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NetApp virtualization solutions
日本語は機械翻訳による参考訳です。内容に矛盾や不一致があった場合には、英語の内容が優先されます。

vVolsデータストアからONTAP NFSデータストアへの移行について

共同作成者 sureshthoppay
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VMware vSphere Virtual Volumes（vVols）の概要、採用された理由、そのアーキテクチャ、およびONTAP NFSデータストアがどのように代替として機能するかについて説明します。ONTAP NFSデータストアは、仮想化環境に必要なパフォーマンスと柔軟性を維持しながら、管理を簡素化し、拡張性を向上させます。

ソリューションの概要

プライベートクラウド環境には、拡張性、柔軟性、そして運用上の簡便性が求められます。vVolsは、個々のVMディスクレベルでポリシーを適用し、SCSIストレージのセカンダリLUN機能を使用してLUNの制限に対処するために、vSphere 6.0で導入されました。

プロトコルエンドポイント（PE）は、LUNマルチパスとNFSマウントを処理し、ストレージアレイへのデータ パスとして機能します。

ONTAPのvVols実装では、SCSI LUNに使用される各FlexVolボリューム、およびNFSプロトコル用のSVM上の各論理インターフェイス（LIF）に対してPEが存在します。

vVols（SCSI） NFSを使用したvVols

vVols（SCSI）

NFSを使用したvVols
メモ VMwareは、VCFおよびVVF 9.0以降、vVolsを非推奨としており、将来のリリースで廃止する予定です。vVolsは、VCFおよびVVF 9.1では引き続き利用可能です。詳細については、"VCF 9.0およびVVF 9.0におけるVMware vSphere 仮想ボリューム（vVols）の非推奨化"を参照してください。

規模の考慮事項

各VMディスクはvVolsを使用した個別のLUNであるため、環境によってはESXiホストごとにサポートされるLUNとパスの最大数にすぐに達する可能性があります。vVolsは、セカンダリLUN機能を使用してLUNの規模に対応します。この機能には、ストレージアレイとファブリックスイッチの両方からのサポートが必要です。

NFSデータストアは、ホストごとのLUN制限の影響を受けません。ESXiは、ホストあたり最大256個のNFSデータストアのマウントをサポートします。現在の制限については、"VMware構成の最大値"を参照してください。

ストレージ消費モデル

NFSでは、データストアはマウントポイントを介して利用され、VMの構成ファイルとデータファイルはボリューム内に保存されます。ストレージボリュームを追加するには、追加のマウントポイントが必要です。

vVolsは、プロトコルエンドポイントがすべてのLIF上のSVMのルートを指すようにして、FlexVolボリュームを追加することで容量制限に対処します。vVolsデータストアは、接続されているすべてのFlexVolボリュームの合計を容量とするストレージコンテナです。

vVolsには、いくつかのオブジェクトタイプが含まれます：構成、データ、スワップ、スナップショット、メモリ。vVolsはデフォルトでシンプロビジョニングされます。

VASAとストレージポリシー管理

スナップショット、VMディスクのクローン作成、レプリケーション、その他のストレージ処理は、vSphere APIs for Storage Awareness（VASA）（vVolsのコアコンポーネント）を使用してストレージアレイにオフロードされます。

一部のストレージベンダーは、アレイ上にVASAを実装しています。NetAppは、ONTAP tools for VMware vSphereでアレイの外部にVASAを実装しているため、単一のインスタンスで複数のアレイを管理できます。

ストレージポリシーベース管理（SPBM）は、要求されたストレージポリシーに基づいて、VMディスクを特定のストレージに配置します。

組織がvVolsを使用する理由

組織がvVolsを採用した理由はいくつかあります：

  • きめ細かなストレージ管理：ストレージポリシーは個々のVMディスクレベルで適用され、パフォーマンス、可用性、データ保護をきめ細かく制御できます。

  • 操作の簡素化：ストレージのプロビジョニングと管理はSPBMによって自動化され、手作業とエラーが削減されます。

  • ストレージ操作のオフロード：スナップショット、クローニング、レプリケーションは、VASAを介してストレージアレイにオフロードされます。

  • 拡張性の向上：プロトコルエンドポイントとセカンダリLUNにより、従来のホストごとのLUN制限が解消されます。

  • VMwareエコシステムの統合：vVolsは、ポリシーの自動適用など、VMwareのツールやワークフローと緊密に統合します。

vVolsが非推奨となったため、組織はVASAに依存することなく、これらの運用上の利点を維持できる代替手段を必要としています。

アーキテクチャの概要

NFSは、そのシンプルさ、拡張性、柔軟性から、vSphere環境で人気の選択肢です。NFSデータストアはプロビジョニングと拡張が容易で、最小限の管理オーバーヘッドで大規模な環境をサポートします。ONTAPを使用すると、NFSにマルチパス、パフォーマンスを向上させるnConnect、およびVMwareツールとの統合が追加されます。

ONTAP NFSの利点

ONTAPのお客様は、vCenter Serverインスタンス間でデータを移動する機能など、"NFSデータストア"のシンプルさを高く評価しています。ONTAPを使用すると、同じボリューム上の他のVMに影響を与えることなく、単一のVMディスクをリカバリできます。

単一のONTAP FlexGroupボリュームは、最大20PBおよび4000億ファイルまで拡張可能で、数千台のVMをホストできます。単一のVMディスクは最大62TBまで対応可能です。ONTAP Snapshotコピーは、バックアップとリストアの処理を簡素化します。

パフォーマンスおよび災害復旧ツール

NetApp VMware VAAI（vSphere APIs for Array Integration）用NFSプラグインは、クローン作成などの操作をストレージアレイにオフロードしてパフォーマンスを向上させます。

災害復旧のために、NetAppはVMware Live Site Recovery（旧称VMware Site Recovery Manager）用のストレージレプリケーションアダプタ（SRA）および"NetApp Disaster Recovery"サービスを提供します。

NFS VAAI

NFSの運用上のシンプルさ

次の図は、物理サーバー（左）、NFSデータストア内のVM（中央）、およびvVolsデータストア内のVM（右）でホストされている2つのアプリケーションを比較したものです。vVolsデータストアとNFSデータストアでのVMのホストは非常によく似ています。

vVolsとNFS

NFSデータストアは、日常的な運用においてVASAやSPBMに依存しません。NFSデータストアは、複数のvCenter Serverインスタンスにマウントでき、vMotion、DRS、HA、FT、およびその他のVMware機能をサポートします。管理者は、vSphere Clientからストレージを管理するためにONTAP tools for VMware vSphereを使用します。

ONTAPクラスタアーキテクチャ

ONTAP NASクラスタは最大24ノードまで拡張可能です。各ノードは複数のアグリゲートを持つことができ、各アグリゲートには複数のFlexVolまたはFlexGroupボリュームを含めることができます。SVMは複数のノードにまたがることができ、NFSプロトコル用に複数のLIFを持つことができます。ESXiホストは、各LIFを介してNFSデータストアをマウントできます。

pNFSサポート

pNFSは、クライアントが複数のネットワークパスを介してストレージに並列アクセスすることを可能にし、パフォーマンスと拡張性を向上させます。ONTAPはNFSv4.1でpNFSをサポートしており、ESXiホストが並列データアクセスのためにONTAP SVM上の複数のLIFを使用できるようにします。

以下の画像は、pNFSのテストに使用したサンプル設定を示しています。

pNFSの設定

メモ pNFSには"SVM上でpNFSオプションを有効にする"が必要です。pNFSはNFSv4.1でのみサポートされています。

ONTAP NFSへの移行のメリット

vVolsデータストアからONTAP NFSデータストアへの移行には、いくつかの利点があります：

  • シンプルな管理：ONTAP tools for VMware vSphere を vCenter と統合して使用し、NFS データストアのプロビジョニング、拡張、管理を行います。

  • 拡張性：FlexGroupボリュームは、単一のデータストア内で数千台の仮想マシンをサポートします。

  • パフォーマンス：NFSマルチパス、nConnect、およびONTAPの最適化により、高いスループットと低レイテンシを実現します。

  • データ保護：ONTAP Snapshotコピーは、VMのパフォーマンスに影響を与えることなく、高速でスペース効率に優れたバックアップとリストアを提供します。

  • 運用上の柔軟性：NFSデータストアは、複数のvCenter Serverインスタンスにマウントでき、vMotion、DRS、HA、FTをサポートします。

  • 統合：ONTAP NFSは、NFS VAAIプラグイン、VMware Live Site Recovery、およびNetApp Disaster Recoveryと連携して動作します。

  • 効率的なスペース利用：シンプロビジョニング、重複排除、圧縮により、ストレージコストを削減します。

  • セキュリティとコンプライアンス：エクスポートポリシー、RBAC、Kerberos、および暗号化により、データを保護し、アクセスを制御します。

  • 将来性への対応：NFSはvVolsの非推奨化の影響を受けず、長期的な互換性とサポートを確保します。

次の手順