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アーキテクチャ2020-04-28T17:03:05-07:00

サーバープラットフォームの刷新

データ集約型のワークロードは動的に変化し、大幅に異なるケースが頻繁に発生します。このような状況において、ワークロード各々のニーズに最適なサーバーインフラストラクチャを計画するにはどうしたらいいでしょうか? その答えが、DriveScaleのコンポーザブルインフラストラクチャです。DriveScaleは、お客様が必要とするインフラストラクチャの概念を根本から刷新し、より低コストでサーバーインフラストラクチャのプランニングを実現すると同時に、最適なパフォーマンスを達成することができます。

コンポーザブルインフラストラクチャは、現在DAS(ダイレクトアタッチストレージ)サーバーに集約されているストレージからコンピューティングリソースを切り離すことから始まります。現在の標準的な10Gb、25Gb、100Gbのトップオブラック(ToR)型Ethernetスイッチを利用する場合は、実質的なストレージのトラフィックに要求されるすべての帯域幅を利用できます。

一方で、SANやNASは現在利用されているネットワーク型のストレージ技術で、いずれも規模やパフォーマンス、コスト面で不利です。また、最新の選択肢であるSDS(ソフトウェア制御によるストレージ)はDASサーバーを活用することでコストの節約を目指していますが、拡張性に欠けておりDASで発生する問題は解決できません。つまり、データ集約型のコンピューティングワークロードでSAN、NAS、およびSDSを使用することは現実的ではありません。

DASサーバー

現在、データ集約型のコンピューティングワークロードの大部分はDAS上で実行されており、一般的には高いパフォーマンスが得られるコモディティソリューションであると考えらえれています。ただし、DASでは購入した時点の構成でコンピューティングリソースとディスクが密接に固定されているため、オーバープロビジョニングや統合されたリソースのライフサイクルの問題によって運用が複雑になり、追加的なコストも発生します。大部分のアプリケーションやワークロードでは要求されるコンピューティング性能とストレージが異なるため、サーバーのSKU(管理数)が増加して運用も複雑になります。さらに、DASサーバーではリソースが固定されているためコンピューティングリソースとストレージを個別にアップグレードしたり、変化するワークロードのニーズに合わせてコンピューティング性能やドライブ数を調整することができません。このため、大半のDASサーバーではオーバープロビジョニングが発生し、稼働率も低下します。

DriveScaleのコンポーザブルインフラストラクチャは、従来のサーバー定義方法を刷新します。DriveScaleは、柔軟性が高く適応性の優れた構成が可能で、単一のコンピューティングリソースとストレージ各々の構成要素を活用し、ワークロードのニーズに最適な構成のサーバーを柔軟に配備することができます。遅延の影響を受けやすいアプリケーションでは、要求される正確なコンピューティング性能とフラッシュストレージの容量を備えたオールフラッシュのシステムを構成することができます。データへのアクセス頻度が少ない場合は、コストを抑制すると同時に利用率を高めるために100台以上のディスクドライブを1つのコンピューティングノードに接続することが可能です。このような新しいレベルの柔軟性によって、お客様はインフラストラクチャ全体に対して必要な管理と運用を適切に実行できるようになります。

低コストなサーバーとストレージ

DriveScale独自のインフラストラクチャでは、サードパーティ製のディスクレスサーバーや高密度ストレージシステムを選択することが可能で、高性能のEthernetファブリックに接続された、フラッシュストレージやHDDを使用するJBODやeBOD(Ethernet Box of Drives)などもサポートします。DriveScaleのストレージアダプターソフトウェアはeBODストレージシステム上で稼働し、SASとEthernet、そしてNVMeとEthernetなどの間のプロトコルを仲介します。このアダプターソフトウェアは、ストレージとネットワーク間のスタック、ディスクの検出、インベントリ、モニタリング、負荷分散、フラッシュドライブのスライシングを仲介するプロトコルを提供します。

diskless server

ディスクレスサーバー

フラッシュ eBOD

HDD eBod

HDD eBOD

The DriveScale Composable Platform

DriveScaleのソフトウェアプラットフォームで核となるアーキテクチャの主なメリットは、高可用性、ダイレクトアタッチと同等のパフォーマンスと低レイテンシー、そして大規模な拡張性とセキュリティの4つです。

DriveScaleのアーキテクチャは、あらゆるレベルで冗長性とパスの管理を実現するように設計されています。当初からデュアルポート搭載のディスクを使用し、eBOD(Ethernet Box of Drive)の内部または外部いずれかの2つのコントローラとディスクの各ポートを接続しています。  ストレージアダプター、eBOD/JBOD、コンピューティングノード、およびネットワークスイッチは、すべて二重に接続されています。各スイッチはMLAGで構成されており、トラフィックの負荷分散およびパスの監視が行われるため、何らかの障害が発生した場合でもトラフィックのパスが自動的に変更されます。また、特許取得済のロードバランシング機能によってトラフィックの輻輳が回避されるほか、特許出願中のデータ配置システムが、帯域幅や障害の発生したドメインを横断するデータの確実な回復を実現します。

DriveScaleプラットフォームソフトウェアは、コンピューティングリソースとストレージがあたかも同じシャーシ内に存在するように動作し、DASと同等のパフォーマンスを実現する設計とチューニングが施されています。DriveScale NVMeAdapterは、アダプターソフトウェアが動作するコントローラーを取り付ける標準のフラッシュストレージ用シャーシで、お客様のパフォーマンス要件に適合したサードパーティ製のフラッシュドライブを選択できます。リンクの数は100GB x 4でドライブベイを24装備しており、アダプターあたり2,000,000 IOPSを実現しています。

DriveScaleは、各サーバーが独立して動作してメモリやドライブで競合が発生しないように、完全疎結合型の並列コンピューティングソフトウェアアーキテクチャのデザインを採用しています。これによって、クラウドスケールのクラスタ規模までコンピューティング性能とストレージ容量を拡張できる比類ない拡張性を実現しています。さらに、大規模な展開においても優れた柔軟性、高いパフォーマンス、そして高可用性を維持することが可能です。

DriveScaleのプラットフォームの中核には、自動化された高度な暗号キー管理、メッセージの暗号化、そしてドライブ全体の暗号化機能が装備されています。DriveScaleは、世界的に著名な暗号化技術のパイオニアであるホイットフィールド・ディフィ(Whitfield Diffie)氏と連携し、包括的で極めて強力な暗号化ソリューションを開発しています。暗号キーは顧客のパスワードをベースにしており、追加的なセキュリティ手法によってさらに強化されています。DriveScaleソリューションの要素間のすべてのメッセージングは暗号化されます。暗号化機能を有効にすると、ディスクに書き込まれるすべてのデータは、RAIDデータ、パーティション分割されたデータ、またはその他のデータと共に暗号化されます。このソリューションは、Linuxの標準的なdm-encryptを活用してデータを暗号化します。ディスクがサーバークラスタ(またはデータセンター)から取り外された場合、データは読み込むことはできません。ディスクを別のコンピューティングノードに移動した場合は、キーもディスクと共に移動します。DriveScaleのデータ保護ソリューションは、優れた柔軟性とシンプルさ、そして安全性をすべて実現しています。詳細はホワイトペーパーをご覧ください。

DriveScale Composable Platform には、サーバーのオーケストレーション、監視、管理用アプリケーションであるDriveScale Composer、コンピューティングノードの検出、インベントリ、監視、そして暗号化の展開用のDriveScale Server Agents、そしてドライブとネットワークの接続、ドライブの検出、インベントリ、監視用のDriveScale Adapter Softwareなどが含まれています。

DriveScale Composable Platformを利用することで、コモディティの機器を活用しながら優れた拡張性とパフォーマンス、そして高度な可用性を備えたサーバーを容易に構築可能になります。常時稼働するサーバーを柔軟に、そして瞬時に構築する。それがDriveScale Composable Platformです。

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