アジェンダなぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのかストレージの仮想化ストレージ容量の削減ファイルサーバーからストレージシステムの進化 Windows Azure の活用 ~ コストの更なる削減 ~ マイクロソフトでは Storage を記憶域と訳していますが本セッ

(1)

Windows Server 2012、2012 R2 と進化を続けるストレージ機能を一挙に解説

日本マイクロソフト株式会社

ビジネスプラットフォーム統括本部

北澤英崇

SC-012

(2)

アジェンダ

マイクロソフトでは「Storage」を「記憶域」と訳していますが、本セッションでは文脈上「ストレージ」と記述している箇所があります。ご了承ください。

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムの進化

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

(3)

マイクロソフト自身がクラウドサービスを提供

Windows Update

過去20年以上のわたり、

クラウドサービスを提供

(4)

世界規模クラウドの経験と実績を

(5)

皆様のデータセンターに

(6)

アジェンダ

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムへの進化

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

(7)

ストレージの仮想化

物理ストレージ

記憶域プール 仮想ディスク (※) 物理ディスク

複数ディスクを束ねてプール化複数種類のディスクも束ねる事が可能

ローカルの物理ディスクに見える

⇒ 今までの物理ディスクの様に扱える

ローカルディスク (HDD/SDD)、SAN ストレージ、USB ドライブ・・・

領域を切り出す今まで通り利用可能

• 仮想ディスクの概念を導入

• 運用管理 / パフォーマンス / コストなど様々なメリット

(※)「記憶域スペース」と表現されている場合もありますが、本セッションでは仮想ディスクで統一しています

既存ストレージ / 最新ストレージを有効活用

(8)

仮想ディスク～冗長性～

• ディスクの冗長化を実現するテクノロジー

• 記憶域プールから仮想ディスクを作成する時に設定

レイアウト ディスク要件

Simple 最小1台 RAID 0 相当

ストライピング Parity

( シングルパリティ )

最小3台 RAID 5 相当

データとパリティ情報(1台)が複数の物理ディスクにストライピングされる

Parity

( デュアルパリティ )

データとパリティ情報(2台)が複数の物理ディスクにストライピングされる

Mirror

( 双方向ミラー )

データは２台の物理ディスクに複製される Mirror

( 3方向ミラー )

データは3台の物理ディスクに複製される

R2

の新機能

(9)

仮想ディスク～シンプロビジョニング～

仮想的に認識されている領域

実際の物理ディスク領域

容量が足りなくなったらディスク追加

( オンラインで可能 )

仮想ディスク

• ディスクの容量を仮想化。実際の物理領域以上の領域を認識させる

• 最小限のディスク容量でスモールスタート。必要に応じてディスクを追加

• ディスク追加はオンラインで可能

• 記憶域プールから仮想ディスクを作成する時に設定

(10)

仮想ディスク～階層化ストレージ～

• データの配置を最適化

• ファイルの固定化を制御可能

• ポイント

HDD

ホットデータ

コールドデータ

SSD

ストレージアクセス

記憶域プール

仮想ディスク

R2

の新機能

(11)

仮想ディスク～ライトバックキャッシュ～

• SSD を含んだ仮想ディスクにライトバックキャッシュを確保

• デフォルト 1GB ( 変更可 )

• SSD を有効活用

コールドデータ

WBC

ホットデータ

R2

の新機能

(12)

DEMO

記憶域プールと仮想ディスク

(13)

アジェンダ

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムへの進化

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

(15)

重複除去の容量削減効果

ファイル

サーバーデータ

： ^{28% 削減}

OS VHDs (仮想マシン)

：98% 削減

仮想マシンライブラリの場合は重複部分が多いため特に効果が高い

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

File Server Data OS VHDs

Before Deduplication After Deduplication

出典：ESGラボ「Microsoft Windows Server 2012 記憶域およびネットワーキング分析」

(16)

重複除去設定時のパフォーマンス

重複除去のオーバーヘッド

-

複数の小さなファイルを開く場合 ファイル数全ファイルを開くための合計時間

重複除去前（秒）全ファイルを開くための合計時間重複除去後（秒）

1 1.312 1.321

22 7.171 7.702

83 27.765 28.171

125 35.638 36.799

0 5 10 15 20 25 30 35 40

125 83 22 1

ファイルを開くまでの経過時間

(秒) Before Deduplication After Deduplication

ファイル数

すべてにおいて、

重複除去設定の

オーバーヘッドは3% 以下

出典：ESGラボ

「Microsoft Windows Server 2012 記憶域およびネットワーキング分析」

(17)

アジェンダ

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムへの進化

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

(18)

SMB の進化

• ファイル共有に接続するためのプロトコル

• Windows Server 2008 以降急激に進化

– より速くより可用性を高く

パフォーマンス & 可用性の向上 SMB マルチチャネル

スケールアウトファイルサーバー パフォーマンスの向上

SMB ダイレクト (RDMA) 可用性の向上

SMB 透過フェールオーバー

SMB 1.0 Windows 95 Windows NT

SMB 2.0 Windows Vista Windows 2008

SMB 2.1 Windows 7

Windows 2008 R2

SMB 3.0 Windows 8

Windows 2012

SMB 3.0 新機能

(19)

一般的なストレージシステムとの構成比較

Windows ファイルサーバー

ストレージコントローラ

^Windows

_サーバー^ファイル

(

コモディティサーバー

)

一般的なストレージシステム FC/iSCSI ストレージアレイ

ストレージを利用する各種サーバーストレージを利用する

各種サーバー

FC/iSCSI SMB

ポイント： ①

SMB

プロトコルを利用したファイルベースアクセス

②

JBOD (Just a Bunch Of Disks)

で、ディスクをそのまま利用

③

OS

がディスクの制御、冗長化を行い、ストレージサービスを提供

(20)

一般的なストレージとの機能比較

•

• 一般的なストレージシステム

FC/iSCSI ストレージアレイ

•

• Windows ファイルサーバー

R2

の新機能

R2

で拡張

R2

で拡張

R2

の新機能

(21)

SMB の進化

Windows ファイルサーバー

^Windows

(

)

一般的なストレージシステム FC/iSCSI ストレージアレイ

各種サーバー

FC/iSCSI SMB

ポイント： ①

SMB

②

JBOD (Just a Bunch Of Disks)

1GbE 1GbE NIC

1GbE NIC

10GbE/IB NIC

10GbE/IB NIC 10GbE/IB NIC

10GbE/IB NIC

構成例

スイッチ

10GbE/IB

スイッチ

10GbE/IB

(23)

SMB ダイレクト (RDMA)

ファイルサーバーファイルクライアント

アプリケーション

SMB

クライアント

RDMA

が利用できるネットワーク

R-NIC

SMB

サーバー

RDMA

が利用でき

るネットワーク

NTFS SCSI

R-NIC

ディスクユーザー

カーネル

(24)

SMB パフォーマンスデータ ( 負荷 : 一般的 )

出典：ESGラボ「Microsoft Windows Server 2012 記憶域のパフォーマンスとコストの分析」

2 4 6 8

SMB(10GbE Non-RDMA) 487 963 1,443 1,932

SMB(10GbE RDMA) 522 1,026 1,523 2,003

iSCSI SAN (10Gb) 508 997 1,498 1,963

FC SAN (8Gb) 518 989 1,463 1,950

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500

毎秒のトランザクション数

仮想マシンの数

OLTP ワークロード、 Windows Server 2012 、 SQL Server 2012

SMB (10GbE) は FC SAN /iSCSI SANと比較しほぼ同等のパフォーマンス

Non-RDMAは若干劣り(5%未満)、RDMAだと若干勝る (5%未満)

(25)

SMB パフォーマンスデータ ( 負荷 : 超高 )

SSD + PCIe

直結

SMB 3.0 +

Infiniband FDR 54Gbps

SMB 3.0 + Infiniband QDR 32Gbps

SMB 3.0 +

10GbE Local データ ( SSD+PCIe直結 ) の

大きな IOサイズ (512KB) で IOPS 1万超 15,000rpm DISK 数十本の RAID 0 相当のパフォーマンス

Infiniband FDR (54Gbps) + RDMA

の組み合わせでほぼ同等のパフォーマンス

CPU の負荷の軽減を実現

(26)

ファイルサーバーの可用性

Windows ファイルサーバー

^Windows

(

)

一般的なストレージシステム FC/iSCSI ストレージアレイ

各種サーバー

FC/iSCSI SMB

(10GbE / Infiniband)

ポイント： ①

SMB

②

JBOD (Just a Bunch Of Disks)

③

OS

(27)

ファイルサーバーの可用性

スケールアウトファイルサーバー

(Active-Active 型のクラスタ)

共有ストレージ

Active Active

共有ストレージ

Active Passive

( CSV 2.0 )

汎用ファイルサーバー

(従来のフェールオーバークラスタ)

共有ストレージ

頻繁にファイルを開く・閉じる・ファイルを生成する等の操作を行うユーザーまたはアプリケーションの可用性を向上

一般的なファイルサーバー

8ノード

までの拡張性

長時間ファイルを開いたままにするアプリケーションまたは仮想マシンの記憶域の配置

Hyper-V / SQL Server 用のストレージ

(28)

SMB 透過フェールオーバー

ファイルサーバークラスター

Hyper-V

通常操作

¥¥fs1¥share ¥¥fs1¥share

ファイルサーバーノード

A

ファイルサーバーノード

B

1

2 3 1

2 3

共有のフェールオーバー

–

接続とハンドルが喪失し、一時的に

IO

がストールする

接続とハンドルが自動的に復旧

アプリケーションの

IO

はエラーを報告されることなく継続

• フェールオーバーはアプリケーションに対して透過的

•

ダウンタイムなし

–

フェールオーバー中は微細な

IO

遅延が発生

• 計画内外問わず、利用可能

”

継続的可用性

(CA)”

プロパティで作成されていること

(29)

クラスタ対応更新 (CAU)

更新

コーディネーター

(30)

物理構成例

Windows ファイルサーバー

Windows Server (

クラスタ

) ^Windows

(

)

一般的なストレージシステム FC/iSCSI ストレージアレイ

各種サーバー

FC/iSCSI

ポイント： ①

SMB

②

JBOD (Just a Bunch Of Disks)

③

OS

(10GbE / Infiniband) SMB

(31)

物理構成例

JBOD

1/10G

イーサネットクラスタ接続

B ポート A ポート

サーバー

B

サーバー

A

Network Network

… 23 0 1

CPU

HBA SAS

CPU

HBA SAS

エクスパンダ

SAS

エクスパンダ

SAS

• 安価なハードウェアを利用

• ファイルサーバーとストレージ間は SAS ケーブルを利用した Shared SAS ( 共有 SAS) 接続

• 現在の転送帯域は 48 or 24 Gbps

• 安価な JBOD (Just Bunch Of Disks) を利用

• サーバーは安価で汎用的なコモディティ PC サーバー

• 制御は Windows Server

• RAID 等は Windows Server の

記憶域プール・仮想ディスクで制御

Shared SAS (共有SAS) 接続

(32)

コスト比較

$6.65 $6.19

$3.33

$0

$2

$4

$6

$8

$10

FC SAN iSCSI SAN File-based Storage with Spaces,

SMB, RDMA, SAS JBOD

出典：ESGラボ「Microsoft Windows Server 2012 記憶域のパフォーマンスとコストの分析」

GB あたりの取得コストの分析

(24

台の

10K 600 GB SAS

ドライブから

14.4 TB

の未加工容量

)

$/G B

FC SAN / iSCSI SAN と比較し、Windows Server のファイルサーバー

ベースのストレージは約半分のコストで導入可能

(33)

アジェンダ

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムへの進化

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

(34)

Windows Azure へのバックアップ

Windows Azure

Online Backup Agent

• 低コストな Azure 上の Storage をバックアップ領域として利用

• Windows Azure Online Backup Agent と連携する事により

Windows Azure へのオンラインバックアップが可能

• Windows Server 標準バックアップユーティリティである

Windows Server Backup に統合される

暗号化

(35)

System Center による統合バックアップ

テープデバイスディスク

オンライン 差分バックアップ

Windows Azure Backup

• オンライン高速差分バックアップ

• 複数のマイクロソフト製品を統合バックアップ

暗号化

(36)

クラウド統合ストレージ StorSimple

• ストレージアプライアンス

• Windows Azure と連結

• 自動階層化機能によりクラウドとローカルストレージ間のデータ配置を最適化

• ローカルストレージとしてパフォーマンスを維持

• 自動バックアップ機能

• バックアップデータをクラウドに配置する事で災害対策、事業継続環境を実現

Windows Azure

StorSimple

重複排除/圧縮

暗号化

アクセス頻度の低いデータは自動的にクラウドへ移動

よく使うデータはローカルストレージ (SSD/HDD) に格納

(37)

まとめ

• 記憶域プールによる既存ストレージの有効活用

• 重複除去による使用ストレージ容量の削減

• シンプロビジョニングによるスモールスタートの実現

• 安価なコモディティサーバー + 安価なストレージで

ハイエンドストレージ並のパフォーマンスと信頼性の実現

ストレージコストの削減

• SSD の有効活用 ( 階層化記憶 / ライトキャッシュ )

• 10Gb Ethernet / Infiniband 等の有効活用

Windows Server 2012 R2 & System Center 2012 R2 対応

http://technet.microsoft.com/ja-jp/cloud/

タイトル タイトル

Windows Server 2012 R2 Preview

& System Center 2012 R2 評価ガイド

System Center 2012 R2 Operations Manager ステップバイステップ評価ガイド

Windows Server 2012 R2 フェールオーバー

クラスタリング構築・運用・管理ガイド System Center 2012 R2 Orchestrator,

Service Manager ステップバイステップ評価ガイド Windows Server 2012 R2

高信頼ファイルサーバー構築ガイド Windows Azure Services for Windows Server ステップバイステップ評価ガイド

Windows Server 2012 R2記憶域スペースの

アーキテクチャーと設計・管理のベストプラクティス

Windows Server 2012 R2 ネットワーク仮想化

（SDN）ステップバイステップ評価ガイド

Hyper-Vベースの仮想環境評価ガイド Windows Server 2012 R2 マイグレーションガイド

無償評価版はこちら：Windows Server 2012 R2 & System Center 2012 R2

http://technet.microsoft.com/ja-jp/evalcenter/dn205286.aspx

Windows Azure を 使った評価も可能

(39)

あなたはどのように設計をしてますか ?

Windows Server 2012 R2 と System Center 2012 R2 対応

現場目線の書籍がついに登場 !

本年中に発売決定 !

お楽しみに

(40)

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Windows Server 2012、2012 R2 と進化を続けるストレージ機能 を一挙に解説

日本マイクロソフト株式会社

ビジネスプラットフォーム統括本部

北澤 英崇

SC-012

アジェンダ

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化 ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムの進化

Windows Azure の活用 ～コストの更なる削減～

マイクロソフト自身がクラウドサービスを提供

Windows Update

世界規模クラウドの経験と実績を

皆様のデータセンターに

アジェンダ

なぜ Windows Server はストレージ機能を進化させるのか

ストレージの仮想化 ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムへの進化

Windows Azure の活用 ～コストの更なる削減～

ストレージの仮想化

• 仮想ディスクの概念を導入

• 運用管理 / パフォーマンス / コストなど様々なメリット

仮想ディスク ～冗長性～

• ディスクの冗長化を実現するテクノロジー

• 記憶域プールから仮想ディスクを作成する時に設定

R2

仮想ディスク ～シンプロビジョニング～

仮想的に認識 されている領域

実際の物理 ディスク領域

容量が足りなくなったら ディスク追加

( オンラインで可能 )

• ディスクの容量を仮想化。実際の物理領域以上の領域を認識させる

• 最小限のディスク容量でスモールスタート。必要に応じてディスクを追加

• ディスク追加はオンラインで可能

• 記憶域プールから仮想ディスクを作成する時に設定

仮想ディスク～階層化ストレージ～

• データの配置を最適化

• ファイルの固定化を制御可能

• ポイント

HDD

SSD

R2

仮想ディスク ～ライトバックキャッシュ ～

• SSD を含んだ仮想ディスクにライト バックキャッシュを確保

• デフォルト 1GB ( 変更可 )

• SSD を有効活用

WBC

R2

DEMO

記憶域プールと仮想ディスク

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ストレージの仮想化 ストレージ容量の削減

ファイルサーバーからストレージシステムへの進化

Windows Azure の活用 ～コストの更なる削減～

データの重複除去

A B C M N

1

A B C X Y

2

1

2

A B C M N

X Y

重複除去の容量削減効果

ファイル

サーバーデータ

： 28% 削減

OS VHDs (仮想マシン)

：98% 削減

仮想マシンライブラリの場 合は重複部分が多いため特 に効果が高い

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

File Server Data OS VHDs

Before Deduplication After Deduplication

重複除去設定時のパフォーマンス

-

1 1.312 1.321

22 7.171 7.702

83 27.765 28.171

125 35.638 36.799

Windows Server 2012、2012 R2 と進化を続けるストレージ機能を一挙に解説

北澤英崇

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

仮想ディスク～冗長性～

仮想ディスク～シンプロビジョニング～

仮想的に認識されている領域

実際の物理ディスク領域

容量が足りなくなったらディスク追加

仮想ディスク～ライトバックキャッシュ～

• SSD を含んだ仮想ディスクにライトバックキャッシュを確保

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

： ^{28% 削減}

仮想マシンライブラリの場合は重複部分が多いため特に効果が高い

ストレージの仮想化ストレージ容量の削減

Windows Azure の活用～コストの更なる削減～

• Windows Server 2008 以降急激に進化

– より速くより可用性を高く

Windows ファイルサーバー

^Windows

Windows ファイルサーバー

Windows ファイルサーバー

^Windows

SMB マルチチャネル