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2008/12/24

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目次
1. 大容量ストレージの定義

1

2. 大容量 RAID ストレージに期待されること 11) 性能
12) 拡張性13) 安全性
24) 冷却システム
25) 電源効率
26) 省エネルギーモードサポート
27) 高可用性
28) バックアップ
3大容量 RAID ストレージ

トレージが要求されることはいうまで今日、ハードディスクは市販されていり、読み出したりする性能、大量のるもので最大容量が1.5 TB です。今後数年間でこのドライブ容量は更に3から4倍程度増大することが予想されています。しかし、一方で非構造化

データ、デジタルコンテンツデータ等

ランダムの読込み:

データを安心して収納できる信頼性、ランダムの書込み:しない機能等必要な要件が沢山ありま

1秒間で読み書き回数：できるだけ場所や、エネルギーを消費す。の増加予想はそれを上回る勢いで増加

また、通常の RAID 装置の場合、、IT マネージャーは急激に増大する

イブ、3U に16ドライブ、またすることが予想されています。そこでデータを保存するストレージの準備をする必要があります。そして、選択の為の要件を考えなくてはなりません。
例えば、以下の様なストレージ製品に対する要件が必要でしょう。

1. 大容量データを収納可能なこと

2. データの出し入れができるだけ高速に行えること

19インチラック2U サイズに12ドラは、4U に24ドライブが通常で、19インチ・ラックスペース1U 当たり6HDD, 6TB が最大の収納容量になります。一方、大容量 RAIDストレージと呼ばれる製品は Nexsan社のSATABeast の様に4U で42ドライ

ブ、 1U当たりの実装密度で10.5台、また、Xyratex社の F5404E の様に4U で48ドライブ、12 HDD/1U の実

3. ストレージとして拡張性があること 装密度になり、通常の RAID 製品より4. 勿論、高信頼であること
1. 7倍から2倍のドライブ実装を可能
5. 24/7 のオペレーションに対応できること

5. IDC ラック内でスペースが小さいこと

6. 消費電力が小さいこと
7. 廃熱が小さいこと

8. MAID 等の省エネルギーモードをサポートすること

9. バックアップが採り易いこと
以下、それぞれの要件にふれながら現在の大容量 RAID ストレージ製品の状とし、数十テラバイトのボリューム容量を可能とするストレージです。ラックスペースは IDC センターを使用される場合、切実な問題です。何故なら、通常大都市での19”ラックのコストは月額50万円は下りませんか

ら、1U 当たりのコストは月額1万円以上になります。

2. 大容量 RAID ストレージに期待されること

1. 大容量ストレージの定義決される必要があります。以下、それびます。現在、漸く Windows, Mac

や Linux で GPT フォーマットの論理ボリュームがサポートされるようになったため、2 TB の壁を超えた大容量ボリュームを自分のコンピュータにマウントすることができるようになり、この「大容量」という言葉が現実的になってきました。無論、この「大容量」を支えるものとしてインテリ

140MB/sec

最大約７万回(2つのコントローラに個別に LUを割当、IO をさせた場合の合計レート)

数十テラバイトのストレージへ少ないストレスで大容量データ読み書きをするにはこの程度の性能を持っていることを期待されます。
2) 拡張性

大容量ストレージの話題には常にRAID 装置の様なブロックストレージディバイスとファイルサーバーの様なファイルストレージディバイスが比較されます。この話題は先の楽しみに置いておいて、 今回はブロックディバイスである RAID コントローラを搭載した大容量 RAID ストレージ装置に限定してお話を進めます。

非構造化データは今後3年間で現在の６倍程度の増加が予想されています。
この急激な増加に対し大容量RAID ストレージで対策を行う必要がありますから対策を行なうより必要に応じてストレージ容量を追加できる方が負担が初期費用と投資負担に関し合理的と言

大容量 RAID ストレージと言えば、先十テラバイトのストレージが頭に浮か575MB/secが、３年先までのデータに対して初め況をご説明いたします。

大容量ストレージという場合、まず数680MB/secもありません。ファイルを書き込んだに掲げた課題総てを何らかの技術で解ぞれのテーマでご説明します。

えます。

大容量 RAID ストレージという意味では、データの増大スピードは通常のデータベースのような構造化データより急速なはずです。その為、必要に応

1) 性能

大容量 RAID ストレージに関して、大きなボリュームの作成を可能にすることは勿論ですが、多量で、場合によっては数百ギガバイトを超える大容量のデータの出し入れの性能も容量に比例して高くなくてはなりません。例えば弊社が取り扱うXyratex社の F5404Eは以下の性能を持っています。

じ容量を増やす事が求められます。

例えば、F5404E ですと、最低3台のRAID-5 のアレーを構成する事から始め、48ドライブを超える場合には、拡張筐体を１台追加して、最大96台のドライブまで必要に応じて容量を拡張することができます。また、その間データを退避したりする必要もありません。この様に、大容量 RAID スト

ジェントなコントローラを搭載した

シーケンシャルデータの読込み：

レージは必要に応じてデータ保存のスれば大きい程、完全な機能を備えたスシーケンシャルデータの書込み：

求められます。

RAID 装置が必要です。容量が大きけ

820MB/sec

1ペースを拡張することができることがため、効率的な冷却システムがデザイ

定期間アクセスのないドライブの回転

3) 安全性ンされています。3基の冷却ファンシを停止し、電力の消費を削減すること

まず、大容量 RAID ストレージと通常ステムが電源ユニット内部に装着さですが、ストレージ製品ベンダー毎にのストレージではドライブの実装密度れ、それぞれの冷却システムには二重個別に MAID 技術が異なっていまに差があると定義しましたが、通常の化されたDCファンが装備されています。例えば F5404E では搭載されてストレージではドライブとドライブのす。弊社でのテストでは三基の内一基いる最大96台のドライブの中から任間隔が最少でも 5mm 程度確保されてのファンシステムを停止させ、１時間意のドライブを選定して停止状態に指いますが、4U の大容量RAID スト経過後に筐体内で最も風流の少ない部定することができます。更に、アクセ

レージの場合、ドライブ間の隙間はそ分にあるドライブの表面温度が５５℃スされる Array 単位にドライブ回転の約半分になります。そのため、個々程度であったことを確認しています。の停止、起動がポリシーベースで指定のドライブの回転、ヘッドのアクセス

この温度はメーカの限界とされる８できます。他の場合は各ドライブ単位の振動が隣のドライブに伝わらないよ

０℃からはなお２５℃低い温度で、ドでの回転停止、起動を行います。まうにする必要があります。例えライブの寿命に影響を与える可能性はた、定期的に回転停止中のドライブをば、Xyratex社が開発した F5404Eありません。

チェックの為に回転を起動したり、停の場合、独自のドライブマネージメン

また、実装されている冷却ファンには止中のドライブがホストからのアクセトシステムで個々のドライブ振動を吸回転数が温度追従型の低騒音ファンがスに対応して迅速に起動することがで収するメカニズムを採用し、システム採用されており、F5404Eの背面部分きるかをパトロールしています。

全体の信頼性を確保しています。こので約75dbの騒音に留まりました。

様に、大容量 RAID ストレージにはそ

7）高可用性れなりに高密度ドライブ実装を保障す

5) 電源効率24/7 のオペレーションに対応可能とる技術が要求されます。この技術は一大容量のストレージには安定して稼動する為に WIndows の MPIO, Mac

朝にはできるものではなく、経験と実する為に大容量の電源が必要とされま

OS X の Multi-Pathing, Linux の績に基づく技術的な背景が必要になりす。しかし、近年データセンターでのDevice Mapper 等のストレージに対ます。

エネルギー消費の削減が課題とされてする High-Availability フィーチャー

大容量 RAID ストレージの信頼性は言います。 AC-DC の変換効率の高い電をサポートする様になってきました。

うまでもありませんが、数十テラバイ源を使用したり、DC-DC の電源ユ

大容量 RAID ストレージもニアライン

トのデータにを安全に保存し、データニットを使用し、変換ロスの少ない電ストレージとして、エンタープライズロスのリスクを最小限にすることで源ユニットを使用することが求められ仕様の高可用性に対応する必要がありす。その為、高い冗長性が求められまます。

ます。

す。コントローラを含む総ての部品はまた、電源ユニットの障害が発生したF5404Eに付属するストレージマネー冗長化され、データのパスも冗長化さ場合でも、ストレージとして安定してジメントユーザーインターフェースのれていることが求められます。また、稼動する必要があります。例えStoreView により、通常、大容量RAID ストレージと呼ばば、F5404E では、”N+1” 電源ユ

Windows, Mac OS X, Linux へのHAれる RAID 装置には RAID­６ の機能

ニットのデザインで、450W 電源モ構成を簡単に設定する事が可能です。

が標準で装備されています。RAID-5

ニュールを三基使用することで、1台

通常、Multi-pathing の場合、の場合１つのアレイ内で同時に二つのの電源ユニットに障害が発生した場合

Path Failover までの時間は最大で10ドライブに障害が発生し、データが消でも、他の２つのユニットからの電力秒程度とOS 上で設定されています。

失する確立は十万分の１程度です

供給で、安定して稼動を継続すること多くの大容量 RAID 装置に付加されてが、RAID-6 の場合1千万分の1の確立ができます。

いるドライブの回転停止をサポートす程度まで向上します。この高い安全性

る MAID (Massive Array Inactive

が大容量のデータを預けることができ

6) 省エネルギーモードサポート

Drive) 機能はこのタイムアウトの時間るストレージとしての必須の要件とい前項で電源ユニットの変換効率のこと

内にホストからのコマンドに対して返えます。

を述べましたが、地球温暖化対策とし答することができず、タイムアウト値て CO2 の削減が求められています。と長い物に変更するか、Multi-4) 冷却システム

その為、データセンターに於けるエネ

pathing の機能を使用しないことが通高密度にドライブを実装するF5404E

ルギー消費量の削減も確実に行う必要常です。の様なストレージに関して、まず心配があります。現在、ストレージ技術とF5404Eはドライブの回転停止／起動されるのは装置内部の廃熱性能の問題

して MAID (Massive Array Inactiveという省エネ機能をサポートしたまです。F5404E の場合、通常のストDevice) と呼ばれる省エネルギー技術

ま、同時に Multi-Pathing をサポート

レージ 1U 当りのドライブ実装密度にが確立されています。一般的にこの技するという、エンタープライズ仕様に比較して倍のドライブを搭載している術は SCSI のコマンドを利用して、一2対応した大容量RAIDストレージです。

8）バックアップ

大容量RAIDストレージには常にバックアップが課題になります。フルバックアップ、差分バックアップという従来型のバックアップ手法は夜間、週末されました。しかし、最大の選択のポイントはそのストレージのドライブマネージメントの技術や、コントローラファームウエアーの信頼性、更には、ストレージの管理のし易さなどが無形の評価ポイントとして考慮される必要があるでしょう。の限られたタイムウインドウの中で処理することが難しくなっています。

そこで、Snapshot 機能を使用して、インタイムでのバックアップを採ることが必要になります。

例えば、F5404E ではビルドインのハードウエアー Snapshot 機能があります。Microsoft Windows Virtual
Storage Service (VSS) のサポート

対象ハードウエアーとしてWindows

2003 server、2008 server によってハードウエアープロバイダーとして認識され、F5404E 内部に保存されたSnapshot データをバックアップアプリケーションによって保存することができます。この方法により、バックアップの為の時間を設ける事なくストレージのバックアップを取る事ができ、システムの可用性を更に向上させる事が可能になります。例えば、ある時点のストレージのデータイメージをSnapshotデータとして保存することができます。この Snapshot データを元に Snapback で直前のストレージの状態に戻ることができ、Win-dows VSS をサポートするバックアップツールを使用してSnapshotデータのバックアップを採ることができます。

大容量 RAID ストレージをバックアッ
プタイムウインドウを気にする事なくバックアップを採る事が可能なデータ

セキュリティー機能は大容量ストレージを検討するうえで重要なポイントと言えます。

以上、大容量 RAID ストレージ製品における製品要件についてご案内致しました。他にも多様な技術は存在していますが、最大のポイントは製品のフィールドでの実績です。昨年から今年にかけてコンテンツのデジタル化に伴い幾つかの大容量 RAID 製品が紹介

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