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仮想デスクトップ導入に落とし穴あり！ 押えておきたい3つのポイント 昨今、仮想デスクトップのメリットばかりが強調されていますが、誰もが手放しにメリットを享受できる訳ではありませ ん。実際に、設計の段階で落とし穴にハマり十分な効果が得られないケースがあります。そういった事態を回避する ためにも、ここでは仮想デスクトップの導入で陥りやすい落とし穴とそれに対するアプローチについて解説します。 セキュリティやBCP、従業員の生産性の向上、PC運用負荷の 低減等を目的として、仮想デスクトップの評価・導入を進めて いる企業は急速に増えています。そして、評価・導入している 中で問題に直面したのでどうにかならないかという相談をうけ るケースも増えてきています。そういった問題を解きほぐして みると、その原因はテクノロジ―（の成熟度）ではなく、適切な アセスメントと設計がなされていないために、テクノロジーが 適切に使われていないからというケースがとても多くあります。 それらの症状は、主に右の3つに分けて考えることができます。 これらの落とし穴にハマらないために、検討すべきアプローチ について解説していく。 パフォーマンス： 想定よりもレスポンスが遅い、ある日突然起動が遅 くなる等 初期投資の増大： ストレージが増大、サーバへの仮想デスクトップの 収容率も上げられない等 データの保護： データ保護の運用の手間が増える、または適切に 保護ができない 1. パフォーマンス パフォーマンスの問題は、朝の出勤時の一斉起動（ブートストーム）やアンチウイルスのスキャン（アンチウイルスストーム）時にレスポンスが著 しく低下する、というものから、ある日突然パフォーマンスが低下するというものまであります。 ただし、それらの問題を分析してみると、原因は、 概ねディスクのIOPS(1秒当たりの読み書きの回数)とデータ配置の考慮不足という点に行きつきます。 例えば、ストレージのサイジングを容量だけで決めてしまったという例があります。1ユーザー辺り30GBで300ユーザーだから、9TB分のSASドライ ブをストレージに用意すればいい、ということで設計すると、パフォーマンス不足に直面するケースがとても多いです。 検討ポイント1. IOPSの変化 次に、それを回避するためにIOPS(1秒あたりの読み書きの数)を考慮 し、一般的な目安として用意されている数字を使うケースがあります。 しかし、気を付けなければならないのは、この数字は定常時のIOPSの 目安であり、OS起動時やログイン時のものではないため、例えばPC のPerfmon等で計測したピーク値も参考にする必要があります。ただ、 ピーク時も含めたIOPSが分ればそれで解決するかというと、それだけ でもありません。 IOPSの目安に使われる数値 ユーザータイプ 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 タッフ など 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 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 検討ポイント2. VDIのイメージ展開方式 IOにはリード(読み取り)とライト(書き込み)の2つの種類があります。ま た、仮想デスクトップ製品のイメージ展開方式によっても、ストレージ にかかるIOの特性が変わってきます。 例えば、Citrix XenDesktopには、Machine Creation Service(MCS)と呼 ばれる方式と、Provisioning Service(PVS)と呼ばれる方式の2つがあり ますが、MCSとPVSではストレージにかかるIOの特性は変わります。な ぜならPVSは、OSイメージをProvisioning Serverからネットブート方式で 配信するため、起動時等のOSのベースイメージへのリードは、 Provisioning Serverから行われます。そのため、ストレージに対する リードは少なく、一般的には、PVSを選択したときのストレージへの リード：ライトの比率は10:90です。これに対して、MCSの場合は、全て のIOがストレージにかかるため、リード：ライトの比率は、50:50程度が 一般的です。 (例) Win XP 3-8 6-8 12-16 Win 7 4-5 8-10 15-30 慨々 算用 マスターイ メージに対 する更新 5 ウィルス 定義ファイ ル パッチ、ロ グ等 10 上記＋ ユーザー インストー ルのアプ リ(少) 20 上記＋ ユーザー インストー ルのアプ リ(多) IOPSは、移行前の実環境PCでPerfmon等で実測可能 検討ポイント3. IO特性にあったテクノロジとデータ配置 さらに、ストレージに対するIOPSとその特性を考慮すれば十分という訳 でもありません。XenDesktopのMCSやVMware Viewのリンク・クローン では、共通化しているOSベースイメージに圧倒的にIOがかかります。 そのため、OSベースイメージは高速な領域に配置する必要があります。 さらに、同時起動数が数百を越えるケースでは、キャッシュによる高速 化も含めて考慮することが効率性の点でベターであると言えます。 アクセス急増に動的に対応するFAST Cache ブートストーム時の比較 < キャッシュ領域 > 3倍 DRAMキャッシュ SSD SSD SSD SSDによるFASTキャッシュ ただし、ストレージ側で大容量キャッシュを搭載することで高速化が可 能ですが、一般的にDRAMは大変高価なため、コスト増につながりま す。そのために、DRAMより安価なSSDをキャッシュとして利用できる機 能が存在します。例えば、EMCのストレージVNXの場合には、FAST Cacheという機能により、SSDをキャッシュとして利用でき、その容量を 最大2TBまで拡張することができます。このFAST Cacheを使用した場合 のパフォーマンス向上の例として、1,000のVMの電源を同時に入れて から立ち上がるまでの時間をFAST Cache無しの場合と有りの場合で比 較すると、FAST Cacheを使用した場合には、ピーク時のレスポンス時 間が1/3に低減され、起動時間も半分に短縮できます。これは100GB のSSDを2枚だけFAST Cacheとして使用したときのパフォーマンスであり、 最大2TBまでの拡張性により、更なる高速化が可能です。 速い 応 答 時 間 2 x フラッシュ + 20 x SAS SSD 50 x SAS 1000VMの電源を入れてからの時間(分) パッチ適用時の比較 パッチ ダウンロード 応 答 時 間 EMC VNX パッチ インストール 3倍 速い 2 x フラッシュ + 20 x SAS 50 x SAS 2. 初期投資の増加 次に、良く挙げられる問題として初期投資の増大があります。評価してみると、本番環境には想定していたよりもストレージとサーバが必要だとい うことがわかったというケースです。追加でかかるインフラコストや設置スペース、電力コストのために、本番環境への移行がなかなか進まない ケースもあります。ただ、その理由の多くは、先に上げたパフォーマンスを得るための方法が効率的ではないことから来ています。 これに対しては、ストレージ、サーバ、ストレージとサーバ（ハイパーバイザ）の連携の3つの観点で改善が可能です。 検討ポイント1. 容量とIOの効率 まず、ストレージでは、いかにディスク数とコストを増やさずにパフォーマンスを得るかという点を考慮する必要があります。特に仮想デスクトップ 環境では、特定の領域（OS）にIOが集中します。また個々のユーザー領域は拡張性が必要になります。そういった環境では階層化技術の活用が、 コストを抑える上で大変有効となります。 IOPSあたりの単価は、SSDが最も安く、15,000回転のHDDと比べて、IOPS単価は1/6に抑えることができま す。かたや容量単価は、HDDのほうが安いことから、あまりアクティブではないデータはHDDに、アクセスの多いアクティブなデータはSSDに配置す ることで、むやみにHDDの数を増やすことなく、効率的に容量とIOPS性能をかせぐことができます。EMCのストレージVNXのケースでは、15,000回 転のSASドライブの構成から、28のSSD、16の15,000回転のSAS、24のニアラインSASの組み合わせの階層化構成に置き換えた場合、ストレージコ ストを30%削減して、IOPSを2倍にすることができます。ディスク数の削減により設置面積は35%削減でき、消費電力も25%低減されます。 検討ポイント2 . ハイパーバイザによる効率化 次にサーバでの考慮点として、ハイパーバイザのメモリの最適化機能を有効活用していないケースが挙げられます。vSphere 5の場合には、 Halting Idle Millisecond Penalty(HIMP)、Memory Ballooning、Memory Reclamationといった機能が実装されており、これらを有効活用することで、 仮想デスクトップのサーバへの収容率を15～20%以上改善できるケースもあります。 vSphere API連携によるサーバ負荷のオフロード 検討ポイント3. 負荷をどうオフロードするか さらに、ストレージとサーバ（ハイパーバイザ）の連携機能を活用するこ とで、サーバ側の負荷をストレージにオフロードすることができます。ハ イパーバイザとしてvSphereを使用することで、EMCのストレージとの間 でVAAI連携が可能となります。このVAAI連携により、従来サーバのCPU を使って行っていたデータのコピーを、ストレージのリソースを使って効 率的に実施できます。また、データの削除等でゼロデータが書き込ま れるケースでは、サーバからストレージに対して、都度ゼロを書き込む のではなく、ゼロをいくつ書き込むかという情報をストレージに送りスト レージ内でその数分だけゼロをコピーして書き込むということができま す。これによりサーバとストレージ間のIO負荷を削減できます。さらに、 仮想デスクトップから特定のストレージ領域にアクセスした場合、デー タアクセスの排他制御により、本来アクセスしたいデータブロック以外 の領域も、他からのアクセスをブロックしてしまいますが、この連携機 能により、実際にアクセスしている小さいブロック単位で排他制御をか けることが可能となり、同時に多くのユーザーが同じストレージボリュー ムに対してアクセスが可能となります。これにより、ブートストーム時の 起動時間を1/3に低減することができ、ストレージやサーバ個別でのイ ンフラ投資を削減することができます。 コピー高速化 収容率 UP Full Copy ハード・ロック ESX Hardware Assisted Locking オフ ロード Block Zeroing 書き込み削減 300仮想デスクトップを同時ブートしたときの 起動時間の比較 検証結果 • • • 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 VAAI連携あり VAAI連携無し 3. データの保護 ＶＤＩで保護すべきデータ 検討ポイント1. 保護すべきデータは何か 仮想デスクトップの保護すべきデータが何か、バックアップ頻度はどれく らいがいいのかという点を押えておく必要があります。仮想デスクトップ 環境のデータの種類として、移動プロファイル/フォルダリダイレクト領域 のユーザーデータ(通常NASに配置されログイン毎に呼び出されるユー ザーデータでマイドキュメントやデスクトップ等)、パーシステント・ディス クのユーザーデータ（ユーザー毎に個別に割り当てたデータ）、仮想デ スクトップのOS領域、VDIを構成するサーバ群がある。このうち、OS領域 は、通常頻繁にアップデートがされないためOSのベースイメージ （VMware ViewのリンククローンやCitrix XenDesktopのMCSを使用の場 合）のバックアップを月次で取得しおけばいいでしょう。しかし、それ以外 のデータは、データ変更の頻度も多く日次でのバックアップが推奨され ます。特にユーザーデータは、容量が多くなります。この点にどうアプ ローチするかが運用工数と運用コストに影響します。 移動プロファイル等に使用されるNASのバックアップはこれまでのやり 方では課題がいくつかあります。スナップショットによるデータ保護の場 合、オリジナルボリューム障害時にデータを復元出来ません。レプリ ケーションでデータを保護する場合には、ストレージ容量やネットワーク 帯域のコスト負担につながります。従来型のNDMPによるデータ保護の 場合には、定常的なフルバックアップで冗長なデータを大量にネット ワークに流すことで、ネットワーク帯域とストレージ消費量に影響がでま す。また、バックアップウィンドウを超過し、業務やアプリケーションの サービス時間への影響に繋がるリスクや、複数ステップによる煩雑なリ カバリプロセスが必要なケースもあります。それを高価なソフトウェアラ イセンスで実施しているケースもあります。 ◆ ユーザ・データ バックアップの 有無 バックアップ 頻度 容量 ユーザ・データ (移動プロファイル、 ○ フォルダリダイレクト NASバックアップ 領域) 日次 大きい ○ ユーザ・データ バックアップソフ (パーシステントディ トウェアによる スク) Windowsバック アップ 日次 大きい データの種類 定期的なバックアップ ◆ OS領域 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) 仮想デスクトップ OS領域 ◆ VDIサーバ群 VDIを構成する サーバ群 定期的なバックアップ × リンククローンの ベース変更 場合 時 (ベース・イメージ あるいは月 のみをバックアッ 次 プ) 少ない ○ 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) 中程度 日次 従来のバックアップとAvamarの比較 Avamar 従来のバックアップソフト ◆ 初回：ローカル圧縮・重複排除にて1/2に圧縮 ◆ 週次フル、日次差分 ◆ 2回目以降：毎日フルバックアップ、新規ブロッ クのみデータ保管 ◆ リストア：フルと差分のセットの組み合わせ ◆ リストア：必要なブロックを再結合して、データ を復元（ワンアクション・リストア） 検討ポイント2 バックアップウィンドウと負荷のバランス 仮想化されたPCのバックアップでは、バックアップウィンドウと物理サー バの負荷のバランスをどうとるかという点と、個別ユーザーのデータリ ストア作業をＩＴ部門のリソースで対応するかという点を考慮することが 必要です。 そういった点にアプローチするにあたって重要となるのが、重複排除 バックアップと仮想サーバとの連携の強固さです。 EMCの重複排除バックアップ製品Avamarの場合には、バックアップ対 象マシンで重複排除し、ネットワーク上に流れる転送データ量を最高で 1/500にまで削減することができます。そのため、WAN接続の遠隔地オ フィスなどのバックアップをデータセンターから行うことが可能となりま す。また転送データが削減されるとバックアップウィンドウも短縮されま すので、バックアップクライアントのリソースが少ない場合に効果的とな ります。 また、NDMPバックアップでも、Avmarを使用することで永久差分バック アップ（日次に更新された差分データのみのバックアップ）が可能となり ますので、これまで日次の差分バックアップと組み合わせて取ってきた 週次のフルバックアップの負担を無くすことができます。毎回のブロック 差分は合成フルバックアップとして保存されますので、リストア作業も容 易に行えます。 Avamarのバックアップ動作イメージ 99.x %の 転送データ削減 Day 1 Back up 400GB(全体) Day 2 Day 3 Day 4 2GB 2GB 800MB Month 200MB AvamarのNDMPバックアップ・リストア ＜＜バックアップ＞＞ 永久差分 バックアップ 永久差分で 最短のバックアップ 重複排除 ブロック転送 LAN LAN/WAN Avamar NDMP アクセラレータ Avamarサーバ ＜＜リストア＞＞ ファイル リストア ファイル 合成 フルバック アップ イメージの 合成 ファイル単位のリストア 簡単に特定の時点をリストア ブロック転送 検討ポイント3. エンドユーザー自身による管理 もう一つの考慮点である、IT部門が個別ユーザーのデータリストア作業 を実施するかという点は、規模が大きくなる程必要性が高まりますが、 重要となるのは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・ユーザのリテラシが必要ない程簡単であ ることです。それに対してもAvamarは効果的なソリューションとなります。 ・・・ LAN 必要ブロック の認識 LAN/WAN Avamar NDMP アクセラレータ Avamarサーバ エンドユーザーにとっても使いやすいAvamar Avamar Backup for Desktop and Laptopを使用すれば、ブラウザでエンド ユーザーが自分自身のバックアップとファイル・リストアを管理し、バック アップ履歴を表示できます。検索エンジンにより、ユーザは個々のフォ ルダを捜すことなく、ファイルを迅速に見つけることができます。このブラ ウザは10種類の言語版が用意されており、世界各国で導入できます。 エンド・ユーザは、検索画面を使って、自分が必要なファイルを探しだす ことができます。検索エンジンにより、ユーザは個々のフォルダを捜すこ となく、ファイルを迅速に見つけることができます。エンドユーザー自信 によるバックアップ・リストアが容易にできることにより、ＩＴ部門による バックアップ運用の手間を大幅に削減することが可能となります。 仮想デスクトップの落とし穴は今回ご紹介したものが全てではありません。細かい所では、まだまだ多くの落とし穴が存在しますが、 最も良いのは実績のある仮想デスクトップアセスメントサービスを利用することです。EMCでも提供しています。サービスの利用が難 しい場合には、できるだけ実績が多いベンダーに相談するのがよいでしょう。 仮想デスクトップにEMCを選択する理由 1. 実績 EMCのストレージは仮想デスクトップを含む主要なアプリ ケーション向けに最も選ばれているストレージです。 Oracle SAP Exchange VDI EMCのストレージはVMware向けに最も選ばれている ストレージです。 Home Sharepoint Analytics Directory 1番 1番 1番 1番 1番 1番 1番 Source : IDC, September 2011 Source : Wikibon Survey 2011 April, n=316 2. 先進技術による高付加価値と実証済みリファレンスアーキテクチャ 性能を向上しながら ディスクコストを大幅削減 高性能 FAST Cacheがブート時間を最大60%短縮 &パッチ適用の影響を50%削減 仮想デスクトップ向け リファレンスアーキテクチャ ＜FAST VP&FAST Cache適用前後＞ 高効率 FAST VPとFAST Cacheの組み合わせで、ディスクコストを 最大68%削減 シンプル VMware vSphereとの90以上の統合ポイントにより 環境全体の運用管理をシンプル化 173 x 300GB 15k SAS 10 x NL-SASディスク 5 x 100GB SSD 21 x 300GB 15k SAS 15 x 1TB NL-SAS 実証済み 多様な実証済みリファレンスアーキテクチャの提供により、 設計・構築・運用を最適化 BEFORE AFTER 3. お客様に合わせた柔軟な導入形態 EMC VSPEX 3つのパスでお客様に合わせた最適化環境をシンプルに実現！ EMC製品 パートナー提供 VSPEX VCE VBLOCK ベンダーロックインにならない！ リファレンスアーキテクチャに基づいた パートナーエコシステム ✓ ✓ ✓ シンプル 効率的 柔軟 アプリ ベスト・オブ・ブリードの インフラ・コンポーネント 85万円のストレージ～ 実証済み インフラ 統合 インフラ シンプル, 高速, 低TCO ハイパー バイザ x86 サーバ ネットワーク ストレージ EMCジャパン株式会社 〒151-0053 東京都渋谷区代々木2-1-1 新宿マインズタワー http://japan.emc.com/contact/ お問い合わせは http://japan.emc.com/contact/ EMC2、EMCは、EMC Corporationの登録商標、または商標です。これらの商標は、日本または諸外国で 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