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Azure Stack HCIの導入検証 インストールしてみた - 第1回「HCIとは」 -

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皆さんこんにちは。
システムソリューション営業本部のインフラ担当エンジニアです。

ここ数年、世間ではクラウドファーストの流れが続いておりますが、用途・要件によってはまだオンプレミスが必要となる場面もあるかと思います。10年ほど前からオンプレミスでのシステム導入についても物理サーバではなく、サーバの仮想化ソリューションを用いた仮想基盤の構築を行う事が多いです。現在ではオンプレミスとクラウドを連携させたハイブリッドクラウドなどのソリューション導入を考えておられる方も増えているのではないでしょうか。

オンプレミスのサーバ仮想化も変化しており、その代表的なソリューションが【HCI】です。

HCIとは

HCIとは、『Hyper-Converged Infrastructure』の略語で、サーバーの仮想化をより簡単に実現する製品です。

HCIでは仮想化基盤インフラを構築するために必要なサーバ、ネットワーク、ストレージ、ソフトウエア(ハイパーバイザーや運用管理ツール)、更に「SDS(Software Defined Storage)」と呼ばれるストレージ仮想化技術を採用し、ソフトウェア技術を駆使して汎用IAサーバだけで共有ストレージを実現しています。

従来では、それぞれのサーバーから高速ネットワークなどを経由して共有ストレージに接続する必要があり、高価な共有ストレージやネットワーク知識などを必要としていました。
x86ベースのサーバー、ストレージ、ネットワークや必要なソフトウェアが構築された状態で提供されるため、導入・運用に関わる手間とコストを削減することができます

従来型とHCIの比較

従来のサーバー仮想化では、複数台の物理サーバーの他にSAN(ストレージ専用ネットワーク)や共有ストレージが必要でした。

いわゆる3Tier型の構成では、サーバー・SAN・共有ストレージを別々のシステムで管理しなくてはならず、その複雑さが問題でした。物理的な配線が複雑になるのはもちろん、各製品を適切に扱うためには、それぞれの分野に対する深い知識も必要です。

3Tier型の複雑さを改善するために登場したのが「HCI」です。
(HCIの前に「CI」 -コンバージドインフラ と呼ばれる製品群があるのですが割愛します)

HCIでは従来の仮想化構成やCIと違い、物理サーバーのローカルディスクに仮想データを保存します。
その上で物理サーバーが搭載するSDS(Software Defined Storage)という技術で、物理サーバー間でストレージを共有します。
SANや外部の共有ストレージは必要ありません。


HCI導入のメリット

HCIはシンプルな構成によって、オンプレミスサーバー型の課題である『増設が難しい』、『スペースを消費する』『運用管理が難しい』などの課題を解決することが出来ます。

○増設が簡単
小規模な環境から始め、リソースが不足した場合は、サーバノードの増設により簡単にスケールアウトができます。
更にオンラインでの拡張/取り外しができることができるため、いつでもシステムを拡張/縮小できるような環境を構築することができます。




○省スペース
外部接続の共有ストレージやSANスイッチが不要のため、これまで必要としていたスペースを大きく削減できます。
サーバーラックの利用スペースの削減、ラック台数を減らす事によるコスト削減をする事も可能です。



○運用管理を効率化
サーバー・SANスイッチ・ストレージ・仮想マシンなどそれぞれに分かれていた管理を統合。工数削減することができます。



代表的な HCI ソリューション

HCI製品・ソリューションとして代表的なものとしては以下があります。

○VMware vSAN (Ready node)
VMWare社が提供するHCIで、ハイパーバイザー(Sphere)のカーネルに組み込まれています。vSANではVMWareユーザーにとってはおなじみの管理ツール「vCenter」によって、サーバーやストレージを管理することが可能です。
またvSANでは物理サーバーが内蔵するHDD・SDDをネットワーク経由で1つに束ね、プール可して利用します。その上でSSDをキャッシュディスクとして利用することにより、高いパフォーマンスを実現します。
利用するハイパーバイザーはもちろん VMware vSphere となります。

○Nutanix
Nutanix社が提供するHCIで、業界で初めてWebスケールテクノロジーとアーキテクチャを採用した仮想化基盤ソリューションです。
CVM(コントローラVM)と呼ぶ各ノード上に必ず1つ存在する仮想マシンがノード間で互いに連携し合ってNutanix HCI環境全体をコントロールする役割を担っています。
CVMは物理ネットワークを通じて他のノードのCVMと通信することによって、仮想的に大きな共有ストレージを作成します
独自のADFS(分散ファイルシステム)によって構成されており、高いIOパフォーマンスを実現し、圧縮・重複排除、高速なスナップショット等、仮想化基盤に求められるストレージ機能を提供します。
利用出来るハイパーバイザーは、VMware vSphere、Microsoft Hyper-Vに加え、Nutanixが独自に提供するAVHから選択する事が出来ます。
(AHVは、Linux KVMをベースとして、エンタープライズ向け機能やセキュリティ強化を追加し開発されたものです)

○Microsoft Azure Stack HCI
Azure Stackは、HCIクラスターのOSとしてWindows Server 2016またはWindows Server 2019、2022で構築され、Windows Serverの標準の役割を用いてHCIを構成するソリューションです。
Windows Serverに搭載された、Hyper-V、SDN(ソフトウエア定義ネットワーク、SDS(ソフトウェア定義のストレージ)の機能を利用してHCIを構成します。
無償の管理ツール 「 Windows Admin Center 」 でオンプレミス・ Azure のシステムを統合管理が可能です。
Azure Stack HCIは、HCIクラスター専用のOSであり、HCIクラスターソリューションをサービス化したものです。

今回はこの中で、Microsoft Azure Stack HCI のインストールと構築検証を紹介します。



※このブログで参照されている、Microsoft、Windows、Microsoft Azure、その他のマイクロソフト製品およびサービスは、米国およびその他の国におけるマイクロソフトの商標または登録商標です。
※このブログで参照されている、NutanixおよびNutanixのその他全ての製品、提供機能、およびサービス名は、米国およびその他の国においてNutanix, Inc.のまたは商標または登録商標です。
※このブログで参照されている、VMware vSAN、およびVMwareのその他全ての製品、提供機能、およびサービス名は、米国およびその他の地域における VMware 商標および登録商標です。
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