによるデータ保護？

定期的なフルバックアップにおいて冗長しているデータを
大量に流す必要がある
重複排除
バックアップ
• ネットワーク帯域とストレージ消費量のインパクト

バックアップウィンドウを超過
• 業務やアプリケーションのサービス時間への影響

複数ステップによる煩雑なリカバリプロセスが必要

高価なソフトウェアライセンスが必要
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重複排除バックアップ EMC Avamar
◆Avamarの仕組み
エージェントで重複排除
VMware ESX
ネットワーク
B
D
A
C
B
B
A
C
DD
A
A
C
B
1.
2.
3.
4.
可変長のサブファイル・セグメントにデータを分割する
セグメントが一意か重複かを判断する
一意のデータのみをバックアップする
圧縮および暗号化されたデータを送信する
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Avamar
Data Store
18
重複排除バックアップ EMC Avamar
◆Avamarの効果例
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クライアントPCバックアップの選択
②ユーザ・データ(パーシステントディスク）
要件
• ヘルプデスクへの負担がないこと
• IT部門の導入～運用の負荷がないこと
• エンド・ユーザに特別なリテラシが必要ないこと
Avamar DT/LTの専用GUIで実現
クライアント管理ツール
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エンドユーザ側で
簡単リストア
必要なデータを検索して
リカバリ可能
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ストレージだけでないインフラ全体の設計を
どう効率的にするか
業界トップ連合のベストプラクティスによる統合インフラ
VCE VBLOCK
 初期コストの低減
統合
インフラ
VCE社による
VNX
Avamar
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 運用の最小化
 強固な連携機能で全体を
最適化
技術検証・製造
シングルベンダーサポート
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ソフトバンクホワイトクラウド
デスクトップサービス Viewタイプなら
高速化・生産性向上
 1000台のデスクトップを8分で起動
 アンチウイルスのスキャン時間を40%高
速化
*VNX FAST Cacheにより
データ保護運用の効率化
 バックアップ時間を最大90%削減
 ネットワーク帯域幅を最大99%削減
*Avamarの重複排除バックアップ機能により
データ量削減によるコスト削減
 バックアップデータ量を1/10～1/30に
削減
*VNX, Avamarの圧縮・重複排除機能により
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さらに進化するEMCのビジョン
インフラ全体を仮想化・自動化
MESSAGING
ERP/CRM
DATABASE
MISSION
CRITICAL
BIG DATA
HPC
Storage
Compute
• 運用が複雑で人手が足りない
• インフラに強く依存した
アプリケーション開発
Network
Security
• 人手に頼るマニュアル運用
• ヒューマンエラーとの戦い
• BCPの実効性欠如
Management
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複雑性を排除するソフトウェア定義のインフラ
抽象化
プール化
自動化
Sodtware-Defined Datacenter
Software
Defined
Compute
サーバ
Software
Defined
Storage
ストレージ
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Software
Defined
Network
ネットワーク
Software
Defined
Security
セキュリティ
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EMC Software-Defined Storage ViPR
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25
どこまでクラウドに移行すべきか？
EMCコンサルティングサービス
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ハイブリッドクラウドアセスメント概要
～ クラウド利用の基準策定のフィルタリングの例 ～
1次フェーズ
業務特性
【業務特性】
ビジネス上、他
社との差別要因
であるノウハウ
を含んでいない
リスク管理
機能性
【機密性】
流出による実損
失が見込まれる
顧客情報を含ん
でいない
【整合性】
ﾘｱﾙﾀｲﾑ更新を必
要としない
【可用性】
高可用性を求め
ない
【改変性】
アプリの改修が
多く発生しない
対
象
外
対
象
外
対
象
外
（対象外）
• xxxシステム
• ｙｙｙシステム
（対象外）
• ｚｚｚシステム
• wwwシステム
（対象外）
• xxxシステム
• ｙｙｙシステム
社内プライベートクラウド
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2次フェーズ
利用候補システム
利用候補
システム一覧
短期的に外部クラウ
ドサービス利用する
候補システム
経済性・機能評価
利用候補システムにおいて
外部クラウド活用した場合
の「経済的効果の測定」
と「機能が十分か」の個別
精査
外部クラウド
27
EMCコンサルティングサービス
オポチュニティー
評価
企画・計画
インフラ全体最適化
計画支援
インフラ
最適化
プリ・
アセスメント
構築
クラウド
インフラ
実装
準備
CLOUD
バックアップ
アセスメント
TRUST
運用・評価
詳細
設計
&
構築
クラウド
運営設計
支援
クラウド
運営評価
支援
BC運用
設計支援
BC運用
評価支援
PMO支援
DR実装
計画策定
DR推進
ワーク
ショップ
インフラ
方式設計
基本設計
支援
詳細設計
＆構築
PMO支援
RSA コンサルティングによるサービス提供
情報管理チーム構築支援
BIG
DATA
Big Data
アセスメント
次世代情報系構想策定
コンサルティング
高度データ分析支援
次世代情報系設計支援
© Copyright 2012 EMC Corporation. All rights reserved.
分析担当者育成支援
次世代情報系運用支援
28
まとめ
IOPSを重視したストレージ設計
•
•
突発的でWriteの多いIOをサバける技術の適用
ユーザー依存とシステム依存の両方を考慮する
設計の複雑性を排除し、システム全体で最適化
•
業界トップ連合のベストプラクティスを活用したインフラ
初期コストを抑え、運用を最小化
•
実績のある技術を最小の価格と運用で
クラウドサービス利用の検討
•
•
仮想デスクトップのアセスメントから
どこまでクラウドサービスへ移行するか
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