適用対象: Azure Stack HCI バージョン 22H2 および 21H2。Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016
記憶域スペース ダイレクトは、内部記憶域を持つサーバーをソフトウェア定義記憶域ソリューションにクラスター化できるようにする、Azure Stack HCI と Windows Server の機能です。
この記事では、記憶域スペース ダイレクトの概要、そのしくみ、使用するタイミング、およびその主な利点について説明します。 また、この記事のビデオや実際の顧客事例を調べて、記憶域スペース ダイレクトの詳細を確認することもできます。
開始するには、Microsoft Azure で 記憶域スペース ダイレクト を試すか、Windows Server 評価版から Windows Server の 180 日間ライセンスの評価版をダウンロードしてください。 Windows Server 上の記憶域スペース ダイレクトと Azure Stack HCI の最小ハードウェア要件については、「Windows Server の システム要件 」と 「Azure Stack HCI のシステム要件」をそれぞれ参照してください。 Azure Stack HCI の一部として記憶域スペース ダイレクトをデプロイするには、「 Azure Stack HCI オペレーティング システムのデプロイ」を参照してください。
記憶域スペース ダイレクトとは
記憶域スペース ダイレクトは、集中型およびハイパーコンバージド IT インフラストラクチャで記憶域リソースを共有できるソフトウェア定義の記憶域ソリューションです。 これにより、物理サーバー (2 および最大 16) のクラスター上の内部記憶域ドライブを、ソフトウェア定義の記憶域プールに結合できます。 この記憶域プールには、キャッシュ、階層、回復性、および列間の消去コーディングがあり、すべてが自動的に構成および管理されます。
クラスターの記憶域容量をスケールアウトするには、ドライブを追加するか、クラスターにサーバーを追加します。 記憶域スペース ダイレクトは、新しいドライブを自動的にオンボードし、記憶域プールを再調整します。 また、存在する最速のストレージ メディアを自動的に使用して、組み込みの Always-On キャッシュを提供します。
記憶域スペース ダイレクトは、Azure Stack HCI バージョン 21H2 および 20H2 のコア テクノロジです。 また、Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Windows Server Insider Preview ビルド、および Windows Server 2022 の Azure エディションの Datacenter エディションにも含まれています。
記憶域スペース ダイレクトは、物理サーバーのクラスターまたは仮想マシン (VM) ゲスト クラスターに展開できます。 物理サーバーのハイパーコンバージド クラスターにデプロイする場合は、Azure Stack HCI サーバーを使用することをお勧めします。 Azure Stack HCI の一部として記憶域スペース ダイレクトをデプロイするには、「 Azure Stack HCI オペレーティング システムのデプロイ」を参照してください。
VM ゲスト クラスターに記憶域スペース ダイレクトを展開すると、プライベート クラウドまたはパブリック クラウド上の一連の VM 間で仮想共有記憶域が提供されます。 運用環境では、この展開は Windows Server でのみサポートされます。 Windows Server の VM ゲスト クラスターに記憶域スペース ダイレクトを展開する方法については、「 ゲスト仮想マシン クラスターでの記憶域スペース ダイレクトの使用」を参照してください。
動作方法
記憶域スペース ダイレクトは、フェールオーバー クラスタリング、クラスター共有ボリューム (CSV) ファイル システム、サーバー メッセージ ブロック (SMB) 3、記憶域スペースなど、Windows Server の機能の多くを適用します。 また、ソフトウェア ストレージ バスと呼ばれる新しいテクノロジも導入されています。
記憶域スペース ダイレクトは、業界標準のサーバーのクラスター上の内部記憶域ドライブを組み合わせることによって、ソフトウェア定義の記憶域ソリューションを作成します。 まず、サーバーをイーサネット経由で内部ストレージ ドライブに接続してクラスターを形成します。特別なケーブルや記憶域ファブリックは必要ありません。 このクラスターで記憶域スペース ダイレクトを有効にすると、各サーバーの記憶域ドライブが、仮想共有記憶域の 1 つのソフトウェア定義プールに結合されます。
次に、そのストレージ プールからボリュームを作成し、そこでデータを格納できます。 これらのボリュームは、CSV ファイル システムを実行します。 つまり、各サーバーに対して、これらのボリュームはローカルにマウントされているかのように見え、動作します。 これらのボリュームに組み込みのフォールト トレランスを使用すると、ドライブに障害が発生した場合やノード全体がオフラインになった場合でも、データはオンラインのままでアクセスできます。
これらのボリュームでは、VM 用の .vhd や .vhdx などのファイルを配置できます。 記憶域スペース ダイレクトを実行しているクラスターは、次のように使用できます。
- ボリュームを SMB3 ファイル共有としてネットワーク経由で公開することで、ファイル サーバー (SoFS) をスケールアウトします。
- クラスターで Hyper-V を有効にし、VM をボリュームの上に直接配置することで、ハイパーコンバージド システム。
次のセクションでは、記憶域スペース ダイレクト スタックの機能とコンポーネントについて説明します。
ネットワーク ハードウェア。 記憶域スペース ダイレクトでは、SMB ダイレクトと SMB マルチチャネルを含む SMB3 をイーサネット経由で使用してサーバー間で通信します。 リモートダイレクト メモリ アクセス (RDMA) では、iWARP または RoCE のいずれかで 10 GbE 以上を使用することを強くお勧めします。
ストレージ ハードウェア。 記憶域スペース ダイレクトには、2 台および最大 16 台の Microsoft が承認したサーバーと、それぞれ 1 台のサーバーのみに物理的に接続された直接接続 SATA、SAS、NVMe、または永続メモリ ドライブが必要です。 各サーバーには、少なくとも 2 つのソリッド ステート ドライブと、少なくとも 4 つのドライブが必要です。 SATA デバイスと SAS デバイスは、ホスト バス アダプター (HBA) と SAS エキスパンダーの背後にある必要があります。
フェールオーバー クラスタリング。 記憶域スペース ダイレクトでは、Azure Stack HCI と Windows Server の組み込みのクラスタリング機能を使用してサーバーを接続します。
ソフトウェア記憶域バス。 Software Storage Bus はクラスター全体にまたがり、すべてのサーバーが互いのローカル ドライブをすべて表示できるソフトウェア定義の記憶域ファブリックを確立します。 これは、コストのかかる制限の厳しいファイバー チャネルまたは共有 SAS ケーブル接続を置き換えると考えることができます。
ストレージ バス レイヤー キャッシュ。 Software Storage Bus は、存在する最速のドライブ (SSD など) を低速ドライブ (HDD など) に動的にバインドして、IO を高速化し、スループットを向上させるサーバー側の読み取り/書き込みキャッシュを提供します。
記憶域プール。 記憶域スペースの基礎を形成するドライブのコレクションは、記憶域プールと呼ばれます。 自動的に作成され、対象となるすべてのドライブが自動的に検出され、それに追加されます。 既定の設定では、クラスターごとに 1 つのプールを使用することを強くお勧めします。 記憶域プールの詳細については、記憶域プールについて詳しく解説しているブログを参照してください。
記憶域スペース。 記憶域スペースは、ミラーリング、イレイジャー コーディング、またその両方を使用して、"仮想ディスク" にフォールト トレランスを提供します。 これは、プール内のドライブを使用した、分散型のソフトウェア定義 RAID と考えることができます。 記憶域スペース ダイレクトでは、通常、これらの仮想ディスクは、2 つの同時ドライブまたはサーバーの障害 (たとえば、3 方向ミラーリング、各データ コピーを異なるサーバーに含む) に対する回復性を備えていますが、シャーシとラックのフォールト トレランスも利用できます。
Resilient File System (ReFS)。 ReFS は、仮想化用に構築された最高のファイルシステムです。 これには、作成、拡張、チェックポイントのマージなどの .vhdx ファイル操作の大幅な高速化と、ビット エラーを検出して修正するための組み込みのチェックサムが含まれています。 また、使用状況に基づいて、"ホット" ストレージ層と "コールド" ストレージ層の間でデータをリアルタイムでローテーションするリアルタイム層も導入されています。
クラスター共有ボリューム。 CSV ファイル システムは、すべての ReFS ボリュームを、任意のサーバーからアクセスできる 1 つの名前空間に統合します。 各サーバーでは、すべてのボリュームがローカルにマウントされたように見え、動作します。
ファイルサーバー Scale-Out。 この最終レイヤーは、集中型デプロイでのみ必要です。 ネットワーク経由で Hyper-V を実行している別のクラスターなどのクライアントに SMB3 アクセス プロトコルを使用してリモート ファイル アクセスを提供し、記憶域スペース ダイレクトをネットワーク接続ストレージ (NAS) に効果的に変換します。
主な利点
記憶域スペース ダイレクトには、次の主な利点があります。
| 画像 | 説明 |
|---|---|
|
簡潔さ。 Windows Server または Azure Stack HCI を実行する業界標準のサーバーから、15 分以内に最初の記憶域スペース ダイレクト クラスターに移動します。 System Center ユーザーの場合、デプロイは 1 つのチェック ボックスにすぎません。 |
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高パフォーマンス。 オール フラッシュでもハイブリッドでも、記憶域スペース ダイレクトは サーバーあたり 1,370 万 IOPS を超える可能性があります。 記憶域スペース ダイレクトのハイパーバイザー埋め込みアーキテクチャは、一貫性のある低待機時間、組み込みの読み取り/書き込みキャッシュ、および PCIe バスに直接マウントされた最先端の NVMe ドライブのサポートを提供します。 |
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フォールト トレランス。 組み込みの回復性は、継続的な可用性でドライブ、サーバー、またはコンポーネントの障害を処理します。 シャーシおよびラックのフォールト トレランス向けに大規模なデプロイも構成できます。 ハードウェアに障害が発生した場合は、スワップアウトするだけです。ソフトウェアは、複雑な管理手順なしで、自分自身を癒します。 |
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リソースの効率。 消去コーディングでは、ローカル再構築コードや ReFS リアルタイム レベルなどの独自のイノベーションにより、最大 2.4 倍のストレージ効率を実現し、これらの利益をハード ディスク ドライブやホット ワークロードまたはコールド ワークロードの混在にまで拡張すると同時に、CPU 消費量を最小限に抑えて、リソースを最も必要な場所に VM に戻すことができます。 |
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管理容易性。 記憶域 QoS コントロールを使用して、VM ごとの最小および最大 IOPS 制限でビジーな VM を管理します。 Health Service は、継続的な組み込みの監視とアラートを提供します。 新しい API を使用すると、クラスター全体の豊富なパフォーマンスと容量のメトリックを簡単に収集できます。 |
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スケーラビリティ。 クラスターあたり最大 4 ペタバイト (4,000 テラバイト) の記憶域を持つ構成で、最大 16 台のサーバーと400台以上のドライブを使用します。 スケールアウトするには、ドライブを追加するか、サーバーを追加します。記憶域スペース ダイレクトは、新しいドライブを自動的にオンボードし、使用を開始します。 ストレージの効率とパフォーマンスは、大規模に予測可能に向上します。 |
いつ使用するか
記憶域スペース ダイレクトは、Azure Stack HCI と Windows Server のコア テクノロジです。 次の場合に理想的なネットワーク ストレージ ソリューションを提供します。
- ネットワーク ストレージ容量をスケールアップまたはスケールアウトします。 ドライブをさらに追加したり、サーバーを追加してネットワーク ストレージ容量を拡張したりして、データをセキュリティで保護し、アクセス可能な状態に保つことができます。 記憶域プール内のドライブが失敗した場合、またはノード全体がオフラインになった場合、すべてのデータはオンラインのままでアクセスできます。
- 異なる場所から同じデータ セットを同時に共有します。 記憶域スペース ダイレクトによって作成される記憶域プールは、ネットワーク共有のように見え、動作します。 ネットワーク ユーザーは、保存されているデータの物理的な場所を気にすることなく、任意の場所からいつでも保存されたデータにアクセスできます。
- ストレージ メディアを組み合わせて使用します。 記憶域スペース ダイレクトを使用すると、サーバー クラスター内のさまざまな種類の記憶域メディアを組み合わせて、ソフトウェア定義記憶域プールを形成できます。 ソフトウェアは、データに基づいて使用するメディア(より高速なメディア上のアクティブなデータ、および低速メディア上の他の使用頻度の低いデータ)に基づいて自動的に決定します。
配置オプション
記憶域スペース ダイレクトでは、次の 2 つの展開オプションがサポートされています。
- ハイパーコンバージド
- コンバージド
注
Azure Stack HCI では、ハイパーコンバージド デプロイのみがサポートされます。
ハイパーコンバージド デプロイ
ハイパーコンバージドデプロイでは、コンピューティングとストレージの両方に単一クラスターを使用します。 ハイパーコンバージド展開オプションは、仮想マシンまたは SQL Server データベース Hyper-V、ストレージを提供するサーバー上で直接実行され、ローカル ボリュームにファイルが格納されます。 これにより、ファイル サーバーのアクセスとアクセス許可を構成する必要がなくなります。これにより、小規模から中規模のビジネスおよびリモートまたはブランチ オフィスの展開のハードウェア コストが削減されます。 Windows Server に記憶域スペース ダイレクトを展開するには、「Windows Server に 記憶域スペース ダイレクトを展開する」を参照してください。 Azure Stack HCI の一部として記憶域スペース ダイレクトをデプロイするには、「Azure Stack HCI のデプロイ プロセスとは」を参照してください。
コンバージド デプロイ
コンバージド デプロイでは、ストレージとコンピューティングに個別のクラスターを使用します。 集約展開オプション ("disaggregated" とも呼ばれます) は、記憶域スペース ダイレクトの上にスケールアウト ファイル サーバー (SoFS) を階層化して、SMB3 ファイル共有経由でネットワーク接続記憶域を提供します。 これにより、ストレージ クラスターとは別にコンピューティングとワークロードをスケーリングできます。これは、サービス プロバイダーや企業向けの Hyper-V IaaS (サービスとしてのインフラストラクチャ) などの大規模なデプロイに不可欠です。
管理および監視
次のツールを使用して、記憶域スペース ダイレクトを管理および監視できます。
| 名前 | グラフィカルかコマンド ラインか。 | 有料または含まれていますか? |
|---|---|---|
| Windows Admin Center | グラフィカル | 含む |
| サーバー マネージャーとフェールオーバー クラスター マネージャー | グラフィカル | 含む |
| Windows PowerShell | コマンド ライン | 含む |
|
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) (英語) > Operations Manager |
グラフィカル | 支払い済み |
ビデオ
記憶域スペース ダイレクトの概要 (5 分)
Microsoft Ignite 2018 の Storage Spaces Direct (1 時間)
Microsoft Ignite 2017 の Storage Spaces Direct (1 時間)
Microsoft Ignite 2016 ストレージ スペース ダイレクトの起動イベント (1 時間)
顧客事例
記憶域スペース ダイレクトは、世界中 で 10,000 を超えるクラスター が実行されています。 2 つのノードのみをデプロイする小規模企業から、数百のノードを展開する大企業や政府機関まで、あらゆる規模の組織は、重要なアプリケーションとインフラストラクチャのために記憶域スペース ダイレクトに依存します。
Microsoft.com/HCI にアクセスして、ストーリーを読んでください。
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