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ケーススタディ:PeakColo 社、Data ONTAP 8 Cluster-Modeでクラウド サービスの成功を加速
Luke Norris氏
PeakColo創業者、CEO兼チーフ アーキテクト

PeakColoは、VARと管理サービス プロバイダ(MSP)に対して、特別設計のターンキー クラウド インフラを専門的に提供している会社です。業界をリードするSayersBitRefineryDigital FortressParsec Data ManagementLewanなどのVARやMSP各社と取引があります。

当社が誇るIaaS(インフラ サービス)であるWhiteCloud Servicesを利用すると、VARやMSPは、わずか数時間でVMware vCloud®サービス プロバイダとして、自社ブランドを冠したサービスを提供できるようになります。通常必要な先行投資は一切必要ありません。

この3年間、当社は年100%という成長率を連続して達成してきました。こうした成長を可能にし、当社のサービスをお客様にとって魅力的なものにしているのが、驚異的なパフォーマンスと可用性であり、サービスに備わっている一連の機能です。

NetApp® Data ONTAP® 8 Cluster-Mode を基盤にインフラを構築したことで、次のようなことが可能になりました。

  • 数千IOPSのストレージ パフォーマンスを実現—ストレージの規模が1TBでも1PBでも変わらないパフォーマンス
  • SLAを100%達成
  • 重複排除、圧縮、シンプロビジョニング、レプリケーションなどの高度な機能を提供
  • セキュアなマルチテナント環境を構築

本稿では、当社がコンピューティング、ネットワーク、ストレージのすべてを網羅したアジャイルITインフラを構築し、抱えていた課題を解決して、お客様のみならず自社にも多大なメリットをもたらすに至った経緯を説明します。また、当社が大きな期待を寄せ、今後導入を予定しているFlash Pool、Infinite Volume、pNFS(パラレルNetwork File System)といった新しいテクノロジについても取り上げます。データセンターを自社で運用しているか、クラウド サービスを利用しているかにかかわらず、当社が採用しているテクノロジの多くが御社にもメリットをもたらすことを、本稿からご理解いただけることと思います。

インフラの課題

通常のITインフラでは、ハードウェアのメンテナンスのために計画的ダウンタイムを設けようとしても、非常に困難です。特に同じインフラを数百ものテナントで共有していれば、システムを停止することは不可能です。ネットアップ、特にData ONTAP 8を導入する前、当社では同様の構成のインフラを2度にわたって導入していましたが、そこで稼働していたSANは物理的な構造物として複数のストレージ システムがありましたが、問題が起こり、特定のストレージ システムのメンテナンスが必要になれば複数のお客様に影響が出ることは避けられない状況で、SLAを100%達成することは到底無理でした。

プロビジョニングについて言えば、お客様から5PBや1PBなど、ストレージ容量の大幅な追加を依頼された場合、そのお客様の運用を中断することなく新しいストレージをオンラインにする方法が全くありませんでした。

また、複数のお客様でSANを共有する機能も限られていました。当社はプロトコルとしてiSCSIを選んでいましたが、セキュアなマルチテナントでiSCSI接続を実現する方法がありませんでした。加えて、物理ホストへのアクセスを制御しなければならなかったため、提供できるサービスの種類が限られ、お客様であるVARやMSPに提供できるビジネス価値(最終的にはエンド ユーザに伝えられる価値)も限られていました。お客様であるVARやMSPも、顧客のためにマルチテナンシーをサポートする必要があったほか、HIPAAなどの規制やPCIなどの基準へのコンプライアンスを保証できる方法を必要としていました。

最後に、これは当社のビジネスの性質によるものですが、当社はインフラ上で実行しているさまざまなワークロードのその時々の需要を、限られた形でしか予測できません。そのため、さまざまなワークロードの需要の急激な増加(仮想デスクトップ インフラ[VDI]のブート ストームなど)に柔軟に対応できるとともに、ワークロードを分散して、長期的な傾向にも対応できるインフラを切実に必要としていたのです。

クラウド アーキテクチャの設計

当社は、現在5つのType-II SSAE 16/SOC 1データセンターを運営しています。そのうち4つは米国に、1つは英国にあります。クラウド アーキテクチャの設計にあたっては、帯域幅と冗長性を最優先事項として徹底的に追求しました。アーキテクチャを構成する主なコンポーネントは次のとおりです。

  • 複数のインターネット通信事業者を並行利用して、パフォーマンスと信頼性を実現
  • 通信事業者クラスのBrocade CERおよびVDXネットワーク コンポーネント
  • Open Computeプラットフォームベースのサーバ
  • Data ONTAP 8.1.1 Cluster-Modeを実行するNetApp FAS3200シリーズ ストレージ システム

PeakColoのアーキテクチャの概要

図1)PeakColoのアーキテクチャの概要

ネットワーク

当社は、すべてのデータセンターで、複数のインターネット通信事業者を並行利用するアプローチを採っています。具体的には、業界を代表する16のインターネット通信事業者を利用し、その帯域間で負荷を分散して柔軟性を高め、コストを削減するとともに、お客様にとってのパフォーマンスや信頼性を最大限に高めています。米国本土での遅延は通常40ミリ秒以下です。

ネットワークには、通信事業者クラスのBrocade VDXおよびCERネットワーク コンポーネントを採用しています。

  • Brocade CER 1Uルーターは、3つまたは4つの通信事業者間でインターネット アクセスを分散
  • Brocade VDXスイッチは、従来からのスパニング ツリー プロトコルの制約を懸念せずに、ネットワークを絶えず拡張できる機能を提供

クラウド プロバイダのニーズは、エンタープライズクラスのハードウェアの限界を超えてしまうのが常です。当社では、モジュラ性、拡張性に優れていることと、明確なアップグレード パスも用意されていることから、Brocadeを選択しました。

VMwareが先頃Niciraを買収したことは、Software Defined Networking(SDN)が今後重要な役割を果たしそうなことを強く示しています。BrocadeもOpenFlowプロトコルに力を入れていることから、標準が成熟するにつれて、当社にはSDNをフル活用する態勢が整っていくことでしょう。

PeakColoは、SDNの考え方を一歩推し進めたレイヤ2プロセスをすでに開発し、特許を出願中です。当社では、このプロセスを使用して、お客様のレイヤ2リソースを当社のクラウド環境にクロス接続した結果、ハイブリッド クラウドを導入することができました。ハイブリッド クラウドを利用すると、企業は既存のファイアウォール、AS400、レガシー ストレージやテープなどの物理リソースを維持しながら、PeakColoのクラウド コンポーネントやサービスを利用することができます。

当社が採用しているネットワーク テクノロジについては、最近のインタビューで詳しく話しています。

サーバ

サーバ側には、当社独自のOpen Computeプラットフォーム サーバを使用し、各サーバにデュアル構成の10ギガビット イーサネット(10GbE)ネットワーク インターフェイス カード(NIC)を実装しています。この2枚のNICはアクティブ / アクティブで、ユーザ トラフィックとデータ トラフィックの両方を伝送します。そして、ファブリック間にリンク アグリゲーション(LAG)を適用して、負荷分散を行うとともに、単一点障害(Single Point of Failure)を排除しています。現在、当社の5つのデータセンターでは、こうしたサーバが全部で約2,500台稼働しています。

当社がOpen Computeを選択したのは、サーバを複数のベンダーから調達して購入サイクルを回すことができ、特定のベンダーに縛られることがないからです。当社が決めた一連の同一コンポーネント、パーツ、ドライバを実装したサーバを、あらかじめVMware®がインストールされた状態で問題なく購入することができています。Open Computeプラットフォームは、VMwareをはじめ各社からサポートされているため、新しく導入するサーバは、既存のサーバと何ら変わりなく稼働し、予測外の事態が発生することはありません。

ストレージ

ストレージに関しては、もっぱらNetApp FAS3240とNetApp FAS3270システムを使用しています。そして、Data ONTAP 8 Cluster-Modeを使用して、4ノードのクラスタを構成しています。現在は2つのネットアップ クラスタを導入していますが、近々さらに2つを追加予定です。Cluster-Modeをよくご存じでない方は、Tech OnTap®の先月号の記事に詳しく説明されていますので、参考になさってください。この号では、Cluster-Modeのブロック パフォーマンスに関する記事も取り上げています。また、Cluster-ModeのNASパフォーマンスと拡張についても最近記事が書かれています。

当社がData ONTAP 8 Cluster-Modeを選んだのは、その拡張性、柔軟性、パフォーマンス、機能に迫るストレージ テクノロジがほかに見当たらなかったからです。ネットアップは、このアーキテクチャを「インテリジェント」、「ノンストップ」、「インフィニット」と謳っています。なかなか大胆な主張に聞こえますが、実際そのとおりです。その優れたストレージ効率は「インテリジェント」と呼ぶにふさわしく、拡張性の上でもほぼ「インフィニット」です。また「ノンストップ オペレーション」がサポートされていることによって、当社はSLAを100%達成することができており、さらに、導入しているそれぞれのストレージ システムのライフサイクルも延びそうです。この点については、のちほどさらに詳しくご説明します。

当社のお客様は、それぞれのストレージ クラスタ上の別々のVserverにマッピングされています。このマッピングこそが、当社のマルチテナント環境の要で、多くの重要な機能を実現しています。Vserverは、セキュアな仮想ストレージ コンテナで、VserverごとにIPアドレスとネームスペースが割り当てられ、管理上のセキュリティを確保できます。また、クラスタ内の複数のノード上のボリュームを含むことができ、特定のノードには結び付けられません。このため、Vserverは必要に応じて移動し、メンテナンスや負荷の再分散を行うことができますが、その際、該当するVserver上で実行中のワークロードが中断されることはありません。

PeakColoのアーキテクチャの概要

図2)Data ONTAP 8 Cluster-Modeは、Vserverを使用してマルチテナンシーとノンストップ オペレーション(NDO)を実現

当社の各クラスタには、SSD、SAS、SATAディスクが混在しています。またすべてのノードにFlash Cacheを実装しています。そしてお客様には、各ストレージ階層から必要な容量とタイプのストレージを契約できるサービスを提供しています。また、ストレージ システムごとに6つの10GbE接続を用意して(冗長クラスタ インターコネクトを含む)、必要な接続性とスループットを提供しています。

PeakColoのアーキテクチャの概要

図3)PeakColoのアーキテクチャでは、ネットアップ ストレージ システムごとに6つの10GbE接続を使用

仮想化

VMwareは、vCloudイニシアチブの一環としてVMwareサービス プロバイダ プログラム(VSPP)を設けました。VSPPは、当社のようなサービス プロバイダが、VMwareの仮想化ソリューションを自社のビジネス モデルに合った形で利用、提供するためのフレームワークです。当社は、プレミアレベルのVSPPパートナーです。

当社のWhiteCloud Servicesは、vCloud Directorをベースとする専用ソリューションをお客様に提供するもので、お客様は自社ブランドを冠してサービスを提供できます。また当社は、Hyper-V™やCitrix XenServerなどの他の仮想化プラットフォームや、物理サーバと仮想サーバを混在させた環境も提供しています。こうしたことが可能なのも、すべてのサーバ(物理および仮想)がネットアップ クラスタ上のVserverと専用のVLANに接続されており、必要なレベルのマルチテナンシーをサポートできるからです。高いパフォーマンスが好評を博し、多くのお客様が当社を利用してXenDesktopなどのVDIソリューションをサポートしています。

PeakColoにもたらされた運用面でのメリット

アーキテクチャの基盤にData ONTAP 8 Cluster-Modeを採用したことで、当社はインフラの課題を解決することができました。同時に、運用面でも大きなメリットが得られています。

ノンストップ オペレーション

ユーザの作業を中断せずにネットアップ クラスタで重要な操作を実行できる機能は、お客様とのSLAを100%履行をする上で欠かせません。アクティブなVserverをクラスタ ノードから切り離せば、ファームウェアやソフトウェアのアップグレード、ハードウェアのアップグレードや交換といったメンテナンス作業が行えるため、お客様の業務が中断されることはありません。すべてのノードをアップグレードする必要がある場合は、ラウンドロビン方式で同様の手順を実施します。ストレージのプロビジョニング時にも、システムダウンを起こすことなく新しいストレージをオンラインにすることができ、そこにお客様のデータを透過的に移行できます。

アクティブなVserverを移動できるこの機能は、負荷分散にも便利です。当社の管理者は、OnCommand® System Managerを使用して、すべてのVserverの状況を容易に把握し、負荷分散の必要性を判断しています。

マルチテナンシー、機能と管理権限の委譲

Cluster-Modeには、Vserverを構築する機能によってマルチテナンシーが組み込まれているため、お客様同士でインフラを共有して効率を高められると同時に、お客様同士の分離についても妥協する必要がありません。また、(ご希望に応じて)Vserverの管理をお客様に委任し、ネットアップ ストレージのすべての機能(重複排除、圧縮、シンプロビジョニング、バックアップ、レプリケーションなど)の制御をお客様に完全に任せることができます。

当社のお客様はサービス プロバイダであるため、管理を委譲できることは重要です。当社は、お客様がインフラを全面的に管理できる真のIaaSを提供しています。オプション機能の管理権を当社がほぼ握る、単なるマネージドIaaSではありません。

お客様の多くはネットアップのVARであるため、ネットアップ ストレージの管理方法や各種機能の価値はすでに理解されています。新規のお客様には、短期集中型のトレーニングを提供して、ネットアップの各種機能をいつどのように活用すればよいかを余さず理解していただいています。重複排除機能は、すべてのネットアップ ボリュームで有効にしており(地理空間データを格納しているいくつかのボリュームは除く。このボリュームでは圧縮の方がスペース削減に有効)、全体で約70%のストレージ容量削減につながっています。このスペース削減効果により、PeakColoもお客様も、コストを大幅に削減できています。

既存の投資の保護

スケールアウト ストレージの多くには、特別な構成要素が使用されています。しかし、Cluster-Modeには、Data ONTAP 7やData ONTAP 8 7-Modeと同じ構成要素が使用されています。これもCluster-Modeのすばらしい点です。当社には7-Modeを実行中のシステムがいくつもあったため、これを転用してCluster-Modeクラスタに使用することができました。転用にあたっては、VMware Storage Motionなどのツールを使用して7-Modeシステムのデータを既存のクラスタに移行し、そのあとでハードウェアをクラスタに接続するという方法を採りました。このことから、ネットアップのクラスタリング機能を利用できる態勢にない企業でも、7-Modeから始めて、必要になったときにCluster-Modeに移行できることが分かります。

ストレージのライフサイクルの延長

サービス プロバイダである当社には、投資したインフラをできるだけ長く使用し、最大限に利用したいという希望があります。ところが、お客様が求めるパフォーマンスに応えるために、アップグレード サイクルをかなり短縮し、ストレージ システムを2~3年に1度入れ替えなければならない状況が続いてきました。

ですが、今回Cluster-Modeを採用したことで、ストレージ ハードウェアのライフサイクルが長くなりそうです。ネットアップ クラスタは、構成要素を全て同じにする必要がありません。クラスタに異機種のノードを混在させることが可能です。そのため将来、必要に応じて最新世代のストレージ ノードを既存のクラスタに追加できます。そして、最高のパフォーマンスが必要なVserverを新しいノードに移動し、クラスタ内の古いハードウェアは別の階層としてそのまま保持し、お客様に提供することができます。当社では、ストレージ システムのライフサイクルが5~7年に延びるのではないかと期待しています。

PeakColoのお客様にとってのメリット

当社では、自前のクラウド インフラを使用して、仮想SANと10~500TBのストレージを含むvCloud Directorソリューションをわずか4~8時間で構築し、自社ブランド化できるサービスとして提供しています。お客様にとっては、非常に短時間で多くの市場価値を手に入れることのできるサービスです。VARやMSPのお客様の契約形態はさまざまです。単一のVserverを契約して顧客間で共有するケースもあれば、HIPAAやPCIなどへのコンプライアンスが求められている顧客には、それぞれVserverを割り当てるケースもあります。ディザスタ リカバリ(災害復旧)サービスの提供を望むサービス プロバイダの場合は、PeakColoの複数のデータセンターにあるVserverを契約しています。

もしかしたら、当社がお客様に提供している最大のメリットは、ネットアップ クラスタの高いパフォーマンスに豊富な各種機能を組み合わせ、最大限の価値を引き出している点かもしれません。たとえば10TBという少量のストレージしか必要としないお客様であっても、当社は非常に高いI/Oパフォーマンスと、重複排除などのストレージ効率化機能を提供することで、コストの基であるストレージの量を実際に削減しています。お客様は、NetApp Snapshotなど、ネットアップの他のすべてのデータ管理機能やデータ保護機能についても、そのメリットを最大限手にされています。まるで、マルチノードのネットアップ クラスタを自社で所有しているかのようなメリットが得られるのです。

高いレベルのI/Oパフォーマンスを提供できることは、当社にとって大きな差別化要因です。当社のサービスをテストしたり、コンセプトの実証(POC)を確認したあとで、導入に踏み切られなかったお客様は1社もありません。パフォーマンスの明らかなメリットが、ひとえに説得材料となっているからでしょう。

今後導入予定のテクノロジ

Data ONTAP 8.1.1では、新しいテクノロジがいくつか発表されました。PeakColoでは、大きな期待を寄せ、今後の導入について現在検討を進めています。

Infinite VolumeとpNFS

NetApp Infinite Volumeは、クラスタを構成するノードを一括管理できる複合的なボリュームを提供するテクノロジで、ボリューム内に複数のサブ ボリューム(コンスティチュエント ボリューム)を構築し、そのすべてにわたってデータを配分することができます。このため、単一ボリュームのスループットが大幅に向上します。また、Cluster-Modeの機能と、NFSバージョン4.1のpNFS機能の組み合わせは、市場のあり方を変える可能性があると当社では見ています。速度の大幅な向上が見込めるだけでなく、GPFSやLustreなどの特殊な並列ファイルシステムよりもはるかに使いやすいでしょう。当社にとっては、科学や工学、Hadoopなどのビッグデータ市場をターゲットにしている既存のVARやMSPに、こうしたビジネス価値を提供できることになります。pNFSの主なメリットは、次のとおりです。

  • インフラの簡易化:他の並行ファイルシステムでは、ストレージに加えて多数の専用サーバが必要になるのに対し、pNFSのインフラは全体にシンプルです。
  • 管理性:pNFSには、通常、別々の管理が必要なファイルサーバが複数含まれます。しかし、Cluster-Modeを使用すれば、すべてのコンポーネントを単一のエンティティとして管理できます。
  • ノンストップ オペレーション:ネットアップ クラスタにpNFSをインストールすれば、他のワークロードと同様に、メンテナンスや負荷分散時にもノンストップでシステムを運用できるというメリットが得られます。

当社は、あるお客様にpNFSをすでに採用しており、今後Infinite Volumeと組み合わせて、新しいハイパフォーマンス サービスを構築できるかどうかを現在調査中です。

Flash Pool

サービス プロバイダという立場から、当社では、自らのインフラで実行されるワークロードをほとんど制御することができません。ボリュームやVMのミスアライメント、ブート ストームやログイン ストームといったイベントは、予告なしにいつでも起こりうるため、こうした予期せぬイベントに対してインフラの適応力を高められるテクノロジは、どのようなものであれ有難いものです。

NetApp Flash Poolテクノロジは、こうした突発的なイベントへの対応力を高められる重要なツールになりそうです。また、新しいストレージ階層を構築して提供できるようになるため、新たな付加価値ももたらしてくれそうです。Flash Poolは、NetAppバーチャル ストレージ ティア(VST)テクノロジの一部を担う機能で、データに自動で対応し、ホット データセットを高性能ストレージに保持します。従来からのディスクドライブにSSDを組み合わせたネットアップ ディスク アグリゲートを作成でき、ランダム リード データとランダム ライト データをSSD上に自動的にキャッシュできるため、パフォーマンスが向上します。

当社では、現在、大容量のSATAディスクとSSDを組み合わせたFlash Poolのパフォーマンスをテストしており、今後、新しいストレージ階層としてお客様に提供できるようになると期待しています。

まとめ

当社が成長を続けていくためには、お客様であるVARやMSPが必要としているパフォーマンス、拡張性、機能を提供し続けることが必要です。そのために選んだのがネットアップです。成長を持続し、フラッシュベース ストレージ、Software Defined Networking、ビッグデータの採用といった、重要な業界動向に対応していく上で、ネットアップが最良のテクノロジ パートナーであることは間違いありません。NetApp Data ONTAP 8 Cluster-Modeは、現在の成功と、将来の課題解決に必要な機能を提供してくれます。競合他社よりもはるかに優れた即応性をもたらすCluster-Modeの柔軟性は、クラウド サービス プロバイダである当社にとって極めて貴重です。

PeakColoのITインフラに対するアプローチについて、さらに詳しくお知りになりたい方は、最近開かれたWikibon Peer Incite研究会議の技術ディスカッションをご参照ください (動画または音声)。

 PeakColoのケーススタディ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。

寄稿:Luke Norris氏 PeakColo創業者 CEO兼チーフ アーキテクト

Norris氏は、2006年にPeakColoを創立し、現在は戦略の方向性決定に関わり、経営の舵を取っています。同社創立前は、SunGard AvailabilityでIntegrated Operations Centerのマネージャーを務め、総床面積が500万平方フィートを超える、世界各地に展開されたデータセンターの24時間運用と管理を担当していました。2つの技術特許の共同発明者であるとともに、PeakColoでの成果に基づいた特許をいくつか出願中です。

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PeakColoについて

PeakColoは、コロラド州デンバーに本社を置く、2006年創設のクラウド サービス プロバイダです。同社は、インフラ サービス(IaaS)クラウド コンピューティングに特化し、パブリック、プライベート、ハイブリッド、ディザスタ リカバリ(災害復旧)サービスのほか、カスタム ソリューションも提供しています。コロラド州デンバー、アリゾナ州フェニックス、英国ロンドン、ワシントン州シアトルの5つのデータセンターから、エンタープライズクラスの包括的なクラウド ソリューションを提供しています。



アジャイル データインフラを実現する3つの条件

Data ONTAP 8 Cluster-Modeで、ネットアップ ストレージが以下の3条件を満たすアジャイル データインフラへと変わります。

  • インテリジェント:より少ない人員でより多くの成果を達成
    • OnCommand管理ソフトウェア
    • Storage Efficiency機能
    • バーチャル ストレージ ティア
  • ノンストップ:移行、アップグレード、ハードウェアの更新時にも、データへのアクセスを維持
    • ノンストップ オペレーション
    • 組み込みのデータ セキュリティ
    • 統合データ プロテクション
  • インフィニット:ストレージを数TBから50PBにまで拡張可能
    • ユニファイド アーキテクチャ
    • セキュア マルチテナンシー
    • スケールアウト クラスタリング
    • Infinite Volume
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