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FlexPod for VMware上でMicrosoft
アプリケーションを実行するメリット

Cisco、VMware、NetAppは、事前構成 / 検証済みの標準化されたデータセンター・アーキテクチャ設計であるFlexPod™ for VMware®インフラソリューションを共同で開発し、指定のチャネルパートナーを通じて提供しています。FlexPod for VMwareは、共有ITインフラやクラウドの導入を簡易化、高速化し、そのリスクを低減することを目的に開発されました。数カ月前に、FlexPodの基本的なアーキテクチャとその使用例について、CiscoのAshok RajagopalanとNetAppのDavid Klem氏が詳細に解説した記事が公開されましたが、最近の記事の中では、この記事が最も多くの方に閲覧されているとのことです。このたびは、こうした背景の下、Tech OnTapからの依頼を受けて、FlexPod for VMware上への一般的なMicrosoft®アプリケーションの導入とそのメリット(パフォーマンス、効率化、データ保護 / DR)について、また、関連するベストプラクティスについて詳しく解説させていただくことになりました。

Microsoftの混在ワークロードにとっての利点

FlexPod for VMwareインフラソリューションは、独自の仮想化機能を備えており、Microsoftアプリケーションを効率よく導入して安全に分離することができます。まずVMware vCenter™は、ワークフローの自動化をサポートする拡張性の高い管理プラットフォームを提供します。また、Cisco Unified Computing System™(UCS) Managerには、Cisco®コンポーネントの管理機能が組み込まれており、VMware vCenterとの統合が可能です。さらに、NetApp® OnCommand®管理スイートによって、ストレージ管理のタスクが簡易化されます。NetApp OnCommandはvCenterと緊密に統合されているため、サーバ管理者とVMware管理者が自分でストレージ管理のタスクを行えるようになります。

FlexPod for VMwareのコンポーネント

図1) FlexPod for VMwareのコンポーネント

FlexPod構成はきめ細かく調整することができ、企業独自のワークロードの要件に合わせて1つのFlexPod構成内でコンポーネントをスケールアップすることも、複数のFlexPod構成を使用してスケールアウトすることもできます。また、補足的なコンポーネントを追加して、アプリケーションのアクセラレーション、負荷分散、バックアップ、ディザスタリカバリ(災害復旧)などの機能を利用することも可能です。たとえば、次のコンポーネントを追加することができます。

  • Cisco Application Control Engine(ACE)とWide Area Application Services(WAAS):仮想化されたMicrosoftアプリケーションの可用性とパフォーマンスを強化し、データセンター内のネットワークだけでなくWAN(広域ネットワーク)を最適化します。
  • NetApp SnapManager®、SnapMirror®、VMware Site Recovery Manager(SRM):アプリケーションに対応するバックアップ、きめ細かいリカバリ、自動化されたディザスタリカバリ(DR)機能を通じて、厳しいRecovery Time Objective(RTO;目標復旧時間)とRecovery Point Objective(RPO;目標復旧時点)の達成を可能にします。

Microsoftアプリケーションを仮想化することにより、アプリケーションの所有者とエンドユーザだけでなく、IT運用全体にも大きなメリットをもたらすことができます。FlexPodにMicrosoftアプリケーションを導入すると、以下のことが可能になります。

  • 複数のMicrosoftアプリケーション・インスタンスを、事前検証済みの共有ITインフラ上にホストして一元管理し、コストを削減
  • 必要に応じて新しいアプリケーション・インスタンスを迅速に導入
  • Microsoftアプリケーションの高可用性SLA(サービスレベル契約)を満たし、エンドツーエンドのQoS(サービス品質)を実現
  • データ保護とディザスタリカバリを完全に自動化
  • 共同サポートによって、すべてのFlexPodコンポーネントの問題を効率よく解決

アプリケーション所有者は、従来の方法でアプリケーションを管理しながら、強化された可用性、セキュリティ機能、データ保護機能を利用できるようになります。また、新しいアプリケーションを迅速に導入し、アプリケーションに対応した負荷分散を行うことが可能となります。エンドユーザ(特に支社・支店のユーザやモバイルユーザ)も、アプリケーションにアクセスする際、パフォーマンスと操作性が向上していることを実感できるはずです。

FlexPodソリューションを構成するそれぞれのコンポーネントが、Microsoftアプリケーションに独自のメリットを提供します。

Cisco UCS

Cisco UCSは、ソフトウェアレイヤにおけるすべてのサーバ属性を制御し、FlexPod内のコンピューティング・ハードウェアをステートレスにします。Cisco UCSは、仮想MACアドレスと仮想WWNアドレスを使用して、サーバのハードウェア、ネットワーキング、ストレージアクセスを完全に仮想化します。1台のサーバに障害が発生しても、VLANやスイッチを再構成せずに、このサーバのロールをほかのブレードにシームレスに割り当てることができます。Cisco UCS Managerは、テンプレートを使用して新しいサーバの導入を簡易化するため、拡張性、可用性、効率が強化されます。

Cisco UCSとVMwareのサーバ仮想化テクノロジ、NetAppのストレージ仮想化テクノロジが統合されていることで、Microsoftアプリケーションの導入が最適化され、以下のようなメリットが実現します。

  • サービスプロファイルとサービステンプレートを使用することにより、新しい仮想Microsoftサーバを追加する際のプロビジョニングがスピーディーに行えます。また、事前設定済みのサービスプロファイルを、新しいCisco UCSブレードに適用することで、ESXホストを迅速にプロビジョニングできます。Cisco UCSブレードでは、プリインストール済みのESXホストイメージをSANブートできます。こうした機能と、NetApp Virtual Storage Console(VSC)を組み合わせれば、わずか数分で多数のMicrosoftアプリケーションVMをプロビジョニングすることが可能になります。VSCは、FlexClone®を使用して仮想マシン(VM)のプロビジョニングを行います。
  • CiscoのM81KR仮想インターフェイスカード(VIC)を使用すると、多数の仮想NICを追加して構成できるため、サーバ1台で何種類ものインターフェイスを使用できます。ExchangeのメールボックスサーバがDAG構成内にある場合は、この機能が非常に有効で、トラフィックタイプごとに別々のVLANを使用することができます。
  • ネットワーキングだけを見ても、Cisco UCSアーキテクチャは、従来のアプローチより66%コストを低く抑えます。

Cisco Nexusユニファイド・ファブリック

Cisco Nexus® 5500シリーズスイッチは、高速接続機能と、すべてのネットワークパスの完全な冗長性を実現するユニファイド・ファブリックです。

FlexPodの初期導入に併せて導入されるこのネットワークインフラには、3つ分のFlexPodに対応できるポートと帯域幅が搭載されています。つまり、ネットワーク容量を追加することなく、FlexPodを2つ追加導入できる(合計3つのFlexPodを導入可能)ということです。

以下の2つのネットワーク・コンポーネントは、VMwareをサポートするよう特別に設計されています。

  • Cisco Nexus 1000V Virtual Supervisor Module(VSM):VMwareカーネル内、またはCisco Nexus 1010アプライアンスで稼働するソフトウェアスイッチ。サーバ環境とネットワーク環境の緊密な統合を実現します。
  • Cisco Nexus 1010:Cisco Nexus 1000V VSMの複数インスタンスをサポートする専用のアプライアンス。個々のサーバブレードの負荷をオフロード(軽減)し、拡張性とパフォーマンスを高めます。

NetAppストレージ

FlexPodのNetAppストレージ・コンポーネントも、Microsoftアプリケーションに重要なメリットを提供します。NetAppのストレージは、Microsoftアプリケーションが必要とするパフォーマンス、可用性、効率性を提供できる設計になっています。

FlexPodにはNetApp Complete Bundleソフトウェアが搭載されているため、追加の費用なしでNetApp SnapRestore®、SnapMirror、FlexClone、SnapVault®、SnapManagerシリーズのすべてのソフトウェアを自由に使用することができます。SnapManagerスイートは、Microsoft Exchange、SQL Server®、SharePoint®や、その他の複数の主要なアプリケーションに、アプリケーション対応のデータ保護機能を提供します。こうしたコンポーネントとSnapMirrorを組み合わせることで、DRの基盤を構築することができます。

また、NetAppユニファイド・マルチプロトコル・アーキテクチャには、重複排除機能、シンプロビジョニング機能、高速クローニング機能などの効率化テクノロジが組み込まれているため、数千の仮想マシンを数分で導入し、仮想化されたMicrosoftアプリケーションの多数のインスタンスをサポートできます。

VMware vSphere

FlexPod for VMwareには、VMware vSphere™ Enterprise PlusとVMware vCenter™が搭載されています。すでにVMware Enterpriseのライセンスを所有しているお客様は、FlexPodを導入する際、VMwareのソフトウェアライセンスを取得する必要はありません。現在では、大容量のマルチコアサーバが標準になりましたが、ほとんどのアプリケーションは物理サーバのすべてのコアを活用できていません。VMwareを使って仮想化すると、これらのコアを効率よく活用することが可能になり、ハードウェアを追加せずにさまざまなサーバのロールを分離できます。Microsoftアプリケーションのテストラボも、簡単に、コストを抑えて維持できるようになります。

VMwareには、VMotion™、Storage VMotion、Distributed Resource Schedulerなどの機能があります。こうしたテクノロジを使用することで、システムダウンを起こさず、サーバ間またはサイト間で、アプリケーション・インスタンスと関連するリソースを移動させることができます。また、リソースプール全体の使用状況を監視し、使用可能なリソースを仮想マシンにインテリジェントに割り当てられます。

パフォーマンス

仮想環境内のMicrosoftアプリケーションの使用状況を検証するため、これまでにも綿密なパフォーマンス調査が実施されてきました。VMwareとNetAppを使用した環境でも、Exchangeのパフォーマンステストが幅広く行われています(テストは主にExchange 2007を使用して行われていますが、Exchange 2010ではI / Oが大幅に削減されているため、Exchange 2007で適切なパフォーマンスを達成できれば、Exchange 2010では優れたパフォーマンスを達成できるはずです)。

図2に、VMware環境でExchangeを運用した場合のパフォーマンスの概要を示します。ご覧いただくと分かるように、仮想サーバと物理サーバのパフォーマンスの差は常に5%以内です。ユーザ数が4,000人でも、CPUの負荷はわずか25%です。物理環境と仮想環境におけるヘビーユーザとCPUの数は、横軸に示されています。

VMware環境と物理環境におけるExchangeのパフォーマンス比較

図2)VMware環境と物理環境におけるExchangeのパフォーマンス比較

VMwareは、Microsoft SharePoint Server 2007Microsoft SQL Serverに対しても同様のパフォーマンス調査を実施しました。SharePointの調査では、1台の物理サーバ上で、最大171,600名のSharePointヘビーユーザをサポートできることが実証されました(この物理サーバではvSphereを使用しており、さまざまなSharePointロールごとに個別のVMをホストしていました)。また、50,000名のユーザをサポートするSharePoint 2010環境の詳しい調査も実施済みで、まもなくCVD(Cisco Validated Design)が公開される予定です。

Cisco UCSとNetAppのストレージは、このほかにもMicrosoftアプリケーションのパフォーマンスを向上させる機能を備えています。

コンピューティングの面では、FlexPodは2種類のコンピューティング・ブレードを採用しています。一般的なワークロードには、BシリーズB200 M2ブレードサーバが、メモリを大量に使用するワークロードにはB250 M2 拡張メモリブレードサーバが適しています。大規模なExchange環境と大規模なSQL Serverデータベースのパフォーマンスには、大容量のサーバメモリが欠かせません。大容量のサーバメモリを使用すると、物理ディスクのI / Oが削減されるため、たとえば1台の物理サーバに多くのExchangeメールボックスを配置することが可能になります。

各FlexPod構成に搭載されているNetApp Flash Cacheモジュールは、読み取りによる遅延を低減し、一定レベルのパフォーマンスの達成に必要となるスピンドル数を削減します。また、仮想環境で一度に多数のVMをブートするときに発生するブートストームの影響も大幅に低減します。

Microsoft Exchange 2010環境でNetAppが行ったベンチマークテストでは、Flash Cacheを追加することでIOPSが2倍になり、サポート可能なメールボックス数が67%増加しました。

パフォーマンス向上を実現するオプション機能

FlexPod for VMware構成にCisco Application Control Engine(ACE)モジュールを追加すると、アプリケーションの負荷分散、ネットワーク・トラフィックの制御、サービスの冗長化、リソース管理、アプリケーションのアクセラレーション / 最適化などの機能の使用が可能になります。リモートのオフィスやモバイルユーザをサポートする必要がある場合は、Cisco WAASによってWANを最適化することで、Eメールにアクセスしたり、SharePointサイトにファイルやフォルダをアップロード / ダウンロードするリモートユーザに、より迅速にアプリケーションを提供することができます。

また、FlexPodにセキュア・マルチテナンシー(SMT)を実装すると、エンドツーエンドでQoSを実現することが可能となり、特定のアプリケーションのワークロードを別のワークロードより優先できます。この独自のSMT機能が、すべてのインフラレイヤ(サーバ、ネットワーク、ストレージ)でQoSを実現します。通常の環境では、1つのレイヤのみでQoSメカニズムを有効化することによって、ダウンストリームレイヤやアップストリームレイヤを制御しようとしますが、アプリケーションによって特性が異なるため、CPU、ネットワーク、I / Oのうち、何が集中的に使用されるか分かりません。単純にI / Oを制限するだけでは、CPUを大量に消費するアプリケーションのCPU利用率を制御することはほぼ不可能です。

FlexPodのQoS機能を使用すれば、重要度が非常に高いワークロードに対して常に必要なリソースを割り当てられるようになるため、期待どおり(あるいは期待を超える)のパフォーマンスを実現できます。さらに、サービスレベルの低下を心配することなく、リソースの使用量を増やして効率化を図ることが可能となります。

効率化

FlexPod for VMwareを使用すると、インフラへの投資を最大限に活用しながら、業務を簡易化し、IT担当者の負担を軽減できるため、Microsoftアプリケーション環境の効率が向上します。

従来のMicrosoftアプリケーション環境では、アプリケーションロールごとに1台の物理サーバが使用されています。データベースサーバやExchangeメールボックスサーバは、物理リソースをフルに活用することもありますが、その他のサーバロールでは、貴重なリソースがアイドル状態になっていることも珍しくありません。FlexPod for VMwareを導入すると、こうした多数のサーバロールを単一の仮想サーバに統合し、必要に応じてリソースを調整することができます。vMotionは、この機能をさらに強化するテクノロジで、必要なときにシステムの停止を伴わずに負荷の高いVMを別のハードウェアに移動することができます。

FlexPodは、2つのタイプのサーバブレードを採用しているため、ニーズに最適なタイプのブレードにVMを配置することができます。また、B250 M2拡張メモリブレードサーバに実装されているCiscoメモリ拡張機能を使用すると、VMの密度を非常に高くしたり、大量のメモリを必要とするVMをサポートすることができます。

NetAppは、VMware vStorage APIs for Array Integration(VAAI)をサポートしているため、プロビジョニングなどの、データに関する重要なタスクを、サーバからストレージにオフロードできます。NetAppとVMwareは、Virtual Storage Console(VSC)を通じて統合されているため、vCenterを使用して作業をするVMware管理者は、NetAppの基本機能を活用して大幅な効率化を図ることができます。

VSCのプロビジョニング / クローニング機能には、NetApp FlexCloneテクノロジ(FlexCloneの詳細は、本Tech OnTapの『Back to Basics』(英語)を参照)を使用してベースラインから新しいVMを効率よくクローニングする機能や、ストレージパスを管理および保護する機能、重複排除とシンプロビジョニングを設定してストレージを効率化する機能、データストアのサイズを変更する機能が含まれています。FlexCloneを使用してプロビジョニングを行うと、クローンは変更が加えられたときにのみ追加の容量を消費するため、VMの導入に必要なストレージを大幅に削減できます。NetAppのシンプロビジョニング機能(英語)と重複排除機能を有効化すると、ストレージの所要量をさらに削減できます。

筆者は、2009年に行われた検証プロジェクトに参加しました。このプロジェクトは、VMware、Cisco、NetAppテクノロジ上に導入されたMicrosoftアプリケーションの混在ワークロードを検証するものでしたが、プロビジョニング(FlexCloneを使用)、シンプロビジョニング、重複排除を組み合わせて利用することで、OSとMicrosoftアプリケーションバイナリをホストするVMシステムドライブのストレージ所要量を92%削減できることが確認されました。

クローンベースのプロビジョニング、シンプロビジョニング、重複排除機能の併用によって削減できるストレージ

図3)クローンベースのプロビジョニング、シンプロビジョニング、重複排除機能の併用によって削減できるストレージ

データ保護とディザスタリカバリを簡易化

FlexPodには、Exchange、SQL Server、SharePointのデータ保護を簡易化するテクノロジも数多く含まれています。NetApp Virtual Storage ConsoleとSnapManagerスイートが搭載されているため、VMをスペース効率よくオンディスク方式でバックアップしたり、VM上で実行されているMicrosoftアプリケーションに対してアプリケーション対応のバックアップを実行するための機能がすべて揃っています。アプリケーションのバックアップは、NetApp SnapMirrorを使用してDRサイトに自動的に複製できます。NetAppの重複排除(無償のData ONTAP®機能)を実行すると、バックアップ先とレプリケーション先でも自動的にスペース削減の効果が維持されます。重複排除によってストレージを削減することにより、DR環境への投資を強化できます。

さらに、Cisco WAASを追加すると、WANを最適化し、最小限の時間と帯域幅でレプリケーション作業を実行することができます。また、VMware Site Recovery Manager(SRM)を併用することで、DRサイトの仮想化されたMicrosoftアプリケーションのリカバリを完全に自動化(英語)できます。

Microsoftアプリケーション用の包括的なDRソリューションを構成する要素

図4)Microsoftアプリケーション用の包括的なDRソリューションを構成する要素

FlexPod上でMicrosoftアプリケーションを使用するためのベストプラクティス

最後にもう1つ、FlexPod上にMicrosoftアプリケーションを導入するメリットを紹介します。それは、Cisco、NetApp、VMwareによって、FlexPod上への導入テストが長期間かけて実施され、導入方法が完全に文書化されていることです。ここでは、ベストプラクティスの説明は控えて、皆様にお役立ていただけそうな資料を紹介したいと思います。

先日公開されたCVD『FlexPod for VMware Deployment Model』(英語)では、FlexPod for VMwareの基盤アーキテクチャと、FlexPod for VMwareの基本構成を導入するための手順が総合的に紹介されています。

FlexPod for VMwareは、VMware View 4.5(VDI)、Microsoft Exchange 2010、Microsoft SharePoint 2010、Microsoft SQL Server 2008R2による混在ワークロードを実行する1,500名のユーザをサポートできることがテストで実証されています。TR-3884:『FlexPod for VMware Solutions Guide』(英語)では、上記をはじめとするアプリケーションやソリューションをFlexPodに導入、追加するための一般的なガイドラインが紹介されています。TR-3785:『NetAppソリューション・ガイド VMware vSphere 4、NetAppユニファイド・ストレージ(FC、iSCSI、NFS)、Cisco Nexusユニファイド・ファブリックの統合環境におけるMicrosoft Exchange Server、SQL Server、SharePoint Serverの混在ワークロード』は、FlexPodの発表前に公開された文書ですが、TR-3822:『VMware vCenter Site Recovery Manager、NetApp SnapManager、NetApp SnapMirror、Cisco Nexusユニファイド・ファブリックを使用したMicrosoft Exchange、SQL Server、SharePoint Serverのディザスタリカバリ』と同様に、Microsoftアプリケーションの導入に役立つ重要な情報が掲載されています。

また、Exchange導入については、先日公開されたCVD『Microsoft Exchange 2010 with VMware vSphere on Cisco Unified Computing System with NetApp Storage』(英語)にも詳しいベストプラクティスが紹介されています。このほかにも、特定のアプリケーションに焦点を当てたCVDが続々と公開される予定です。今後のTech OnTapでCVDへのリンクが紹介されると思いますので、ぜひチェックしてみてください。

まとめ

パフォーマンスの合理化、大幅な効率性向上、データ保護とDRの簡易化を実現するFlexPod for VMwareは、Microsoftアプリケーションの仮想化に最適な、コスト効率の高い優れたプラットフォームです。MicrosoftアプリケーションをFlexPod上で実行するためのベストプラクティスが3社共同で検証され、しかも必要なときに共同サポートを受けることができるFlexPod for VMwareは、安心して導入いただけるソリューションです。

 FlexPod for VMwareへのMicrosoftアプリケーションの導入に関するご
     意見をお寄せください。


ご質問、意見交換、情報提供は、NetAppのコミュニティサイトまでお願いいたします。

Abhinav Joshi
ソリューション・アーキテクト
Cisco


Abhinav氏は、クラウド環境のビジネス・アプリケーションをサポートするCiscoソリューションと、パートナー・ソリューションの開発と普及に取り組んでいます。Abhinav氏は、この業界で11年以上のキャリアを持ち、9年以上にわたって、データセンターの統合、仮想化、クラウドの分野で活躍しています。

Ciscoへの入社以前は、NetAppに仮想化 / クラウド・ソリューション・アーキテクトとして勤務し、エンドツーエンド・ソリューションの開発、GTM活動、ポジショニング / メッセージング、統合戦略において重要な役割を担っていました。


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  • FlexPod for VMwareについて紹介するTech OnTapの記事をご覧ください。最近公開されたビデオでは、FlexPod for VMware環境でMicrosoftアプリケーションを利用するメリットと、その容易な操作が紹介されています。
  • 最近掲載されたブログ(英語)では、FlexPodにMicrosoftアプリケーションを導入した場合に使用できるオプション機能と、Microsoftアプリケーションの運用方法について、さらに役立つ資料が紹介されています。
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