徐々に熱を帯び始めている、サーバーとストレージを統合した新しい形態のシステムインフラである 「ハイパーコンバージドインフラストラクチャ (Hyper-Converged Infrastructure:HCI) 」 について、情報整理も含め、まとめてみました。


ハイパーコンバージドインフラが生まれた背景

現在の仮想化環境は、設置スペースを多く取っていたり、複雑なシステム構成(サーバーもストレージもSANスイッチも冗長化・・)になっていたりするため、運用管理を行うにあたり、サーバー管理者とストレージ管理者が必要になることから、導入/変更/運用へのハードルが高くなる傾向にありました。
また、従来のアーキテクチャーでは、急激に増加する仮想マシンやデータベースが必要としている高いI/O性能の両方要件に柔軟に対応できるようには設計されておらず、性能を拡張する際に高額な費用が掛かってしまうため、コストパフォーマンスが悪いという課題点がありました。

上記のような、従来の仮想化環境が抱えていた複雑性/管理負荷/コスト面を解決するため、あらかじめ仮想化に必要なシステム構成で提供できるよう、サーバー/ストレージ/ネットワーク、それに仮想化ソフトウェアや管理ツールなどをパッケージ化して提供するために開発されました。


ハイパーコンバージドインフラの技術的な構成要素

1,共有ストレージアレイを使わず、各サーバーのローカルストレージを使うこと。
2,各サーバーを内部接続させ、クラスタ構成すること。
3,Software-Defined Storage(SDS)機能により、ローカルストレージをスケールアウトストレージにする機能を備えていること。


ハイパーコンバージドインフラのメリット


ハイパーコンバージドインフラは、一つの筐体の中にサーバーとストレージの機能を集約しており、導入時にサーバー装置とストレージ装置を接続する必要がなく、設計や各機器の相互接続確認が不要であるため、仮想化環境を即座に構築することが可能です。
また、サーバー毎に内蔵したストレージを、ソフトウェアによって仮想ストレージとして構成することにより、シンプルなハードウェア構成で高価なストレージを利用することなく、低コストで容易に拡張可能なストレージ環境を構築できるようになります。

そのため、 最小構成となる物理的なハードウェアがシンプルで小型化も容易であるため、スモールスタートがしやすく、スケールアウトストレージを活かし、サーバーを追加していくだけで、どんどん処理能力や処理容量を増やしていけます。


ハイパーコンバージドインフラのデメリット

物理的構成(筐体の特性)により、各ストレージの容量が少ないと判断して増設するような使い方をすると、ハイパーコンバージドインフラのサーバー自体の台数を増やこととなります。
ストレージ構成の点から見ると、ALL HDD の構成では物理ストレージに比べて書き込み性能が低下する恐れがあり、SSD を搭載するとなるとコスト面での兼ね合いが必要となります。また、各ノードがサーバーとストレージの役割を同時に果たしているため、1ノードがダウンするということは、1ストレージがダウンすることと同じ状況になります。


ハイパーコンバージドインフラの使い道

・ デスクトップ仮想化の為のインフラ構築
・ 部署や拠点ごとのインフラ環境の統合
・ 企業内でのパブリッククラウドの構築


ハイパーコンバージドインフラの気を付ける点


・ ストレージソフトウェアの性能や機能は、製品により異なる。
・ ノードを集約して機能させるため、ユーザーアクセスを考慮したネットワーク設計の知識が必要。
・ 200V 電源ユニットが搭載されているため、200V 電源が設置拠点まで引きこまれているか、コンセント自体において 200V 用の電源コンセントが使えるか確認が必要。
・ 特定ノードのパーツ部品が一個壊れたら、1 ノード丸ごと交換になるため、保守の契約・更新は必須。


運用管理用ソフトウェア

Nutanix : Acropolis Hypervisor (KVMをベースとしたハイパーバイザー)
■ Nutanixを触ってみた/Acropolis Hypervisor編
http://qiita.com/hmatsu47/items/3daa1ae237ab5e2546e3
■ Lenovo HX シリーズ Nutanix 運用ガイド
http://www.lenovojp-cms.com/cmscontents/gdfiles.php?md=511

EMC : VxRail Manager
■ VCE VxRailを触ってみた
http://qiita.com/hmatsu47/items/613b18d8bf9dfbfdf2c0

HPE : HPE OneView (vCenter、Hyper-v用)
■ HPE OneView: ITインフラストラクチャ管理
https://www.hpe.com/jp/ja/integrated-systems/software.html
■ HPE OneView 3.0 ユーザーガイド
https://h50146.www5.hpe.com/lib/products/servers/proliant/manuals/5200-1737_ja.pdf


ハイパーコンバージドインフラの運用管理について

ノード障害時において、仮想マシンは High Availability (HA) / フェールオーバー により別ノードで起動し、仮想ディスクはポリシーを満たすため、別ノードに新たなコピーが作成される動きとなりますので、高可用性は担保できると思います。 

ただし、パフォーマンス関連の改善切り分け対応や、アプリケーション層レベルでの障害の切り分けが難しそうな感じかしますね。。
導入事例もまだまだ少ないと思いますし、インフラ周りはメーカー固有の部分があるため、できる部分はログの取得までで、原因特定にはベンダー丸投げしてログの分析をしてもらうしかないかな。。
最近多いけど、ログまで管理担当者レベルで見られると、メーカー側の分析エンジニアが不要になる傾向もあるのかな、、と。



<参考情報>

■ 「ハイパーコンバージドインフラストラクチャ」という、統合サーバーの新潮流が登場
http://cn.teldevice.co.jp/column/detail/id/98

■ 「ハイパーコンバージド」ってなんだ?
http://www.bit-isle.jp/column/17.html

■ ハイパーコンバージドインフラストラクチャーとは?
https://www.lenovojp.com/business/solution/018/index_2.html

■ 今注目の”ハイパー・コンバージド・インフラ”とは
https://www.nicpartners.co.jp/report/36595/

■ ハイパーコンバージドインフラ超・超・超入門
http://www.cisco.com/c/dam/global/ja_jp/products/catalog/pdf/hypeflex-nyumon.pdf

■ ハイパーコンバージド製品の本命「HPE HC380」を実運用の観点から検証
http://www.ctc-g.co.jp/report/column/hyper_converged/index.html

■ HPE Hyper Converged System (ハイパーコンバージドシステム)
http://www.ctc-g.co.jp/solutions/hp_hyperconverged/index.html

■ ハイパーコンバージドインフラとは|導入のメリットと人気製品3つの比較
https://furien.jp/columns/108/

■ 実機で語るハイパーコンバージドシステム・使ってみた感想
http://server.etutsplus.com/hpe-hyper-converged-250-system/

■ 第1回 VMware Virtual SAN(VSAN)搭載アプライアンスVxRailとは? ~Vxrail & VSAN Overview ~
https://blogs.vmware.com/jp-cim/2016/08/vxrail-vsan01.html

■ 第2回 VMware Virtual SAN(VSAN)搭載アプライアンスVxRailとは? ~ VxRail インストール ~
https://blogs.vmware.com/jp-cim/2016/08/vxrail-vsan02.html

■ 第3回 VMware Virtual SAN(VSAN)搭載アプライアンスVxRailとは? ~ VxRail の運用と管理:前編 VxRail Managerのご紹介 ~
https://blogs.vmware.com/jp-cim/2016/09/vxrail-vsan03.html

■ EMCのハイパーコンバージドインフラ「VxRail」を使い倒す方法
https://www.slideshare.net/naotakeyoshida1/emcvxrail

■ Acropolis Hypervisor ~Nutanixが生み出した無償のハイパーバイザー~
https://www.nissho-ele.co.jp/product/nutanix/technology/acropolis-hypervisor.html

■ Nutanix 概要紹介
https://www.slideshare.net/smzksts/nutanix-55678666

■  2016年中堅・中小企業におけるハイパーコンバージドインフラの導入意向
https://japan.cnet.com/release/30146713/