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3PAR Thin Provisioning
ホワイトペーパー 2007 年 8 月 3PAR Thin Provisioning 未使用の割り当て済み ストレージをなくし ROIを向上 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 目次 はじめに 3 問題: 未使用の割り当て済み容量 3 問題は本当に理解されているのか。 3 問題の大きさ 4 問題の背景: 根本原因 5 解決策: 3PAR Thin Provisioning 6 ビジネス上の利点の要約 9 資本支出の削減 9 運用経費の削減 9 投資回収期間の短縮 9 3PAR Thin Provisioning のアーキテクチャ 10 3PAR の基本仮想ボリューム管理 10 3PAR Thin Provisioning のボリューム管理 11 Thin Provisioned Virtual Volumes (TPVVs) 12 共通プロビジョニンググループ （CPG） 12 3PAR Thin Provisioning が機能する仕組み 13 3PAR Thin Provisioning アラート 15 まとめ 16 3PAR について 17 2 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 はじめに 限られた IT リソースで新しいプロジェクトのニーズを満たすことは、IT 管理者にとって困難で、正当に 評価されないことが多い作業です。IT 管理者は常に、企業データを提供、管理するために使用するツール やプロセスの効率を評価しなければなりません。効率改善のための多くの提案の中で、実際に実施されるも のはわずかです。その中でも、顕著な成果を実現できるものはさらにわずかです。3PAR Thin Provisioning は、数百万ドルのコストを削減しながら、必要に応じて新しいプロジェクトを開始できるシンプルなしくみ を提案します。 このホワイトペーパーは、割り当て済み未使用ストレージ、つまり既にアプリケーションおよびファイルシ ステムに割り当てられているけれど、実際にはデータが書き込まれていないストレージの問題について説明 します。また、組織が標準的な環境でのストレージのプロビジョニングのために支払う高い経費についても 検討します。次に、これらの問題の両方に対する解決策として 3PAR Thin Provisioning を説明し、提案し ます。これによって資本コストおよび運用コストを大幅に削減でき、プロジェクトの結果との関係でのコス ト管理を強化できます。IT 部門はこれまでのようなプロビジョニングに伴う遅延なしに新しいアプリケー ションを迅速に配備できるため、アプリケーションへの投資の回収期間を短縮できます。そのビジネス上の 利点のほかに、3PAR Thin Provisioning が 3PAR InForm Operating System の枠組みの中で機能すること についても説明します。 問題: 未使用の割り当て済み容量 問題は本当に理解されているのか。 ストレージ容量の利用率が低いという問題についての論議は、多くの場合、直接接続ストレージ固有の問 題に焦点が当てられます。特定のホストに直接に接続されたストレージは、他のホストサーバからはアク セスできません。そのため組織全体からアクセスできず、未使用の容量が生じます。ネットワークストレ ージは、ストレージ資産へのアクセスを共有して容量の使用率を高めるため、この問題を解決することが できます。しかし、すでにホストアプリケーションに割り当てられている容量はどうなるのでしょうか。 未 使 用 の 割り当 て 容 量 500 __________________________________________________ 500 ファイルシステムに未割り当て 450 __________________________________________________ 未使用のファイルシステム 使用済みのファイルシステム 400 __________________________________________________ 400 350 __________________________________________________ 300 __________________________________________________ 300 250 __________________________________________________ 200 __________________________________________________ 200 150 __________________________________________________ 100 100 __________________________________________________ 50 __________________________________________________ 00 GBs HP-UX AIX Solaris Windows 出典: Glasshouse Technologies.Stephen Foskett 「Integration」、『Storage Magazine』誌 2003 年 4 月号掲載。 図 01 3 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 割り当てられたストレージはどの程度効率的に使用されているでしょうか。つまり、アプリケーショ ンに割り当てられているストレージは、実際にはどの程度書き込まれているでしょうか。組織によっ ては、これは難問です。問題があることはわかっているのかもしれませんし、問題があるかもしれな いと感じているだけかもしれません。また別の組織では、そのような疑問すらまだ生まれていない 場合もあります。 認識されているかどうかに関わりなく、ほとんどの企業にとってこの問題は危機的です。企業からの報告 によると、割り当てられている容量のうち平均でわずか25%1しか実際に使用されていません。言うまでもな く、これは資源の大きな無駄です。ストレージ容量に 100 万ドルを投資することを考えてみましょう。こ の投資の 250,000 ドル分についてはリターンが期待できます。しかし、残りの 750,000 ドルは失われま す。技術革新の速さと、残余価値がゼロに近いことを考えれば、この金額を回収する見込みはほとんどあり ません。アプリケーションのコストと実現された価値の乖離は莫大です。残念ながら、この問題は単にネッ トワークストレージを導入するだけでは解決できません。 問題の大きさ 企業にとって、この問題の重大性は、企業資産に対する収益率の低さにとどまりません。効率的に活用され ていない無数のディスクドライブを収納し、電力を供給し、冷却するという不毛な設備のために営業経費が 浪費されています。このような肥大したインフラストラクチャの維持管理のために、社内またはサービス契 約を通じて雇用された人材の時間が費やされています。最後に、一般的には総容量を基準としているストレ ージ関連ソフトウェアライセンス料が問題をさらに悪化させています。たとえば、多くのストレージリソー ス管理 (SRM) ソフトウェア製品や、EMC、Hitachi Data Systems、Hewlett-Packard などのストレージアレ ో⇇ߢߩኈ㊂ᶉ⾌ߩࠦࠬ࠻ ࠛࡦ࠼࡙ࠩ ߳ߩࠦࠬ࠻ 3 㔚ജଏ⛎߅ࠃ߮ࠢࡦࠣߦࡔࠟࡢ࠶࠻ 3 ᐕ㑆ం࠼࡞ߩࠦࠬ࠻ 3 ☨࿖ߩ 9 ߟߩᐔဋ⊛ߥ⊒㔚ᚲ㧔⍹Ἣജ㧕ߩࠛࡀ࡞ࠡ ↢↥ߦ⋧ᒰ ࠰ࠬߩᶖ⾌ 3 ↢↥ߩߚߦ 1200 ਁ࠻ࡦ ߩ⍹ࠍᔅⷐߣߔࠆߪߚ߹ޔ 3 4000 ਁࡃ࡞ߩ⍹ᴤࠍᔅⷐߣߔࠆ ☨࿖ߩᣣ㑆ߩ⍹ᴤᶖ⾌ߩ✚㊂ 3 ᐕంࡐࡦ࠼ߩੑ㉄ൻ⚛ࠍ↢ᚑ☨ޕ࿖ߩᐔဋ⊛ ⅣႺ߳ߩࠦࠬ࠻ ߥ㔚ജḮ㧔⍹ޔ⍹ᴤޔේሶജޔ᳓ജߥߤ㧕ߩᢙ୯ ࠍၮߦ▚ * 1 ࠼ࠗࡉߚࠅ 65 ࡢ࠶࠻ 75'2#ߩߡߴߔߩઁޕ୯ߪ75&1'ߩᢙ୯ࠍၮߦ▚ޕ 図 02 1 Glasshouse Technologies が大企業から小企業までを含む十数社の 750 のホストシステムを対象として行った調査による と、割り当てられた容量のうち実際に使用されているのはわずか 25% です。 Glasshouse Technologies は次のように報 告しています。「平均的なサイトでは、ストレージの 75% のみをホストに割り当てており、そのうちの 36% はアプリケー ションからアクセスできず、使用可能な容量の 39% のみが実際に使用されている。つまり、500GBの外部ストレージをもつ 典型的なホストで、ボリュームグループに割り当てられているのが 375GB、ファイルシステムに割り当てられているのが 240GB とすると、実際に使用されているのはわずか 93GB のみである」 4 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 イベンダーのソフトウェア製品の大部分は、ライセンス契約が総容量を基準としています。 あるいは複数ディスクドライブを内蔵したサーバのような、多重ディスク型のプラットフォームでてみまし ょう。(このようなプラットフォームだけが、実際に、使用するディスクドライブの数を少なくする方法を 提供します)。ドライブの配備期間が 5 年以内であるという想定の下で、Gartner Group によるドライブの 出荷台数 (過去および予想) に関するレポート2に基づくと、ディスクドライブのインストールベースは約 7400 万台と考えられます。上記の Glasshouse Technology の数字を利用すると、このことはマルチドライ ブプラットフォームで約 4200 万台のディスクドライブに相当する割り当て済み容量が未使用のままになっ ていることを意味します。この「浪費」の予想される影響について、下の表を見てください。 問題の背景: 根本原因 「割り当て済みの未使用ストレージ」という問題は、組織的、技術的なさまざまな原因に端を発します。 例えば次のような原因です。 • 容 量 の 過 大 要 求 : ス ト レ ー ジ を 提 供 す る 部 門 や ア プ リ ケ ー シ ョ ン 管 理 者 は 、 ス ト レ ージ容量を要求するときに、現在の必要量を満たすだけでなく、予想される拡大に 備えようとします。将来の拡大が予想しにくい場合に、容量に余裕をもたせます。 ユーザは、新しいアプリケーションに対する高いサービス品質の保証を求め、途中 の容量の枯渇や補充で生じるダウンタイムを回避するために最初から十分な容量を 要求します。 • 計画以下のアプリケーション利用度: アプリケーションが当初考えていたほどには利用されず、 実際には容量の使用がほとんど増えないことがあります。しかし、大量のストレージがすでにプロ ビジョニングされ、割り当てられています。 • 空データの複製:多くのアプリケーションでは、データボリュームの追加的コピーがオンライン で作成されます。これはデータを保護し、データの破壊やシステムの故障の際にデータを復元する のに役立ちます。また、これらのコピーによって、より柔軟なデータ共有（例:テスト、開発、DSS 用）が可能になることもあります。 現在利用されている大部分のデータボリュームコピーテクノロ ジは、ボリュームの中でのデータが書き込まれている部分と書き込まれていない部分を区別しない ため、ベースボリューム全体を物理的にコピーします。そのため、ベースボリュームに「無駄」が あれば、それがすべてのコピーにも継承されます。 5 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 ⓨ⊕࠺࠲ߩⶄ ࡌࠬࡏࡘࡓ ࡠࠞ࡞ࠦࡇ 㪩㪘㪠㪛㩷 ⼔ ᧂ↪ߩഀࠅ ᒰߡኈ㊂ 3 TB ࡕ࠻ࠦࡇ 㪩㪘㪠㪛㩷 ⼔ 㪩㪘㪠㪛㩷 ⼔ 3 TB 3 TB 3 TB 3 TB 3 TB 使用済みの割 り当て容量 ᓥ᧪ߩࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ 24TB $720,000 㧔/$ߚࠅ࠼࡞㧕 図 03 • 将 来の複雑な容量割り当てやリスク回避のための過剰なプロビジョニング: ストレージ のプロビジョニングは複雑で面倒なので、最初から余分にプロビジョニングを行っておけば、そ の後の割り当てを引き延ばす、あるいは回避することができます。一般的には、プロビジョニン グは入念な計画と、IT管理者、ストレージ管理者、システム管理者、アプリケーション管理者の 連携を必要とする手作業のプロセスです。このプロセスは、インフラストラクチャのさまざまな レイヤで多くの人とステップが関与するため、遅延とダウンタイムが避けられません。この作 業には、特定のストレージプールからのストレージ割り当て、計画、構成およびストレージア レイからホストへのボリュームのエクスポート、ファブリック構成の切り替えとゾーンニング (必要な場合)、アプリケーション LUN の追加/拡張、ファイルシステムの構成、アプリケーション の構成、バックアップシステムの構成などの作業が含まれます。 • 既存テクノロジの「割当て時供給」:従来のストレージは アロケーション時点で容量が確保さ れる仕組みを用いています。顧客は、割り当てる予定のストレージをすべて事前に購入しておく必 要があります。一部のベンダーは「キャパシティ・オン・デマンド」型のソリューションを提供し ていますが、その場合でも物理的容量を事前にインストールし、構成しておかなければなりませ ん。顧客が将来に割り当てることができるのは、事前に構成した容量だけです。これらのプログラ ムは実質的にはドライブの在庫をあらかじめ顧客サイトに配置しておき、その一方で顧客に対して この「サービス」に対する特別の価格を負担させます。そのようなプログラムは、割り当てられた 容量の効率的な活用を目的としていません。 以上のことを要約すると、さまざまな原因によって、割り当て済みの容量が実際に書き込まれているデータ のために必要な容量をはるかに上回っているということになります。容量を過剰に購入しているということ は、ドライブの価格が下がる傾向にあることを考えれば、一層重大な問題です。現在必要とされる容量を 300% も上回る容量を割り当てている組織は、ディスクドライブの価格の年 25% ～ 35% の下落を効果的に 活用できません。 解決策: 3PAR Thin Provisioning 3PAR Thin Provisioning は、未使用の割り当て済み容量の問題に対するシンプルな解決策を提供します。 Thin Provisioning を利用すれば、IT部門はアプリケーションに対して、その耐用年限までに必要と予想さ れる分の論理容量を割り当てることができます。 それに対して物理容量は、購入したストレージの共有プ ールから必要に応じて供給されます。つまり、アプリケーションによる書き込みが発生するときにだけ物理 容量がこのプールから取り出されます。3PAR Thin Provisioning は、「割当て時供給」に対して「書込み 時供給」です。バッファプールへの物理容量の追加はいつでも、システム停止なしに行うことができます。 6 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 THIN PROVISIONING ᓥ᧪ߩ㧔Fat㧕ࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ -ഀᒰᤨߦଏ⛎ࡏࡘࡓ 3PAR Thin Provisioning -ᦠ߈ㄟߺᤨߦଏ⛎ࡏࡘࡓ ࡏࡘࡓ ࡏࡘࡓ ࡏࡘࡓ ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡ ࠆ࠺࠲ ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡ ࠆ࠺࠲ ࡏࡘࡓ ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡ ࠆ࠺࠲ ⾼ߒߚ‛ℂኈ㊂ ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡ ࠆ࠺࠲ ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡ ࠆ࠺࠲ ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡ ࠆ࠺࠲ ㅢࡃ࠶ ࡈࠔࡊ ࡞ ⾼ߒߚ‛ℂኈ㊂ 図 04 Thin Provisioning は、 従 来 の 割 り 当 て 容 量 と 購 入 容 量 と の 連 結 を 外 す こ と に よ っ て 、 ア プ リケーションコストの増加が、アプリケーションの実際の使用と成長に直結するようにし ました。ユーザは、これまで通り、欲しい分の容量を要求し、取得することができます。し かし、購入は実際の使用状況に合わせて決定できるため、コストはアプリケーションの究 極の「利用度」にはほとんど依存しなくなります。IT部門にとっては、このほかに重要な利 点があります。プロビジョニングのための労力と複雑な作業が大幅に削減されることです。 あらかじめアプリケーションに余裕のある論理容量を割り当てることによって、事後のプロビジョニングタ スクとワークフローが不要になります。管理者は「一回で割り当てる」ことができ、安全かつ経済的です (予定の、および予定外のデータ増を監視および制御する仕組みについては、後で説明します)。 ᬺ⽶⩄ߩᷫ: ⛮⛯⊛ߥࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ ᓥ᧪ߩ 3PAR Thin 㧔fat㧕ࡊࡠ 䂀ᯢ ࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ Provisioning ____________________________________________________________________________________________________ STEP 1 ࠬࡍࠬ߹ߚߪᕈ⢻ߦ߇ߥࠕࡊࠤ࡚ࠪࡦࠍߟߌࠆ 2 ࠬ࠻ࠫࠍㅊടߔࠆᣇᴺࠍቯߔࠆ㧔LUN ࠍᒛޔᣂߒ LUN ࠍᚑ㧕 3 ㅊടߔࠆࠬ࠻ࠫߩ㊂ࠍࠆ 4 ࡊ࡞ߩߤߎ߆ࠄㅊടߩࠬ࠻ࠫࠍขᓧߔࠆ߆ࠆ 㧔ᕈ⢻߅ࠃ߮น 5 ࡊ࡞߆ࠄࠬ࠻ࠫࠍഀࠅᒰߡࠆ 6 ࠬ࠻ࠫࠨࡃߩ⼔㧔.70ࡑࠬࠢ㧕ࠍ⸳ቯߒߡ࡚ࠪࠤࡊࠕޔ 7 ᔅⷐߥ႐ว⸳ࠍࠣࡦ࠾࠱࠴࠶ࠗࠬޔቯߔࠆߎߣߦࠃߞߡࠤࡊࠕޔ 8 ࠕࡊࠤ࡚ࠪࡦ.70ߦᣂߒࠬ࠻ࠫࠍㅊടߔࠆ߆ޔᣂߒࠕࡊ 9 ࠃࠅᄢ߈ᣂߒ.70ࠍಣℂߔࠆࠃ߁ߦ15ࡈࠔࠗ࡞ࠪࠬ࠹ࡓࠍ᭴ 10 ࠃࠅᄢ߈/ᣂߒ LUN ࠍ↪ߔࠆߚߦࠕࡊࠤ࡚ࠪࡦࠍ᭴ᚑߔࠆ 11 ࠃࠅᄢ߈ᣂߒ.70ࠍࡃ࠶ࠢࠕ࠶ࡊߔࠆߚߦࡃ࠶ࠢࠕ࠶ࡊࠪࠬ࠹ 12 ᔅⷐߥ႐วࠍ࡞ࡊޔలߔࠆ㧔࠺ࠖࠬࠢࠍ⾼ߔࠆޔᣂߒ ____________________________________________________________________________________________________ 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Copy を用いて他の InServ ストレージサーバ ( 通常はリモートサイトに置かれている) とミラーリングする場合は、遠隔コピーのスペース効率もベースの Thin Provisioned ボリュームと同様に良くなります。 Full Copy でも Remote Copy でも、オプションとして、完全な物理容量を専用に確保しておくことができ ます。この場合は、ベースのThin Provisioned ボリュームの割り当て済み論理容量と同一の物理容量にな ります。 ᦠ߈ㄟ߹ࠇߡࠆ࠺࠲ߩߺࠍⶄ THIN PROVISIONED 3PAR VITUAL %12; 3PAR 4'/16'%12; ࡌࠬࡏࡘࡓ ᧂ↪ߩഀࠅ ᒰߡኈ㊂ ↪ᷣߺߩ ഀࠅᒰߡኈ ㊂ . 3 TB . 3 TB ᓥ᧪ߩࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ $138,000 㧔/$ߚࠅ࠼࡞㧕 図 07 8 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 要約すると、このプラットフォーム全体での効率の良さは、非常に大きな節約と、根本問題である「割り当 て済みで未使用」に起因する「空データの複製」という技術上の問題の解決を意味します。より多くのアプ リケーションに紐づけてローカルおよびリモートコピーを使用することにより、この効率の良さを組織全体 に波及させることが期待できます。たとえば、これまではコストの問題であきらめていたアプリケーション に対しても災害対策の適用を視野に入れられます。 ビジネス上の利点の要約 資本支出の削減 3PAR Thin Provisioning は、ディスクの購入費用を即時に減らすことにより、そしてその費用発生を無期 限に（多くのアプリケーションの場合は永久的に）遅延させることによって資本支出を削減します。ローカ ルまたはリモートオンラインコピーを使用するアプリケーションでは、資本支出の節約効果はコピー数に 比例します。これらによって財務担当者やIT管理者は資本支出をより適切に管理でき、アプリケーションに 対する資本支出とそれがもたらす収益を直接にリンクさせることができます。後日、物理容量を購入および 追加する際には、ユーザはディスクドライブの価格下落をより効果的に活用できます。最後に、3PAR Thin Provisioning を利用すると、SRM ツールをはじめ多くのストレージソフトウェア製品のライセンス料を削 減することができます。 運用経費の削減 3PAR Thin Provisioning は、不要なディスクドライブの稼働、冷却、収納のために使われていた電力およ びフロアスペースを節約することによって、運用経費を大幅に削減します。「一回で割り当てる」という手 法によって、IT 部門は継続的なストレージプランニングやプロビジョニングに関連する面倒で間違いやす い作業を繰り返し実行することから解放されます。これによって IT 部門では横断的に管理者の作業負荷 およびワークフローが減ります。アプリケーション向けに誂えられたボリュームを 3PAR プラットフォーム で最初にプロビジョニングする作業さえ、わずか数秒で完了します。このように、アプリケーションに対し て、その耐用期間中、ストレージを数秒以内に高度な処理能力でプロビジョニングできます。最後に、継続 的なストレージの割り当て、再構成、再起動の実行のために従来必要だったアプリケーションの停止時間が 一掃されます。 投資回収期間の短縮 3PAR Thin Provisioning は、ビジネスにとっての最終的な関心事-IT 投資の回収にも有効です。先に説明 したように、Thin Provisioning は、より多くのプロジェクトをより少ないコストで実行可能にします。 Thin Provisioning は、一定の予算内で、より多くのアプリケーションの配備を可能にし、各アプリケーシ ョンのコストは従来よりも大幅に削減されます。同様に重要なことは、アプリケーションをより迅速に配備 できることです。 IT 部門は、企業に収益をもたらす追加的アプリケーションを配備するために、次の四 半期、または次年度予算の割り当てを待つ必要がなくなりました。また、ストレージを割り当てるために、 必要なストレージの計画、交渉、調達およびインストールが事前に行われるのを待つ必要がなくなりまし た。物理容量の小さなバッファを保持することによって、IT部門は新しいアプリケーションを、必要になっ たときに迅速かつ簡単に配備できます。どの場合でも、遅延がなくなり、ROI が改善されます。 9 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 ᣂⷙࡊࡠࠫࠚࠢ࠻ߩ┙ߍߣߩࠢࠬ࠻ࠢࠚࠫࡠࡊޔシᷫ ᓥ᧪ߩ㧔Fat㧕ࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ 3PAR Thin Provisioning ᔧಯञᳳ ˄ࡊࡠࠫࠚࠢ࠻䭟 ྟǃࠬ࠻ࠫ 䋐ܹ˅ ࡊࡠࠫࠚ ࡊࡠࠫࠚ ࠢ࠻ ࠢ࠻ A B ᦠㄟߺ ࠺࠲ ᦠㄟߺ ࠺࠲ 10 TB ࡊࡠࠫࠚ ࡊࡠࠫࠚ ㅊട ࡊࡠࠫ ࠢ࠻ ࠢ࠻ A ᚑ ഞ ᦠㄟߺ ࠺࠲ B ᦠㄟߺ ࠺࠲ ᦠㄟߺ ࠺࠲ ࠚࠢ࠻ ᦠㄟߺ ㅢࡃ࠶ ࠺࠲ ࡈࠔࡊ ࡞ 5 TB ࠺࠲ ࡊࡠࠫࠚ ࡊࡠࠫࠚ ࠢ࠻ ࠢ࠻ ᰴߩ྾ඨᦼ 㧔ࡊࡠࠫࠚࠢ࠻ ⹏ଔ㧕 A B ᄬ ᢌ ᦠㄟߺ ࠺࠲ ᄢ߈ߥࠦࠬ࠻ߥ߆ߕࠊޔ⋉ ࡊࡠࠫࠚ ࡊࡠࠫࠚ ࠢ࠻ ࠢ࠻ A ᚑ ഞ ᦠㄟߺ ࠺࠲ B ᄬ ᢌ ᦠㄟߺ ࠺࠲ ㅊട ࡊࡠࠫ ࠚࠢ࠻ ᚑ ഞ ᦠㄟߺ ࠺࠲ ࠊߕ߆ߥࠦࠬ࠻ޔᄢ߈ߥ ⋉/ㄦㅦߥ࿁ 図 08 いつでも新しいプロジェクトを開始するための容量が利用可能であり、管理者の生産性はストレージの購 入、計画、インストールに依存しません。最後に、ROI を期待できる多くのプロジェクトを開始することに より、IT 部門のビジネス全体に対する貢献度が高くなります。 3PAR Thin Provisioning のアーキテクチャ 3PAR Thin Provisioning が機能する仕組みを理解する上で、はじめに 3PAR の仮想化へのアプローチを理 解しておくと便利です。 3PAR の基本仮想ボリューム管理 3PAR InForm Operating System は、サーバのオペレーティングシステムにおける仮想メモリアーキテクチ ャに似たスリーレベルマッピング手法を使用しています。第 1レベルのマッピングでは、あらゆるサイズの 物理ディスクドライブを、サイズを統一した「チャンクレット」 (各 256MB) のプールとして仮想化し、各 チャンクレットおよびディスクドライブへの冗長パス設定を管理します。これらのチャンクレットは 1 つ 1 つのサイズが小さいので、ストレージ資産の無駄遣いを一掃します。ボリュームは正確にサイズを設定で き、不必要に大きくなることはありません。また、チャンクレットの細粒化特性は、アプリケーションが必 要とする容量に関わりなく数十あるいは数百のディスクにわたるチャンクレットの分散を可能にするため、 すべてのアプリケーションのパフォーマンスを向上させます。すべてのチャンクレットに対して完全なシス テムアクセスが提供され、アクセス不能のストレージ部分が皆無となります。 第 2 レベルのマッピングでは、チャンクレットを論理ディスク（LD）に関連付けます。この関連付け は、RAID します。LD 種とシステム上のチャンクレット位置に基づく所定の特性を有する論理デバイスの作成を可能に は、必要とされるサービスレベルに応じて、コスト、容量、性能、可用性の様々な特徴を組み 合わせて作られます。さらに、第 1 および第 2 レベルのマッピングが合わさり、ディスクとそのファイバ ーチャネル接続全体にわたる大規模な並列作用をもたらします。第 3 レベルのマッピングでは、通常の仮 10 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 仮想ボリューム管理 ホストサーバ 所望の性能・可用性・容量で 作成されたLUNが見える OLTP 仮想ボリューム 任意のサイズ（1GB～ 2TB） 仮想ボリューム容 量に相当する量の 論理ディスクを事 前割当て DW 論理ディスク コスト・性能・可用性要件に適合 したチャンクレットの組合わせ 物理ディスク チャンクレットに分割 （各 256MB） 図 09 想ボリューム (VV) を複数の LD に関連付けます。VV は、最終的にホストおよびアプリケーションにエク スポートされる仮想容量を表します。 通常の仮想ボリューム管理では、これらのマッピングはすべて、VV の作成時に設定されます。作成後にも 変更は可能ですが（たとえば、チャンクレットの場所を最適化するため）、常にベース VV のすべての論理 容量に対して完全なマッピングが行われています。したがって、基本となるチャンクレットと LD（または LD の一部）は、あらかじめ特定の VV に割り当てられています。その VV に書き込まれているデータの量 には関係しません （ユーザはこれらのレイヤまたは関連付けを管理する必要はありません。InForm Operating System がこれ を自動的に処理します。アプリケーション向けの仮想ボリュームは、一般的には、作成とホストへのエクス ポートがわずか数秒で完了します）。 3PAR Thin Provisioning のボリューム管理 3PAR Thin Provisioning のボリューム管理では、物理容量の事前割り当ては行いません。このボリューム管 理は、3PARの従来からのボリューム管理を基礎としていますが、共通プロビジョニンググループ（CPG）と 呼ばれる中間機能を追加しています。CPG 機能は、VV レイヤと LD レイヤの間に置かれます。通常の 3PAR 仮想ボリューム管理では VV が LD によって 100% 「裏打ち」されていますが、CPG では、LD は必要に応じ て空きチャンクレットから作成されます。その後 CPG は、その「所有された」 LD と、それに関連付けら れている VV との間のマッピングを保持します。CPG に依存するベース VV を Thin Provisioned Virtual Volume （TPVV） といいます。この VV 管理においても、通常の VV 管理と同様に数十あるいは数百のディ スクにわたってチャンクレットが分散され、システムリソース全体にわたる大規模な並列化が作用します。 11 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 THIN PROVISIONED 仮想ボリューム管理 ホストサーバ 「性能、可用性、および容量調 整済みの LUN」を参照 OLTP 仮想ボリューム 任意のサイズ（各 1GB ～ 2TB） 仮想ボリュームの一 部、即ち書込み量に 相当する容量の論理 ディスクを必要に応 じて作成、供給 DW 共通プロビジョニンググループ 論理ディスクの生成および供給管理 論理ディスク コスト、性能、可用性の要件に合 わせたチャンクレットの柔軟な組 み合わせ 物理ディスク チャンクレットに分割（各256MB） 図 10 Thin Provisioned Virtual Volumes (TPVVs) 仮想容量はホストサーバおよびアプリケーションには TPVV を通じて示されます。TPVV の作成時に、その エクスポートされた仮想容量の一部が CPG 内の LD 領域にマッピングされます。TPVV に対してアプリケー ションの書き込みが行われるとき、InForm OS は、書き込みを可能にするために、事前にマッピングされて いる LD 領域から、小刻みにスペースを割り当てます。時間の経過と共に TPVV にマッピングされている LD 領域の利用可能なスペースが少なくなったとき、CPG 内の LD から新しい領域がマッピングされ、追加の容 量が自動的に割り当てられます。 TPVV は通常の VV と同様に動作するため両者の違いはホストからはわかりません。TPVV は Virtual Copy、Full Copy、または Remote Copy のベースボリュームとして使用できます。通常の VV と同様に、ア プリケーション向け TPVV は作成とホストへのエクスポートがわずか数秒で完了します。 共通プロビジョニンググループ （CPG） すでに説明したように、CPG は、マッピングされている TPVV に必要に応じて LD 容量を自動的に割り当て るメカニズムとともにLDのバッファプールを提供します。CPG には以下のような重要な属性があります。 12 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 • 細粒化された容量プーリング: CPGは、プールされた論理容量に対するきめ細かな共有アクセス を可能にします。通常の VV のように大小関係なく事前に LD を VV に割り当てることはなく、ひ とつのCPG で複数の TPVVが LD のバッファプールを共有するようにできます。TPVV がより多くの 容量の割り当てを必要とするとき、CPG は自動的にその LD プールから新しい領域をマッピングす ることによって TPVV に論理容量を割り当てます。そのため、CPG プールには割り当て済みの LD が含まれますが、プールされているリソースは、必要になるまでは TPVV に割り当てされていない 状態のままです。 • 自動拡張: デフォルトでは、CPG は利用可能な LD スペースの量が設定されているしきい値より少 なくなったとき新しい LD を作成するように構成されています。LD の最初のバッファプールは、マ ップされた TPVV のエクスポー トされた 仮想容量のごく一部からスタートし、時間の経過と共に、 アプリケーションの書き込みによって必要とされたときに自動的に拡張されます。実質的には、論 理容量の拡張は実際に使用されている容量の拡大に追随しますから、顧客は時間の経過と共に、必 要に応じて物理容量を購入およびインストールすることができます。 LD を手動で CPG に割り当て ることもできます。 さらに、テンプレート LD 特性 （RAID 種、チャンクレット位置など） が CPG ごとに指定され、ひとつ のCPG 内の すべてのLD に一律に適用されます。Thin Provisioning の利点を最大限に活用するために、 ユーザはサービスレベルを基にアプリケーションをグループ化でき、それを種々の CPG に関連付けること ができます。これによってユーザがアプリケーションの要件を満たすことができるだけでなく、より多く のボリュームで ひとつのCPG を共有すれば、バッファ容量のような各ボリューム間での共通量を共有でき るようになります。 3PAR Thin Provisioning が機能する仕組み (1) CPG の作成: Thin Provisioning を活用するためには、ユーザははじめに CPG を作成します。 アプリケーションの要件を基に、システム全体での RAID 種やチャンクレット位置などのテンプレ ート LD 特性が指定されます。また、LD の成長単位がギガバイト（GB）で設定されます。成長単位 は、最初の LD 作成時のサイズであり、その後のアプリケーションによる有効容量の使用に伴う LD の成長時のサイズに定義します。自動でなくユーザが手動で LD を CPG に入れることができ、成長 単位を 0 に設定することによって論理容量の自動成長を無効にすることもできます。これは TPVV のために一定量の容量を事前に割り当て、残りの容量を通常の VV のために使用する場合に便利で す。最後に、CPG の割り当て警告および割当制限が、アプリケーションの要件と内部のストレージ 割り当てポリシーに基づいて指定されます。 1) CPG ߩᚑ LD ㅢࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣࠣ࡞ࡊ 図 11 13 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 (2)TPVV の作成: ホストに仮想容量をエクスポートするために、ユーザは TPVV を作成し、それを VLUN としてホストへエクスポートします。TPVV はその作成時に CPG に関連付けられ、CPG は TPVV に最 小限の論理容量を事前割り当てします。これはエクスポートされた仮想容量のごく一部です。 2) TPVV ߩᚑ OLTP TPVVs -- -- ------LD ㅢࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣࠣ࡞ࡊ 図 12 (3) 容量割り当て: アプリケーションの書き込みが行われるとき、書き込みを可能にするために、事前 にマッピングされている LD 領域から小刻みにスペースがマッピングされます。TPVV のスペースが 少なくなったとき、CPG は CPG 内の LD から新しい領域を TPVV にマッピングすることによって、 今後の書き込みに備えます。 3) ኈ㊂ഀࠅᒰߡ OLTP ᣂⷙᦠ߈ㄟߺ TPVVs LD ㅢࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣࠣ࡞ࡊ 図 13 14 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 (4)自動拡張: CPG 内の利用可能な論理容量が、設定されているしきい値より少なくなったとき、CPG は指定容量の成長単位に従って自動的に LD を追加します。CPG は、その割り当て制限に達するま で、または指定されている LD 特性の要件を満たすために十分な物理容量がなくなるまで、必要に 応じて LD の自動成長を続けます。 4) 㞾ࢩᢵᔉ OLTP ᣂⷙᦠ߈ㄟߺ TPVVs - ----- --- - LD LD ㅢࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣࠣ࡞ࡊ 図 14 3PAR Thin Provisioning アラート 3PAR Thin Provisioning は、ストレージ管理者に重要イベントを通知する種々のカテゴリーのアラートを 生成します。 • 割り当て警告 - 指定されている論理容量のしきい値に達したことをストレージ管理者に警告しま す。割り当て警告は、TPVV と CPG に対してそれぞれ別に指定できます。 • 割り当て制限 - 異常状態のアプリケーションがストレージデバイスへのデータの書き込みを続けた ために論理容量が指定されているしきい値を超えるのを防ぐしくみを提供します。割り当て制限は TPVV と CPG に対してそれぞれ別に指定できます。TPVV の場合、割り当て制限に達したとき、TPVV へ割り当てられた論理容量の成長が停止し、アプリケーションの新たな書き込みは失敗します。 同様に、CPG の場合は、割り当て制限に達したとき、新規 LD の自動作成 （設定されている場合） が無効にされます。そのCPG にマッピングされている TPVV に対して新たにアプリケーションが書 き込みを試みると、設定した制限を高くするまで、書き込み障害が返されます。 • 物理容量の使用率 - 通常のVVやTPVVで使用された物理容量が3PAR InServ Storage Server 全体 で利用可能な所定の物理容量に達したとき、あらかじめ複数レベルで設定されている全システム容 量に対する実使用率（%）の警告が生成されます。デフォルトの LD 特性が設定されている CPG で は、ストレージ管理者にとってこれらの警告は、必要な物理容量を計画し、追加するための事前警 告となります。実効物理容量を使い切ってしまうという通常は考えられない状況では、3PAR InServ Storage Server は当然、容量が追加されるまで新しい書き込みを禁止します。 15 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 これらの警告を種々のアラート配信メカニズム（3PAR InForm CLI、3PAR InForm GUI、SNMPv2 Traps、3PAR Central からの電子メール）と組み合わせることによって、ストレージ管理者は 3PAR Thin Provisioning を使用環境に適した方法で管理できます。 まとめ 3PAR Thin Provisioning は、ストレージを購入および管理するための新しい、かつ費用対効果の高い方法 です。Thin Provisioning は「割り当て済みで未使用」という問題を解決し、ベースおよび複製のために使 用するストレージ容量の経費を百万ドル単位で削減し、また、ディスクの収納、電源供給、冷却 およびソ フトウェアライセンスなどの関連コストを削減します。これはプロジェクトのコストをプロジェクトの成 果に直接リンクさせる単純かつ強力な手段を提供し、しかもストレージ利用者への対応変更を必要としませ ん。同時に、多くのレベルの管理者の継続的なプロビジョニングタスクおよびワークフローをなくすことに よって、複雑なプロビジョニングの攪乱的な影響を直接に解決します。 THIN PROVISIONING: ല₸⊛ߥኈ㊂ഀࠅᒰߡ߅ࠃ߮⾼ߩࡄ࠲ࡦ 70 ഀࠅᒰߡ߅ࠃ߮⾼ ㌃〡 RAW TB 60 50 40 ᓥ᧪ߩࡊࡠࡆ࡚ࠫ࠾ࡦࠣ 30 $0.06 20 หߓ੍▚ߢޔ ࠃࠅᄙߊߩࡊࡠࠫࠚࠢ࠻ 10 0 $0.05 $0.04 THIN PROVISIONING ৻࿁ߩഀࠅᒰߡߣޔᔅⷐߦᔕߓߚ⾼ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ಯञᳳ 図 14 Thin Provisioning は、容量を「書込み時供給」で割り当てるストレージプールを作成しますから、「割当 て時供給」テクノロジの場合のように費用がプロジェクトの数で測られるのではなく、累積した書き込みデ ータの量によって測られます。それによって、ドライブ価格の下落をより効率的に活用できるだけでなく、 プロジェクトを必要時に、迅速かつ簡単に開始できます。従来のプロビジョニングで避けられなかった資金 調達またはプロビジョニングの遅延なしに、より有望なプロジェクトを開始することができ、ROIが改善さ れます。 16 3PAR Thin Provisioning：未使用の割り当て済みストレージをなくし ROI を向上 3PAR について 3PAR は、ユーティリティストレージ、つまりユーティリティコンピューティングのために作られたされた 高度に仮想化された階層型のストレージアレイを提供する世界のリーダーです。負荷の統合と柔軟なリソー ス割り当てのために仮想 IT インフラストラクチャを導入している企業・団体は 3PAR によって割り当てら れたストレージ容量、ストレージ管理、および SAN インフラストラクチャの費用を削減しています。3PAR は Thin Provisioning のパイオニアとして、プライマリストレージに関連する基本的な経済観念を変え、 消費電力の最小化と環境に対する責任への取り組みにおけるリーダーとしての役割を担っています。3PAR のユーティリティストレージは、スマート、シン、レディという明確な利点があり、オープンシステムの ストレージ統合、統合的データライフサイクル管理、パフォーマンス重視のアプリケーションに最適です。 詳細については、3PAR の Web サイト（www.3PAR.jp）をご覧ください。 © 2008 3PAR Inc. All rights reserved. 3PAR、3PAR のロゴ、Serving Information、InServ、InForm、および InSpire はすべて 3PARdata, Inc. の登録商標 です。 17 米国本社 3PAR, inc. 4209 Technology Drive Fremont, CA 94538 電話: 510-413-5999 ファックス: 510-413-5699 電子メール: [email protected] tp-wp-08.0-ja