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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。

概要

共同作成者

ONTAPは、20年以上にわたって業界をリードするVMware vSphere環境向けストレージ解決策であり、コストを削減しながら管理を簡易化する革新的な機能を継続的に追加しています。

本ドキュメントでは、VMware vSphere Virtual Volumes（VVOL）向けのONTAP 機能について説明します。最新の製品情報やユースケース、導入を合理化してエラーを削減するためのベストプラクティスなどを紹介します。

メモ このドキュメントは、これまでに公開されていたテクニカルレポート_TR-4400：『VMware vSphere Virtual Volumes（vVol）with ONTAP _』を差し替えます。

ベストプラクティスは、ガイドや互換性リストなどの他のドキュメントを補うものです。ラボテストに基づいて開発されており、ネットアップのエンジニアやお客様は広範な現場経験を積んでいます。効果的またはサポートされている唯一の手法ではないかもしれませんが、一般的には、ほとんどのお客様のニーズを満たす最もシンプルなソリューションです。

ヒント 本ドキュメントが更新され、vSphere 8.0 Update 1に搭載された新しいvVol機能がONTAP tools 9.12リリースでサポートされるようになりました。

Virtual Volumes（VVol）の概要

ネットアップは2012年にVMwareとの連携を開始し、vSphere APIs for Storage Awareness（VASA）for vSphere 5のサポートを開始しました。この初期のVASA Providerでは、プロファイルにストレージ機能を定義することができました。このプロファイルを使用すると、プロビジョニング時やポリシーへの準拠状況の確認時にデータストアをフィルタリングできます。時間の経過とともに、プロビジョニングの自動化を可能にする新しい機能が追加されたり、仮想ボリューム（VVol）が追加されたりして、個 々 のストレージオブジェクトが仮想マシンファイルと仮想ディスクに使用されたりします。これらのオブジェクトにはLUN、ファイルなどが含まれます。vSphere 8 - NVMe namespaces.NetAppは、2015年にvSphere 6でリリースされたVVOLのリファレンスパートナーとして、またvSphere 8でNVMe over Fabricsを使用したVVOLの設計パートナーとして、VMwareと緊密に連携しています。ネットアップでは、ONTAP の最新機能を活用できるように、VVOLの機能を継続的に強化しています。

注意が必要なコンポーネントは次のとおりです。

* VASA Provider *

VMware vSphereとストレージシステムの間の通信を処理するソフトウェアコンポーネントです。ONTAP の場合、VASA ProviderはONTAP Tools for VMware vSphere（ONTAP tools for VMware vSphere）と呼ばれるアプライアンスで実行されます。ONTAP toolsには、vCenterプラグイン、VMware Site Recovery Manager用のStorage Replication Adapter（SRA）、独自の自動化を構築するためのREST APIサーバも含まれています。ONTAP toolsを設定してvCenterに登録すると、ONTAP システムを直接操作する必要はほとんどなくなります。これは、必要なストレージのほぼすべてをvCenter UIから直接、またはREST APIによる自動化を通じて管理できるためです。

プロトコルエンドポイント（PE）

プロトコルエンドポイントは、ESXiホストとVVOLデータストアの間のI/Oのプロキシです。ONTAP VASA Providerは、VVOLデータストアのFlexVolごとに1つのプロトコルエンドポイントLUN（サイズ4MB）、またはデータストア内のFlexVolボリュームをホストしているストレージノードのNFSインターフェイス（LIF）ごとに1つのNFSマウントポイントを自動的に作成します。ESXiホストでは、これらのプロトコルエンドポイントは、個 々 のVVOL LUNや仮想ディスクファイルではなく直接マウントされます。プロトコルエンドポイントは、必要なインターフェイスグループやエクスポートポリシーとともにVASA Providerによって自動的に作成、マウント、アンマウント、および削除されるため、管理する必要はありません。

仮想プロトコルエンドポイント（VPE）

vSphere 8の新機能では、VVOLでNVMe over Fabrics（NVMe-oF）を使用する場合、プロトコルエンドポイントの概念はONTAP には関係ありません。代わりに、最初のVMの電源がオンになるとすぐに、各ANAグループのESXiホストによって仮想PEが自動的にインスタンス化されます。ONTAP では、データストアで使用されるFlexVol ボリュームごとにANAグループが自動的に作成されます。

VVOLにNVMe-oFを使用するもう1つの利点は、VASA Providerでバインド要求が不要であることです。代わりに、VVOLバインド機能はVPEに基づいてESXiホストが内部的に処理します。これにより、VVolのバインドストームがサービスに影響する可能性が低くなります。

詳細については、を参照してください "NVMeと仮想ボリューム" オン "VMware.com"

仮想ボリュームデータストア

仮想ボリュームデータストアは、VASA Providerで作成および管理されるVVolコンテナを表す論理データストアです。コンテナは、VASA Providerで管理されるストレージシステムからプロビジョニングされたストレージ容量のプールを表します。ONTAP toolsでは、1つのvVolデータストアに複数のFlexVol ボリューム（バッキングボリューム）を割り当てることができます。これらのvVolデータストアは、機能の異なるフラッシュシステムとハイブリッドシステムを組み合わせることで、ONTAP クラスタ内の複数のノードにまたがることができます。管理者は、プロビジョニングウィザードまたはREST APIを使用して新しいFlexVol ボリュームを作成できます。また、作成済みのFlexVol ボリュームがある場合は、元のストレージ用に選択できます。

仮想ボリューム（VVol）

VVOLは、VVOLデータストアに格納される実際の仮想マシンのファイルとディスクです。VVOL（単一）という用語は、単一の特定のファイル、LUN、またはネームスペースを指します。ONTAP は、データストアが使用するプロトコルに応じて、NVMeネームスペース、LUN、またはファイルを作成します。VVOLにはいくつかの異なるタイプがあり、最も一般的なものは、Config（メタデータファイル）、Data（仮想ディスクまたはVMDK）、Swap（VMの電源投入時に作成）です。VMware VM暗号化で保護されるvVolのタイプはOTHERになります。VMware VMの暗号化とONTAP ボリュームまたはアグリゲートの暗号化を混同しないでください。

ポリシーベースの管理

VMware vSphere APIs for Storage Awareness（VASA）を使用すると、VM管理者は、ストレージチームとやり取りすることなく、VMのプロビジョニングに必要なストレージ機能を簡単に使用できます。VASAがリリースされるまではVM管理者はVMストレージポリシーを定義できましたが、適切なデータストアを特定するためにはストレージ管理者と協力しなければなりませんでした。多くの場合、ドキュメントや命名規則を使用していました。VASAを使用すると、適切な権限を持つvCenter管理者は、vCenterユーザがVMのプロビジョニングに使用できる一連のストレージ機能を定義できます。VMストレージポリシーとデータストアストレージ機能プロファイルのマッピングにより、vCenterで互換性のあるデータストアのリストを表示して選択できるほか、ARIA（旧vRealize）AutomationやTanzu Kubernetes Gridなどの他のテクノロジを有効にして、割り当てられたポリシーからストレージを自動的に選択できます。このアプローチは、ストレージポリシーベースの管理と呼ばれます。ストレージ機能プロファイルとポリシーは従来のデータストアでも使用できますが、ここではVVOLデータストアに焦点を当てます。

次の2つの要素があります。

ストレージ機能プロファイル（SCP）

ストレージ機能プロファイル（SCP）は、ストレージテンプレートの形式です。これを使用すると、vCenterの管理者は、ONTAP でのそれらの機能の管理方法を実際に理解していなくても、必要なストレージ機能を定義できます。テンプレート形式のアプローチを採用することで、管理者は一貫した予測可能な方法でストレージサービスを簡単に提供できます。SCPで説明される機能には、パフォーマンス、プロトコル、Storage Efficiencyなどがあります。特定の機能はバージョンによって異なります。vCenter UIのONTAP Tools for VMware vSphereメニューを使用して作成します。REST APIを使用してSCPを作成することもできます。個 々 の機能を選択して手動で作成することも、既存の（従来の）データストアから自動的に生成することもできます。

* VMストレージポリシー*

仮想マシンストレージポリシーは、vCenterの[Policies and Profiles]に作成されます。VVOLの場合は、NetApp VVOLストレージタイププロバイダから提供されるルールを使用してルールセットを作成します。ONTAP ツールを使用すると、個別のルールを強制的に指定するのではなく、SCPを選択するだけでシンプルなアプローチが可能になります。

前述したように、ポリシーを使用すると、ボリュームのプロビジョニングタスクを合理化できます。適切なポリシーを選択するだけで、そのポリシーをサポートするvVolデータストアがVASA Providerに表示され、準拠している個 々 のFlexVol にvVolが配置されます（図1）。

ストレージポリシーを使用してVMを導入します

ストレージポリシーを使用して仮想マシンを導入します

VMのプロビジョニングが完了すると、VASA Providerは準拠状況を継続的にチェックし、元のボリュームがポリシーに準拠しなくなったときにvCenterでアラームを生成してVM管理者に通知します（図2）。

VMストレージポリシーへの準拠

仮想マシンストレージポリシーへの準拠

NetApp VVOLのサポート

ONTAPは、2012年の最初のリリースからVASA仕様をサポートしています。他のネットアップストレージシステムがVASAをサポートしている場合もありますが、本ドキュメントでは、現在サポートされているONTAP 9のリリースを中心に説明します。

ONTAP

NetAppは、AFF、ASA、FASシステムでのONTAP 9に加えて、ONTAP SelectでのVMwareワークロード、VMware Cloud on AWSでのAmazon FSx for NetApp、Azure VMware解決策でのNetApp、Google Cloud VMware EngineでのCloud Volumes Service、EquinixでのAzure NetApp Filesプライベートストレージをサポートしています。 ただし、特定の機能は、サービスプロバイダーおよび使用可能なネットワーク接続によって異なる場合があります。vSphereゲストから、これらの構成に格納されたデータやCloud Volumes ONTAP にアクセスすることもできます。

本書の発行時点では、ハイパースケーラ環境は従来のNFS v3データストアに限定されているため、VVOLは、オンプレミスのONTAP システム、または世界中のネットアップパートナーやサービスプロバイダがホストするオンプレミスシステムのすべての機能を提供するクラウド接続システムでのみ使用できます。

ONTAP の詳細については、を参照してください "ONTAP 製品ドキュメント"_

ONTAP およびVMware vSphereのベストプラクティスの詳細については、を参照してください "TR-4597"_

ONTAPでVVOLを使用するメリット

2015年にVMwareがVASA 2.0でVVOLをサポートするようになったとき、VMwareは「外付けストレージ（SAN / NAS）の新しい運用モデルを提供する統合管理フレームワーク」と表現しました。 この運用モデルには、ONTAP ストレージと組み合わせるメリットがいくつかあります。

ポリシーベースの管理

セクション1.2で説明したように、ポリシーベースの管理では、事前定義されたポリシーを使用してVMをプロビジョニングし、その後管理できます。これは、次のようなさまざまな方法でITの運用に役立ちます。

  • 高速化。 ONTAP ツールにより、vCenter管理者がストレージプロビジョニング作業のためにストレージチームとチケットをオープンする必要がなくなります。ただし、vCenterとONTAP システムのONTAP tools RBACロールでは、必要に応じて特定の機能へのアクセスを制限することで、独立したチーム（ストレージチームなど）や同じチームによる独立したアクティビティを許可できます。

  • *よりスマートなプロビジョニング。*ストレージシステムの機能をVASA APIを通じて公開できるため、VM管理者がストレージシステムの管理方法を理解しなくても、プロビジョニングワークフローで高度な機能を活用できます。

  • プロビジョニングの高速化。 1つのデータストアでさまざまなストレージ機能をサポートし、VMポリシーに基づいてVMに応じて自動的に選択できます。

  • *間違いを避けてください。*ストレージとVMのポリシーは事前に開発され、必要に応じて適用されます。VMをプロビジョニングするたびにストレージをカスタマイズする必要はありません。コンプライアンスアラームは、定義されたポリシーからストレージ機能が逸脱すると生成されます。前述したように、SCPは初期プロビジョニングを予測可能かつ反復可能にし、SCPに基づいてVMストレージポリシーを設定することで正確な配置を保証します。

  • 容量管理の向上。 VASAおよびONTAP ツールを使用すると、必要に応じてストレージ容量を業界単位のアグリゲートレベルまで表示し、容量が不足し始めた場合に複数のレイヤからアラートを受け取ることができます。

最新のSANでVMをきめ細かく管理

VMwareでは、ファイバチャネルとiSCSIを使用するSANストレージシステムが最初にESX向けにサポートされましたが、ストレージシステムから個 々 のVMファイルとディスクを管理する機能はありませんでした。代わりに、LUNがプロビジョニングされ、VMFSが個 々 のファイルを管理します。そのため、個 々 のVMストレージのパフォーマンス、クローニング、保護をストレージシステムで直接管理することは困難です。VVOLは、ONTAP の堅牢でパフォーマンスに優れたSAN機能により、NFSストレージを使用しているお客様がすでに利用しているストレージをきめ細かく制御します。

現在、vSphere 8とONTAP Tools for VMware vSphere 9.12以降では、従来のSCSIベースのプロトコルにVVOLで使用されていたきめ細かな制御機能が、NVMe over Fabricsを使用した最新のファイバチャネルSANで利用できるようになり、大規模環境でのパフォーマンスをさらに向上させることができます。vSphere 8.0 Update 1では、ハイパーバイザーストレージスタックでI/O変換を行うことなく、VVOLを使用して完全なエンドツーエンドのNVMe解決策 を導入できるようになりました。

優れたストレージオフロード機能

VAAIにはさまざまな処理がストレージにオフロードされますが、VASA Providerで対処できるギャップがいくつかあります。SAN VAAIでは、VMwareが管理するスナップショットをストレージシステムにオフロードできません。NFS VAAIはVM管理スナップショットをオフロードできますが、ストレージネイティブスナップショットを持つVMには制限事項があります。VVOLでは、個 々 のLUN、ネームスペース、または仮想マシンディスク用のファイルが使用されるため、ONTAP ではファイルやLUNのクローンを迅速かつ効率的に作成し、差分ファイルが不要になったVM単位のSnapshotを作成できます。NFS VAAIは、Storage vMotionのホット（電源をオンにした）移行用のクローン処理のオフロードもサポートしていません。従来のNFSデータストアでVAAIを使用する場合は、VMの電源をオフにして移行のオフロードを可能にする必要があります。ONTAP ツールのVASA Providerを使用すると、ストレージ効率に優れたクローンをほぼ瞬時にホットデータとコールドデータの移行に使用できます。また、ほぼ瞬時にコピーを作成してVVOLのボリュームをまたがって移行することもできます。Storage Efficiencyにはこれらの大きなメリットがあるため、でVVOLワークロードを最大限に活用できる場合があります "容量削減保証" プログラム。同様に、VAAIを使用したボリューム間クローンで要件を満たせない場合は、VVOLでのコピー操作の向上により、ビジネス上の課題を解決できる可能性があります。

VVOLの一般的なユースケース

これらのメリットに加えて、VVOLストレージの一般的なユースケースを次に示します。

  • 仮想マシンのオンデマンドプロビジョニング

    • プライベートクラウドまたはサービスプロバイダのIaaS：

    • ARIA（旧称vRealize）スイートやOpenStackなどによる自動化とオーケストレーションを活用できます

  • ファーストクラスディスク（FCD）

    • VMware Tanzu Kubernetes Grid [TKG]の永続ボリューム。

    • 独立したVMDKライフサイクル管理を通じてAmazon EBSに似たサービスを提供

  • 一時VMのオンデマンドプロビジョニング

    • テスト/開発ラボ

    • トレーニング環境

VVOLの一般的なメリット

VVOLを最大限に活用すると（上記のユースケースなど）、具体的に次のような機能強化が実現します。

  • クローンは、1つのボリューム内またはONTAP クラスタ内の複数のボリューム間ですばやく作成されます。これは、VAAIが有効な従来のクローンと比較して有利です。また、ストレージ効率にも優れています。ボリューム内のクローンには、ONTAPファイルクローンが使用されます。FlexCloneボリュームと同様に、ソースのVVOLファイル/ LUN /ネームスペースからの変更のみが格納されます。本番環境やその他のアプリケーションを目的とした長期的なVMを短時間で作成し、最小限のスペースでVMレベルの保護（VMware vSphere向けNetApp SnapCenter プラグイン、VMware管理スナップショットまたはVADPバックアップを使用）とパフォーマンス管理（ONTAP QoSを使用）を実現できます。

  • VVOLは、vSphere CSIでTKGを使用する場合に理想的なストレージテクノロジであり、vCenter管理者が管理する個別のストレージクラスと容量を提供します。

  • Amazon EBSに似たサービスは、FCDを介して提供できます。FCD VMDKは、その名前が示すように、vSphereのファーストクラスの市民であり、ライフサイクルが割り当てられているVMとは別に個別に管理できるためです。