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Back to Basics:SnapManager
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ネットアップの代表的なテクノロジの基礎を解説するBack toBasicsシリーズの第9弾をお届けします。

バックアップ アプリケーション側でアプリケーションの仕組みが把握されているほど、バックアップ プロセスは効率的になります。しかし残念ながら、バックエンドのストレージ システム側では、格納しているアプリケーション データをほとんど、あるいはまったく把握できていないことが一般的です。このため企業は、ストレージ システム上で手当たり次第にバックアップを実行するか、各アプリケーションにそのデータのバックアップを任せるかの二者択一を迫られています。どちらの方法も格別優れているわけではありません。

この問題を解決するためにネットアップが開発したのが、一連のインテリジェントなツールで構成されるソフトウェア、SnapManager®です。SnapManagerは、アプリケーションとストレージの処理を連携させるため、バックアップが高速化し、スペース効率が高まります。また、リストア プロセスにかかる時間も短縮され、一般的なデータ管理タスクがシンプルになります。2000年にリリースした初のSnapManager製品であるSnapManager for Exchangeに遡れば、ネットアップは、SnapManager製品に何千時間という工数を投入してきました。

現在は、広く普及しているエンタープライズ ソフトウェア プログラムであるMicrosoft® SQL Server®、Exchange、SharePoint®、Oracle®、SAP®のほか、仮想化インフラであるVMware®やMicrosoft Hyper-V™向けに、緊密に統合および一体化されたストレージ管理を実現する7種類のSnapManager製品を提供しています。SnapManager製品をアプリケーションのバックアップに使用すると数々の大きなメリットがもたらされますが、それには次のような理由があります。

  • 各アプリケーションの独自の機能と緊密に統合されています。
  • ネットアップのデータ保護機能をフル活用できます。例えば、Snapshot™、 SnapMirror® 、SnapRestore®、FlexClone® テクノロジでバックアップやリストアを効率よく高速に実行し、DR用にレプリケーションを実行したりクローンを作成したりできます(クローニングをサポートしていないSnapManager製品もあります)。
  • バックアップを高速に、非常に短時間で作成できるようになるため(通常、数時間かかっていた処理が数分にまで短縮)、アプリケーションへの影響が軽減され、バックアップの頻度を高められます。
  • サーバからデータ保護タスクの大部分をオフロードできます。
  • アプリケーション主体のインターフェイスが提供されるため、ストレージに関する詳しい知識がアプリケーション管理者になくてもバックアップを実行できるようになり、日常的な処理でストレージ管理者の手を借りる必要がなくなります。
  • Data ONTAP® 7-Modeにもclustered Data ONTAPにも対応しています。

SnapManagerの仕組み

SnapManagerは、サーバ上(または仮想マシン内)で動作し、アプリケーションと直接インターフェイスをとります。それぞれのSnapManagerソフトウェアには、固有のユーザ インターフェイスが用意されており、ユーザは、このインターフェイスを使用してバックアップやレプリケーションをスケジューリングして実行できます。リストアもここから行えます。またSnapManager製品によっては、そのほかにもアプリケーション独自のタスクを実行できます。たとえば、SnapManager for Exchangeには、メールボックスを個々にリカバリできるSingle Mailbox Recovery機能があり、SnapManager for Oracleには、SnapRestoreでファイルを部分的にリストアできる機能があります。さらに、コマンドライン インターフェイス(CLI)を使用して、SnapshotコピーなどのSnapManagerの処理をアプリケーションの通常処理に組み込むスクリプトを記述できます。

SnapManagerは、その機能を果たすために、サーバ上(またはVM内)で実行されているオペレーティング システムやネットアップ ストレージともインターフェイスをとる必要があります。このインターフェイスを実現するためにSnapManagerが使用しているのがNetApp SnapDrive®です。SnapDriveは、すべてのSnapManager製品が必要とする、一連のコア機能を提供します。かなり前のことですが、実はSnapDriveは、SnapManager for Exchange(SnapManager製品第1弾)の一部でした。しかしネットアップは、SnapDriveの機能を利用すればさらに別のSnapManager製品を開発できることに気付き、SnapDriveを切り離すことにしました。

最新世代のSnapDrive製品には、SnapDrive for Windows®とSnapDrive for UNIX® (Solaris、HP-UX、AIX、Red Hat、SUSE、Oracle Enterprise Linux®をサポート)があります。どちらもiSCSIとファイバチャネルをサポートします。また、SnapDrive for UNIXはNFSでも動作します。

図1)SnapManagerとSnapDriveの関係

図1)SnapManagerとSnapDriveの関係

SnapManagerの最も重要な機能は、ネットアップ ストレージ上にアプリケーションと整合のとれたSnapshotコピーを作成できることです。Snapshotコピーを作成するには、通常、次の手順が必要です。

  • Snapshotコピーに含めるLUNのリストを作成します。Snapshotコピーには、複数のボリュームを含めることができます。また、1つのSnapshotコピーで複数のストレージ システムをカバーすることもできます。
  • 影響を受けるすべてのボリュームの処理を停止します。またはアプリケーションを「ホット バックアップ」モードにします。
  • ホスト オペレーティング システムからすべてのボリュームのデータをSnapshotコピーにフラッシュします。
  • ストレージ システム上に必要なSnapshotコピーを作成します。
  • 通常の処理を再開します(SnapManagerの場合、上記の手順が実行されている間もアプリケーションを継続して実行できます)。

いったん作成されたSnapshotコピーは、それ自体がバックアップであることに加え、他のデータ保護処理のベースともなるため、保護処理の際にアプリケーションとの調整をさらに行う必要がありません。SnapManager for SQL Server(SMSQL)の通常のデータ保護プロセスを例に、具体的に説明しましょう。アプリケーション側で必要な手順はSMSQLが実行し、Windows環境側の手順はSnapDrive for Windowsが実行します。

  • SnapManagerが、アプリケーションに対してMicrosoft Volume Shadow Copy Service(VSS;ボリューム シャドウ コピー サービス)のスナップショット コピー コールを開始します。VSSは、バックアップ中もアプリケーションにボリュームへの書き込みを引き続き許可します。VSSには、VSSリクエスタ、VSSライター、 VSSハードウェア プロバイダの3つのコンポーネントがあります。
  • Microsoftアプリケーションは、VSSライターとして機能し、VSSスナップショット コピーを作成できるようにアプリケーションを準備します。
  • SnapManagerはVSSリクエスタとして機能し、SnapDriveを呼び出して、 Snapshotコピーの作成を指示します。
  • SnapDriveはVSSハードウェア プロバイダとして機能し、プライマリ ストレージでNetApp Snapshotコピーの作成を開始します。
  • SnapManagerがSnapDriveにSnapMirrorの更新を通知します。
  • SnapDriveがDRサイトへのSnapMirrorレプリケーションを開始します。
  • SnapManagerがSnapshotコピーを検証します。

次に、Windows以外の環境について説明します。UNIXまたはLinux上で実行されている Oracleのデータ保護プロセスを例に挙げましょう。SnapManager for Oracleには、 フル バックアップまたは部分バックアップを実行できるオプションがあります。

フル バックアップの作成では、SnapManager for Oracleは次の手順を実行します。

  • すべての表領域を1度にホット バックアップ モードにします。
  • 関連付けられたボリュームのSnapshotコピーを作成します。
  • 表領域を通常運用に戻します。
  • ログ スイッチを実行します。
  • ログをアーカイブします。
  • アーカイブ ログのSnapshotコピーを作成します。

フル バックアップでは、必要なSnapshotコピーの数が少なくて済みますが、表領域がホット バックアップ モードでいる時間が長くなることがあります。部分バックアップでも処理は基本的に同じですが、1度に処理される表領域が1つになるため、バックアップに必要な時間が最小限に抑えられます。

一見、複雑なプロセスに感じるかもしれませんが、プロセス全体の所要時間はごくわずかで、データがストレージ システムにどのように編成され、ネットワーク上でどのように送信されるのかをユーザが気にする必要は一切ありません。SnapManagerとSnapDriveが連携するため、バックアップに際してアプリケーション管理者が常にストレージ管理者の手を借りる必要がなくなります。

SnapManagerが使用するリストア プロセスは、アプリケーションによって異なります。データベース アプリケーションでは、通常NetApp SnapRestoreがデータベースのフル リストアに使用されます。SnapRestoreを使用すると、データベースを保存済みのSnapshotコピーに数秒でリバートでき、その後ログ ファイルをリプレイしてデータベースを最新の状態にして、運用を再開できます。他の方法ではリストアに数時間かかることがありますが、このプロセスなら大抵、数分で完了します。SnapManager製品のほとんどには、さまざまなニーズに応えるために、各種のリストア オプションが備わっています。この独自の機能の一例を簡単にご紹介します。

Microsoft環境向けの独自の機能

Microsoft環境向けのSnapManager製品には、独自の機能がいくつも備わっています。

  • Volume Shadow Copy Service(VSS)は、前述したように、アプリケーションと整合のとれたバックアップの作成に使用します。
  • Windows PowerShell™コマンドレットは、多くのSnapManager製品に備わっています。このコマンドレットを使用すると、SnapManager製品の機能を簡単かつ強力に拡張して、重要な機能を管理スクリプトに組み込むことができます。

図2)Microsoft製品向けのSnapManagerソリューション スタック

図2)Microsoft製品向けのSnapManagerソリューション スタック

各SnapManager製品とユースケース

SnapManagerのラインナップには、重要なMicrosoftアプリケーションをサポートする、次の3つのSnapManager製品が含まれています。

  • SnapManager for Microsoft Exchange Server
  • SnapManager for Microsoft SQL Server
  • SnapManager for Microsoft SharePoint Server

この3製品をはじめとするMicrosoft製品との統合が評価され、ネットアップは、Microsoftの2012年Private Cloud Partner of the Yearを受賞しました。

UNIXとWindowsのいずれでも実行できるエンタープライズ アプリケーションをサポートするSnapManager製品は、次の2つです。

  • SnapManager for Oracle
  • SnapManager for SAP

そして、仮想インフラのデータを保護するSnapManager製品は、次の2つです。

  • SnapManager for Hyper-V
  • SnapManager for Virtual Infrastructure(VMware)

このセクションでは、各SnapManager製品の独自の機能とユースケースについて説明します。どのSnapManager製品にも、バックアップ、リストア、ディザスタ リカバリ(災害復旧)用のレプリケーションを容易に実行できる完全な自動化機能が備わっていますが、この機能については触れません。

各製品独自のユースケースのみを取り上げるとともに、クローニング機能や、SnapVault®テクノロジとの連携機能など、個々のSnapManager製品に備わっている機能について説明します。

SnapManager for Microsoft Exchange Server(SME)

  • Single Mailbox Recovery(オプション):オプションのSingle Mailbox Recovery(SMBR)を使用すると、別途リカバリ サーバを用意しなくとも、単一のメールボックスをリストアできます。個々のExchangeアイテムを本番用サーバにリストアできます。
  • 柔軟なリストア:SMEには豊富なリストア オプションが備わっています。このため、Exchange Server 2010のデータベース可用性グループ(DAG)、Exchange 2003 / 2007の個々のストレージ グループ、個々のExchangeデータベース、LUNなど、Exchange Serverのあらゆるコンテンツをリカバリできます。
  • バックアップの検証:SMEには、システムを停止することなくバックアップを自動で同時検証できる機能が組み込まれています。検証は、本番以外のホストにオフ ロードできます。
  • DAGの再シード時間の短縮:再シード処理は、アクティブ データベース コピーでリストアを実行した場合や、1つ以上のパッシブ コピーへのレプリケーションに問題が生じた場合に必要になります。再シード処理は、帯域幅を大量に消費します。 SMEは、必要な帯域幅を減らして、DAGの再シード処理にかかる時間を数分の1に短縮します。

SnapManager for Microsoft SQL Server(SMSQL)

  • フェデレーション バックアップの作成:多数のSQL Serverインスタンスやデータベースを同じフェデレーション グループに追加できるため、ネットアップのSnapshotテクノロジを使用して、グループ内のすべてのデータベースを同時に バックアップできます。
  • SQL Server 2012のAlwaysOn可用性グループ(AG)のデータを保護:SMSQLを使用すると、AGのセットアップと、AG内のすべてのデータベースのバックアップとリストアを高速で処理できるようになります。また、AG内のデータベースのクローンをスペース効率よく作成し、1つのAGに含まれるデータベースをすばやく再同期することが可能です。AGの遠隔地へのミラーリングも可能になります。
  • 開発 / テスト用のクローンのライフサイクル管理:アプリケーションの開発環境やテスト環境では、本番環境のデータセットのコピーを大量に利用できることが重要です。しかし、こうしたコピーはディスク スペースを消費するため、大抵は非常に高コストとなります。SMSQLは、NetApp FlexCloneテクノロジを使用して、変更が発生したときのみ新たにディスク スペースを消費するデータベース クローンを作成します。

    クローンの削除や更新はポリシーベースで行えるため、クローンの管理が簡単になります。また、PowerShell 2.0コマンドレットを使用すると、テスト スクリプトにクローニングを組み込めます。
  • データのライフサイクル管理:SQL Server 2012のアーカイブ データを、セカンダリ データ ファイルにバックアップされるパーティション テーブルに格納できます。セカンダリ ストレージへの移動は、SMSQLのデータベース移行ウィザードを使用して簡単に実行できます。

SnapManager for Microsoft SharePoint Server

  • 自動検出:SharePoint Serverファームのセットアップと、拡大状況の監視、管理を企業全体で行えます。
  • 重要なFAST Search Serverデータの保護:SnapManager for SharePointを使用すると、FAST Content SSA、FAST Search Serverファーム、FAST証明書のバックアップとリストアを自動で行えます。
  • データのアーカイブ:SharePointデータをNetApp SnapLock®デバイスに アーカイブして、コンプライアンスを達成できます。
  • 大規模データ ファイルをコンテンツ データベース以外に格納:ファイル シェア コネクタとストレージ マネージャを使用して、大規模な非構造化データ ファイルを外部BLOB(バイナリ ラージ オブジェクト)ストレージやリモートBLOBストレージにリアルタイムで格納できます。設定したスケ ジュールに基づいて移動することも可能です。
  • SharePointデータをエンドツーエンドで保存、管理、監視、ガバナンス: SnapManager for SharePointとAvePoint DocAveソフトウェアを統合すると、SharePointの導入、管理、ガバナンス ポリシーの適用を簡易化できます。アプリケーション ライフサイクル管理の手法によって、開発環境、テスト環境、本番環境のファームやソリューションの導入を管理できます。

SnapManager for Oracle(SMO)

  • 高度なOracleテクノロジのサポート:SMOは、Direct NFS、Oracle Recovery Manager、Real Application Clusters、Data Guard、Automatic Storage ManagementといったOracleの高度なテクノロジを使用する環境を完全にサポートします。
  • SnapVaultの完全統合:SnapManager製品はどれも、NetApp Snapshotコピー機能、SnapMirrorレプリケーション機能と統合されています。SMOは、さらに NetApp SnapVaultと完全に統合されているため、スペース効率の高いディスクツーディスク バックアップをローカルにもリモートにも高速で作成できます。
  • 開発 / テスト用のクローン作成:アプリケーションの開発環境やテスト環境では、本番環境のデータセットのコピーを大量に利用できることが重要です。しかし、 こうしたコピーはディスク スペースを消費するため、大抵は非常に高コストとなります。SMOは、NetApp FlexCloneテクノロジを使用して本番環境のデータのクローンを作成します。FlexCloneテクノロジで作成されたクローンは、変更が発生した場合のみディスク スペースを消費します。

    またSMOでは、クローニング処理の前後にスクリプトを実行できます。このため、データを容易にマスキングして、顧客の機密データを隠すことができます。
  • きめ細かなリカバリ:SMOでは、リストアするデータの単位をデータベース全体から、表領域のサブセットやデータ ファイルに至るまで、きめ細かく指定できます。
  • 柔軟に設定可能なログのバックアップ ポリシー:SMOでは、アーカイブ ログに異なるバックアップ保持期間や保護ポリシーを指定し、データ ファイルとは別にバックアップできます。

SnapManager for SAP(SMSAP)

  • BR*Toolsとの統合:SnapManager for SAPは、SAP BR*Toolsで全面的に認定 されています。たとえば、SMSAPは、SAP BR*BACKUPツールと自動で連携して バックアップ データセットを特定し、適切なデータベースをホット バックアップ モードにします。
  • SnapVaultの完全統合:SnapManager for SAPは、NetApp SnapVaultと完全に統合されているため、スペース効率の高いディスクツーディスク バックアップをローカルにもリモートにも高速で作成できます。
  • 開発 / テスト用のクローン作成:アプリケーションの開発環境やテスト環境では、本番環境のデータセットのコピーを大量に利用できることが重要です。しかし、こうしたコピーはディスク スペースを消費するため、大抵は非常に高コストとなります。SMSAPは、NetApp FlexCloneテクノロジを使用して本番環境のデータのクローンを作成します。FlexCloneテクノロジで作成されたクローンは、変更が発生した場合のみディスク スペースを消費します。

    またSMSAPでは、クローニング処理の前後にスクリプトを実行できます。このため、データを容易にマスキングして、顧客の機密データを隠すことができます。
  • 柔軟に設定可能なログのバックアップ ポリシー:SMSAPでは、アーカイブ ログに異なるバックアップ保持期間や保護ポリシーを指定し、データ ファイルとは別に バックアップできます。

SnapManager for Hyper-V(SMHV)

SnapManager for Hyper-Vを使用すると、Hyper-Vサーバで稼働中の仮想マシンのバックアップ、リストア、ディザスタ リカバリを実行できます。

  • VHDxのサポート:VHDxは、Windows Server® 2012 Hyper-Vの新しい仮想ハード ディスク(VHD)フォーマットです。SMHVを使用すると、容量可変VHDのアライメントと構成を適切に維持できるため、通常、容量固定VHDでしか実現できないパフォーマンスを達成しながら、容量可変VHDならではのストレージ効率も達成できます。
  • アプリケーション対応のバックアップ:SMHVは、VSSと統合されているため、 SMHVが作成するバックアップはアプリケーションに対応しています。VSSはSnapshotコピーの作成前に起動されるため、Hyper-V VM内で実行されているMicrosoftアプリケーションは、VMがバックアップされるときに、整合性のある状態でバックアップされます。
  • crash-consistentバックアップのサポート:状況によっては、VSSを起動せずに Hyper-V環境をバックアップした方がよいことがあります。SMHVはこのオプションをサポートしており、crash-consistentバックアップを提供します。このバックアップでは、VM、VM内で実行中のアプリケーションのどちらについても、整合性は保証されません。
  • カスタマイズ可能なワークフロー:SMHVには、Windows PowerShell 2.0コマンドレット、プロビジョニングを高速化するコマンドレットに対応したOnCommand® プラグイン、System Center Orchestration Integration Packが含まれており、いずれもカスタム ワークフローの作成を容易にします。

SnapManager for Virtual Infrastructure(SMVI)

SnapManager for Virtual Infrastructureは、VMwareの仮想マシンを保護するための SnapManagerソリューションです。SMVIには、スタンドアロンのインターフェイスが備わっていますが、一方、VMware vCenter™のプラグインであるNetApp Virtual Storage Console(VSC)の一部でもあります。

  • きめ細かなリストア:データストア全体、VM、VMDK、ゲストOSのファイルをリストアできます。
  • 単一ファイルのリカバリ機能:この機能を使用すると、VM全体をリストアしなくても、1つのVMDKから1つまたは複数のファイルをリストアできます。リストア エージェント(RA)がゲストVMにインストールされているため、リストア対象のファイルが格納されている「ディスク」を参照できます。ゲストOSは、RAを使用して新しいストレージをスキャンし、アクティブなファイルシステムにディスクをマウントできます。リストアを要求したユーザは、バックアップのリストを参照してバックアップからディスクをマウントし、必要なファイルを複製できます。

SnapManagerの導入にあたって

SnapManagerソフトウェアは、物理サーバ上や仮想マシン内にインストールできます。 サーバとストレージの両方にソフトウェアをインストールし、ライセンスを取得します。 Windowsを実行しているサーバには、NetApp DSM(Device Specific Module)をインストールしてください。DSMは、MicrosoftマルチパスI/Oフレームワークに接続し、SAN接続されたLUNの認識や相互運用を容易にします。NetApp DSMは、ネットアップ システム側でのマルチパスI/Oサブシステムの管理効率を大幅に高めます。

次に、該当するバージョンのSnapDriveと、必要なSnapManager製品をインストールしてください。Windowsクラスタ上にインストールする場合は、クラスタの各ノードにインストールする必要があります。

ネットアップ ストレージ側では、以下のようなテクノロジについて適切なライセンスが必要になります。

  • SnapRestore
  • プロトコル
  • SnapMirror
  • SnapVault
  • FlexClone

必要な個々のライセンスは、SnapManager製品の機能や、インストールする製品によって異なります。

SnapManagerと他のネットアップ テクノロジ

SnapManagerは、サーバ側にインストールされ、ネットアップ ストレージとのインター フェイスには、定義済みのAPIコールを使用して、主にNetApp SnapDriveが利用されるため、ストレージ システム上で実行中の他のネットアップ ソフトウェアと問題なく共存できます。ここまでの説明からおわかりいただけるように、実際SnapManagerでは、ネット アップの他のソフトウェア機能を直接利用できます。

SnapManagerは、7-Mode構成とclustered Data ONTAP構成のどちらとも連携でき、 変更は一切不要です。clustered Data ONTAP構成の場合、SnapDriveは物理ストレージ システムではなくVserverに接続します。Vserverをクラスタ内の別の場所に移動しても、SnapManagerの運用に影響はありません。

まとめ

NetApp SnapManagerは、一連のデータ保護ツールで構成されるソフトウェアで、 Exchange、SQL Server、SharePoint、Oracle、SAPといったエンタープライズ アプリケーションのほか、VMwareやHyper-Vの仮想マシンに業界最高レベルのデータ保護機能を提供します。

個々の製品の詳細など、NetApp SnapManagerについては、SnapManagerの製品ページをご覧ください。

SnapManagerに関するご意見をお寄せください。

ご質問、意見交換、情報提供は、ネットアップのコミュニティ サイトまでお願いいたします。また、NetApp Microsoft Applications and Environmentsコミュニティもぜひご覧ください。

Andrew Hugo

Santhosh Rao
テクニカル マーケティング エンジニア ネットアップ


Santhoshは、ハイテク業界で8年以上の経験を持ちます。ネットアップには2年前に入社し、SnapManager for Hyper-V、SnapDrive for Windows、SMI-S(Storage Management Initiative-Specification)といったMicrosoft関連製品のテクニカル マーケティング エンジニアを務めています。お客様との密接な関わりを通じてニーズを把握し、プロダクト マーケティング チームや開発チームと連携して、お客様の重要課題を解決するためのロードマップを策定しています。Santhoshをはじめ、ネットアップのMicrosoftチームでは、ブログ、NetApp for Microsoft Environmentsも執筆しています。

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