ネットワーキングと仮想ディスクストレージ - 仮想環境でバーチャル化されたものはダミー

仮想環境内で仮想化されるのはコンピュータだけではありません。仮想化の作成に加えて、仮想化は仮想ディスクストレージも作成します。ディスク仮想化を使用すると、さまざまな物理ディスクストレージデバイスを組み合わせてディスクストレージのプールを作成し、必要に応じて仮想マシンに分割することができます。

ディスクストレージの仮想化は新しいものではありません。実際、実際のストレージ環境には、実際にはいくつかの仮想化レイヤーが含まれています。最も低いレベルには、実際の物理ディスクドライブがあります。物理ディスクドライブは通常、個々のドライブのアレイにまとめられています。このバンドリングは、実際には存在しない単一の大きなディスクドライブのイメージを作成する点で、仮想化の一種です。たとえば、4TBディスクドライブを4つのアレイに結合して1つの8TBディスクドライブを作成することができます。

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ディスクアレイは、通常、冗長性によってデータ保護を提供するために使用されます。これは一般にRAIDと呼ばれ、安価なディスクの冗長アレイを表します。

RAIDの一般的な形式の1つであるRAID-10では、ミラーペアのディスクドライブを作成できるため、データは常にミラーペアの両方のドライブに書き込まれます。そのため、ミラーペア内のドライブの1つが故障した場合、もう一方のドライブが負荷を運ぶことができます。 RAID-10では、アレイ全体の使用可能容量は、アレイ内のドライブの合計容量の半分になります。たとえば、2TBドライブ4台で構成されたRAID-10アレイには、ミラーリングされた2TBディスクドライブペアが2組あり、使用可能な合計容量は4TBです。

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RAIDのもう一つの一般的な形式は、ディスクドライブが結合され、グループ内のドライブの1つが冗長性のために使用されるRAID-5です。次に、アレイ内のいずれかのドライブに障害が発生すると、残りのドライブを使用して、障害が発生したドライブ上のデータを再作成することができます。 RAID-5アレイの合計容量は、個々のドライブの容量の合計からドライブの容量を差し引いた容量になります。たとえば、RAID-5構成の4台の2TBドライブのアレイの総使用可能容量は6TBです。

<！一般的な仮想環境では、ホストコンピュータをいくつかの異なる方法でディスクストレージに接続できます。

ローカルディスクストレージ：

ローカルディスクストレージでは、ディスクドライブが直接マウントされます。ホストコンピュータであり、内部ディスクドライブコントローラを介してホストコンピュータに接続されている。たとえば、ホストコンピュータには、コンピュータと同じシャーシに搭載された4台の1TBディスクドライブが含まれている場合があります。これらの4つのドライブは、使用可能な容量が2TBのRAID-10アレイを形成するために使用される可能性があります。ローカルディスクストレージの主な欠点は、ホストコンピュータの物理容量に制限されており、インストールされているホストコンピュータのみで使用できることです。

SAN（Storage Area Network）：
SANのディスク・ドライブは、高速コントローラーを介してホストに接続された別個の装置に入っています。 SANとローカルストレージの違いは、SANが別個のデバイスであることです。ホストへの高速接続は、ローカルディスクストレージの内部接続と同じくらい速くてもよく、SANにはディスクドライブの管理を担当する別個のストレージコントローラが含まれています。典型的なSANは、十数個以上のディスクドライブを保持することができ、複数のホストへの高速接続を可能にすることができる。 SANは、1つまたは複数の拡張シャーシを追加することによって拡張することができます。拡張シャーシには、それぞれ1つ以上のディスクドライブを含めることができます。したがって、1台のSANで数百テラバイトのディスクデータを管理できます。

NAS（Network Accessible Storage）：このタイプのストレージはSANに似ていますが、NASは高速コントローラーを介してホストに接続するのではなく、標準のイーサネット接続とTCPを介してホストコンピューターに接続します/ IP。 NASはすべての形式のディスクストレージの中で最もコストがかかりませんが、最も低速です。ストレージがホストに接続される方法にかかわらず、ハイパーバイザーはストレージを統合し、通常
データストアと呼ばれるディスクストレージの仮想プールを作成します。 たとえば、3台の2TB RAID5ディスクアレイにアクセスできるハイパーバイザは、それらを統合して1つの6TBデータストアを作成する可能性があります。

このデータストアから、特定の仮想マシンに割り当てることができる本質的に仮想ディスクドライブであるボリュームを作成できます。次に、オペレーティングシステムが仮想マシンにインストールされると、オペレーティングシステムは仮想マシンのボリュームをマウントして、オペレーティングシステムがアクセスできるドライブを作成することができます。

たとえば、Windows Serverを実行する仮想マシンを考えてみましょう。仮想マシンに接続してログインし、Windowsエクスプローラを使用してマシンで使用可能なディスクストレージを確認すると、100GBの容量を持つC：ドライブが表示されることがあります。そのC：ドライブは実際にはハイパーバイザーによって作成され、仮想マシンに接続された100GBのボリュームです。 100GBのボリュームは、データ・ストアから割り当てられます。データ・ストアは、4TBのサイズです。データストアは、ホストに接続されたSANに格納されたディスクストレージから作成されます。ホストは、2台の2TB物理ディスクドライブで構成されるRAID-10アレイで構成されます。ゲストオペレーティングシステムで使用可能な物理ディスクドライブ上でrawストレージを利用できるようにするためには、少なくとも4つの仮想化層が必要であることがわかります。物理ディスクドライブはRAID-10を使用して集約され、冗長性を内蔵した統合ディスクイメージ。実際、RAID-10は仮想化の第1層です。このレイヤーは、SANによってすべて管理されます。

SAN上で利用可能なストレージは、ハイパーバイザーによって抽象化され、データストアを作成する。これは事実上、第2レベルの仮想化です。

データストアの一部は、仮想マシンに提示されるボリュームを作成するために使用されます。ボリュームは、仮想化の第3層を表します。

ゲストオペレーティングシステムは、物理デバイスであるかのようにボリュームを認識し、マウントしてユーザーがアクセス可能なディスクストレージを作成できるようにフォーマットできます。これは仮想化の第4層です。
これらの仮想化のレイヤーは過度に複雑に見えるかもしれませんが、ストレージ管理に関しては柔軟性があります。新しいディスクアレイをSANに追加することも、新しいNASをネットワークに追加して、既存のデータストアを中断することなく、新しいデータストアを作成することもできます。ボリュームは、接続されている仮想マシンを中断することなく、あるデータストアから別のデータストアに移動できます。実際には、ボリュームのサイズを即座に増やすことができます。仮想マシンは、再起動しなくても、ディスクドライブの記憶容量をすぐに認識します。