ストレージの仮想化とgreen itへの取り組み · hitachi usp v : hitachi universal...

© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

株式会社日立製作所RAIDシステム事業部事業戦略室

手塚敬一

ストレージの仮想化とGreen ITへの取り組み

2008/06/24


1. 仮想化市場動向

2. ストレージ仮想化の製品への応用例3. Green ITへの取り組み4. 日立ストレージソリューション導入事例5. まとめ

Contents


仮想化市場動向

1

3© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

仮想化とは

・サーバ仮想化VMwareCitrix Xen ServerMicrosoft Hyper-VOracle VM

・ストレージ仮想化

???


ストレージ仮想化に求めるものとは？

数年前のGridへの期待と同じ？


2003-4年当時のGridの議論

・Gridコンピューティングへの応用

・ストレージでもGrid技術を応用できないか？

・SC2003,SC2004ではスケーラブルな高性能ストレージGridのデモが印象的

(InfiniBand,10GbE)


ストレージGridの定義http://searchstorage.techtarget.com/sDefinition/0,,sid5_gci1027907,0

0.html (Search Storage.comより引用）

１．冗長性

２．複数経路によるアクセス

３．拡張性


NYの某ユーザでのGridに関する議論

・サーバ、ストレージの使用効率を高めたい

・ストレージの拡張性を高めたい


Gridへの要求は仮想化への要求と同等

→Virtualization（仮想化）技術で企業のIT投資の最適化を図れないか

→仮想化トレンドが一気に加速


仮想化で解決できること

・リソース共有

・利用率向上

・IT投資の最適化


ストレージ仮想化の製品への応用例

2


仮想化のアプローチ

・サーバ仮想化による方法

・スイッチ仮想化による方法

・ストレージ仮想化による方法


日立ストレージによる課題解決

ユーザの課題ソリューションソリューション

ストレージ管理・運用の簡易化

導入コストの増大

管理・運用の複雑化

電力・空調コストの増大消費電力の低減

ストレージ資産の有効活用

仮想化仮想化



ストレージリソース使用効率向上

既存ストレージ資産の有効活用



・業務アプリケーションに割り当てるボリューム容量の仮想化

Hitachi USP V/USP VM

プール

仮想ボリューム

業務Ａ業務Ｂ業務Ｃ

ストレージリソース使用効率向上

仮想ボリューム仮想ボリューム

プールプール複数の仮想ボリューム間でプールの未使用領域を共有

各業務には仮想ボリュームを割り当て

ストレージ容量の使用効率を向上

（Hitachi Dynamic Provisioning）


ボリューム容量の仮想化（Hitachi Dynamic Provisioning）がもたらす効果

従来の課題

ボリューム容量の仮想化がもたらす効果（１）

割当て済み未使用容量は

別用途での利用不可

各サーバに実ボリュームを割当て

各サーバに仮想ボリュームを割当て

未使用容量

実使用容量

別用途でも利用可能な

未使用容量を最大化

使用容量

30～40%

使用容量

30～40%

未使用容量

割当て済みの未使用容量

未割当て容量


１０ＴＢＨＤＤ追加

１０ＴＢ使用１０ＴＢ使用

２０ＴＢ未使用

プールとして３０ＴＢを購入

２５ＴＢ使用２５ＴＢ使用

５ＴＢ未使用

使用量増加


１５ＴＢ未使用

プールの容量を拡大(ＨＤＤ追加)

ＨＤＤＨＤＤ

プールの容量がもうすぐ不足

ＨＤＤ

未使用容量の有効利用、ストレージ投資コストの最適化が可能

使用データ容量

時間

容量

ストレージ容量(Hitachi

Dynamic Provisioning使用)

ストレージ容量(Hitachi

Dynamic Provisioning未使用)

ボリューム容量の仮想化がもたらす効果（２）


ストレージ管理の統合、

ティアドストレージ

SANRISE USP

~165/332TB各種ストレージサービス(アーカイブ,マイグレーション…)

旧機種ミッドレンジニアライン(ローコスト)

他ベンダ

Windows メインフレーム UNIX Linux

共通ストレージプール

シングル

ストレージ

イメージ

コピー/アーカイブ/マイグレーション

ストレージ管理・運用コストの大幅削減

複数の異機種ストレージを、日立ディスクアレイのリソースとして一元管理

HitachiUniversal Storage

Platform V

ストレージの仮想化（Hitachi Universal Volume Manager）


Hitachi USP V : Hitachi Universal Storage Platform VHitachi USP VM: Hitachi Universal Storage Platform VM

ストレージ仮想化がもたらす効果

SANSAN

HitachiUSP V/VM

既存資産の有効活用

運用コスト低減

複数の異機種ｽﾄﾚｰｼﾞを一元管理

機種毎に必要なｽﾄﾚｰｼﾞ管理・運用

機種毎に異なるサポート機能

導入前導入前導入後導入後

複数の異機種ストレージを仮想的に統合

既存ストレージ資産の有効活用によりストレージTCOの削減が可能

容量・機能などに課題ある既存資産

Hitachi Universal Volume Manager


既存ストレージ資産の有効活用と、ストレージリソースの使用効率向上を両立

ボリューム容量の仮想化

SAN

既存ストレージ

Hitachi USP V/Hitachi USP VM

Hitachi Dynamic Provisioningストレージプール

既存ストレージのボリューム容量も仮想化

既存ストレージのボリューム容量も仮想化

ストレージインフラ全体の容量使用効率を向上

Hitachi Dynamic Provisioning ＋ Hitachi Universal Volume Manager連携


ストレージ（計141TB)を、開発部門データ、部門共有データ、個人PCデータに割当て使用中

ストレージ仮想化適用事例 - Step1 ストレージデバイスの仮想化 -

. .

.

.

設計開発サーバ（約30台）従業員クライアントPC（約1000台/20部門）

・・・・・・

設計データ

部門共有データ（仮想）

個人ＰＣデータ（仮想）

・・・・・・

外部ストレージ

３３ＴＢ(95Vol)

２０ＴＢ(53Vol)

５２ＴＢ(約1000Vol)

未割当て容量

３６ＴＢ

トータル容量141TB

使用容量

割当て済みの未使用容量

未割当て容量

51TB(36%)

53TB(38%)

37TB(26%)

ストレージデバイスの

仮想化（Universal Volume

Manager)

既存ストレージ資産を有効活用


. .

.

.

設計開発サーバ（約30台）従業員クライアントPC（約1000台/20部門）

・・・・・・

設計データ

部門共有データ

個人ＰＣデータ

・・・

外部ストレージ

100ＴＢ(仮想)

トータル実容量141TB

使用容量

未使用容量

51TB(36%)

90TB(64%)

141ＴＢ(プール)

トータル仮想容量300TB

100ＴＢ(仮想)

100ＴＢ(仮想)

ﾃﾞｨｽｸﾄﾞﾗｲﾌﾞを順次追加

していくことでサーバの設定

変更無く使用可能

ストレージ仮想化適用事例 – Step2 ボリューム容量の仮想化 -

ボリューム容量の仮想化

（Hitachi Dynamic Provisioning)

ストレージインフラ全体の容量使用効率を向上

未使用容量が90TBに増加、サーバ,クライアントへの

割り当て容量が300TBに増加




ボリューム容量設計、性能設計不要化


１０ＴＢＨＤＤ追加

業務ごとのボリューム容量使用状況監視不要、全体のプールの容量のみの監視へ

プールの容量は、使用量に応じてＨＤＤ追加で実現可能

１０ＴＢ使用１０ＴＢ使用

２０ＴＢ未使用

プールとして３０ＴＢを購入


５ＴＢ未使用

使用量増加


１５ＴＢ未使用

プールの容量を拡大(ＨＤＤ追加)

ＨＤＤＨＤＤ

プールの容量がもうすぐ不足

ＨＤＤ

ストレージ投資コスト、ランニングコストの最適化が可能

ボリューム容量の仮想化がもたらす効果（容量管理）

Hitachi Dynamic Provisioning


ボリューム容量の仮想化がもたらす効果の検証

性能設計負荷の軽減性能設計負荷の軽減

管理負荷の低減管理負荷の低減


& Oracle Automatic Storage Managementにより、

仮想化による新しいOracleストレージ管理を実現

－ 2008/3/25 日立/Oracle ベストプラクティス公開－


& Oracle Automatic Storage Managementにより、

仮想化による新しいOracleストレージ管理を実現

－ 2008/3/25 日立/Oracle ベストプラクティス公開－


ボリューム容量の仮想化がもたらす効果の検証（性能設計負荷の軽減）

９４.１９４.１

2008/3/25 日立／Oracle ベストプラクティス公開

未適用時（最適構成時）

ﾎﾞﾘｭｰﾑ容量仮想化適用時

Oracle ASM(*)

連携時、最適構成時と同等性能をストレージの性能設計・チューニング作業なしに実現

ストレージを意識した性能設計が必要- HDD配置- RAIDレベル- LU配置 etc．．．

ストレージの性能設計を不要化

- プール設定のみ

（最適構成時性能を１００とした場合）１００

*:Oracle Automatic Storage Management＞


ボリューム容量の仮想化がもたらす効果の検証（管理負荷の軽減）

2008/3/25 日立／Oracle ベストプラクティス公開

Oracle ASM連携時、複雑なボリューム容量設計を不要化しつつ、OS＆Oracle管理作業ステップを半減

データファイルの空き容量不足に

ともなうディスク増設時作業

[Step1] ストレージへ HDD の

追加設定作業

[Step2] OSからのディスクの認識作業

[Step3] 権限，所有者の変更作業

[Step4]

ディスクグループへの追加作業＆

ASMのリバランシング作業

OSからの認識・リブート、LVM、ASM追加設定が不要

プールに

空き容量がない場合

[Step1] ストレージへ HDD の

追加設定作業

[Step2] プールに対する

追加設定作業

ボリューム容量仮想化適用時従来


Green ITへの取り組み

3


日立の省電力への取り組み

5年間のCO2排出量を33万トン削減

(東京23区の1.2倍の森林面積相当)

今後5年間でデータセンタの

消費電力量を最大50%削減

ＩＴ省電力化プラン

環境対応製品の開発強化ＰＪデータセンタ全体の省電力化ＰＪ

・運用レベル（仮想化による使用リソース最適化）・装置レベル（ＨＤＤのＭＡＩＤ技術、テープライブラリ制御

技術・・・）・部品レベル（ＬＳＩの省電力化技術・・・）

ＩＴ製品の省電力技術開発適用

ＣｏｏｌＣｅｎｔｅｒ５０

省電力への取組みを一層強化し、今後5年間でデータセンタの消費電力量を

最大50%削減することを目標に掲げ、省電力化プロジェクトを推進しています

空調機変圧器UPS


０．８７

ボリューム容量の仮想化適用構成

消費電力比率（未適用構成を１とした場合）

ボリューム容量の仮想化未適用構成

■ オンラインボリューム４０TBを割当てる場合

未適用構成（初期導入40TB）に比べ消費電力を１３％低減可能

ボリューム容量仮想化による省電力化

導入したストレージリソースは、

アクセス有無に関わらず電力を消費

導入したストレージリソースは、

アクセス有無に関わらず電力を消費未導入分は電力消費なし未導入分は電力消費なし

未導入容量(10TB)

データ

割り当て容量

（40TB）

実ストレージ容量

導入容量(30TB)

割当て容量 ≦ 導入容量（データ量非依存)

割当て容量 ≧ 導入容量（データ量に応じて容量追加）

データ

割り当て容量

（40TB）

実ストレージ容量

導入容量(40TB)

ボリューム容量の仮想化（Hitachi Dynamic Provisioning）


大容量HDD利用による省電力化（１）

SAN

日立ストレージ管理ソフトウェア

正VOL

日立ストレージ管理ソフトウェアで、業務サーバ側の設定変更なしに、大容量HDDにデータ移動

副VOL

大容量SATA HDD高性能FC HDDD2Dバックアップ

D2Dバックアップ

データアーカイブアーカイブ先にSATA HDDを利用することでデータ保管コスト低減

D2Dバックアップ先にSATA HDDを利用することでデータ保管コスト低減

データアーカイブ大容量SATA HDD高性能FC HDD

データの用途に応じた大容量HDD利用で

データ保管コスト（インフラコスト、電力コスト．．．）を低減


０．７３D2D

ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ

０．７９

ﾃﾞｰﾀｱｰｶｲﾌﾞ

大容量SATA HDD構成項目消費電力比率（FC HDD構成を１とした場合）

FC HDD構成

大容量HDD利用による省電力化（２）

■オンラインデータ１０ＴＢのバックアップ／アーカイブ

アーカイブ領域

用途に適したＨＤＤ使用により消費電力を低減可能

D2DバックアップD2Dバックアップ

データアーカイブデータアーカイブ

10TB (FC)10TB (FC) 10TB (SATA)10TB (FC)

10TB (FC)10TB (FC) 20TB (SATA)20TB(FC)

アーカイブ領域

146GB HDD 300GB HDD 146GB HDD 750GB HDD


MAIDとは、安価なSATA（Serial ATA）ディスクを多数使用し、かつ、使用していないドライブの電源をオフ状態にすることで電力消費を最適化したディスクアレイ技術である。実際にアクセスが行われてからドライブが起動されるため、データのアクセス速度は犠牲になるが、テープと通常のディスク・ドライブの間を埋めるいわゆるニアライン・ストレージとしての活用が期待されている。

より引用

省電力化の一つのアプローチＭＡＩＤ機能


長期間アクセスしないHDD群をスピンダウン(ドライブの回転停止)して

電力削減を実現。

データの価値/特性/運用に応じて利用可能

ストレージ管理ソフトウェアの指示により、ＲＡＩＤグループ単位で制御可能

ｽﾋﾟﾝｱｯﾌﾟ

ストレージ管理ソフト（Storage Navigator Modular)

による指示

サーバ

① 常時稼働

② 定常時停止→ 利用時起動

③ 不使用（停止）

RAIDグループ単位でスピンダウン/スピンアップ

を制御

0 6 12 18 24 時間

0 6 12 18 24 時間

0 6 12 18 24 時間

ｽﾋﾟﾝﾀﾞｳﾝ

ｽﾋﾟﾝｱｯﾌﾟｽﾋﾟﾝﾀﾞｳﾝｽﾋﾟﾝﾀﾞｳﾝ

例: スピンダウン/スピンアップ時間の制御

MAID； Massive Array of Idle DisksFC； Fibre Channel

Hitachi Adaptable Modular StorageHitachi Workgroup Modular Storage

ＭＡＩＤ機能による省電力化


０．５８

バックアップデータは、1世代は高性能FC HDDに保存２～３世代は大容量SATA HDDに保存SATA HDDは、データ更新のために6時間/日のみスピンアップ

バックアップデータは全て高性能なFC HDDに保存筐体内

D2Dバックアップ

大容量SATA HDD構成項目消費電力比率（FC HDD構成を１とした場合）

FC HDD構成

ＭＡＩＤ機能による省電力効果試算（１）

■ オンラインデータ１０ＴＢの筐体内バックアップ

Hitachi Adaptable Modular Storage

10TB (FC)＋20TB(SATA)

10TB (FC)

D2Dﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ


30TB (FC)

10TB (FC)

D2Dﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ

筐体内Ｄ２Ｄバックアップにおいて消費電力を４２％低減可能

ＳＡＴＡＨＤＤ

ＭＡＩＤ機能


０．７３

バックアップ先ストレージは、データ更新のために6時間/日のみスピンアップ

高性能遠隔

バックアップ

０．３５

バックアップ先ストレージは、データ更新のために6時間/日のみスピンアップ低コスト

遠隔バックアップ

ＭＡＩＤ機能適用構成

項目消費電力比率（ＭＡＩＤ機能未適用構成を１とした場合）

ＭＡＩＤ機能未適用構成

ＭＡＩＤ機能による省電力効果試算（２）

■ オンラインデータ１０ＴＢの遠隔バックアップ

Hitachi Adaptable Modular StorageHitachi Adaptable Modular Storage


10TB (FC)10TB (FC)

10TB (FC)




10TB (SATA)

10TB (FC)10TB (FC)

ＳＡＴＡＨＤＤ

ＭＡＩＤ機能

ＭＡＩＤ機能

遠隔Ｄ２Ｄバックアップにおいて消費電力を６５％低減可能


特長

日立高信頼ディスクコントローラによる

テープライブラリ制御

レプリケーションボリュームやアクセス

頻度の低いデータをSATAの延長として利用

高信頼性、高可用性、高拡張性を確保

同時並行アクセスによる高性能

１ストリーム:200MB/s, 4ストリーム:800MB/s *圧縮率 2:1

８ストリーム時は最大で, 1,200MB/sec

低ビットコスト、大容量、低消費電力によるハイブリッドグリーンストレージ

Hitachi Disk Controller

LTO

SATA

FC

省電力向け製品日立Tape Modular Storage概要 (1)


最大で20,000 巻のテープを管理する仮想ディスクライブラリ

8 テープライブラリ, 80 テープドライブ

最大容量 3,400TB/6,800TB*

省電力向け製品日立Tape Modular Storage概要 (2)

TMS1000

業務サーバー(例； MS Exchange,

MS-SQL, Oracle)

S-VolP-Vol

(1)再同期 (D2D copy)

(2)アプリケーション停止

(4)アプリケーション開始

(3)ペア分割

(5)バックアップ (D2T copy)

D2D 制御

NetBackup(マスターサーバー)

NetBackup(メディアサーバー)

TR Manager(D2D, T2D 制御)

Tape Storage

Pool

NetBackup Management GUI

RAID Manager


仮想ディスクライブラリによる消費電力低減

AMS1000 （当社ミッドレンジアレイ）

HDD 500GB(SATA), RAID5

総ディスク容量190.4TB

TMS1000 （日立仮想ディスクライブラリ）

HDD 500GB(SATA), RAID5

総ディスク+テープ容量190.4TB

1 テープライブラリ + テープドライブx 8 + 1FC-SW

kWh/

day

AMS1000 and TMS1000, 消費電力比較

0

50

100

150

200

250

300

350

1

４0％削減可能

AMS1000

TMS1000


一般のストレージ製品 HITACHI Universal Storage Platform V

$7,395

3年

間の

コス

ト$(000)

Source: David Floyer, CTO, ITCentrix

TCO(Total Cost of Ownership) 比較(3 年間のIT予算に与えるインパクト、トータル容量866TB)

$12,115

$0,000-

$2,000-

$4,000-

$6,000-

$8,000-

$10,000-

$12,000-

$14,000-

$7,395(8.9億円)

$12,115(14.5億円)

約-40%コスト削減

TCO：ストレージ購入コスト、ストレージソフトウェア購入コスト、ストレージ管理コスト、ストレージ運用コスト、通信コスト、電力/空調コストを含むトータルコスト

日立ストレージソリューションのTCO試算例


日立最新ストレージソリューション導入事例

4


お客様の課題

- 容量設計が困難なため、ストレージ構成変更・容量追加を繰り返している

- 必要以上に容量を割り当てたため、データは格納されていないが、

別用途への流用はできない領域が大量にある

- 年々増加するユーザデータの保管コスト増大

国内某製造業様

【導入前運用】本番データ、バックアップデータ、テストデータなどの全てのデータを

要件／使用頻度に関係なくエンタプライズストレージに格納。

【お客様の課題】


SAN

◆ オンラインデータ＝＞内部ストレージ

- 管理データ領域は通常ボリュームを使用

- ＤＢテーブル領域には、仮想ボリューム４.５ＴＢを割り当て（実記憶領域３TBの１.５倍）

◆ バックアップデータ＝＞外部ストレージ- 仮想ボリューム４.５ＴＢを割り当て（実記憶領域３TBの１.５倍）

◆ テストデータ他＝＞外部ストレージ- 仮想化したAMSのボリュームを使用（８ＴＢ）

導入ストレージソリューション国内某製造業様

Hitachi USP V：Hitachi Universal Storage Platform VHitachi AMS：Hitachi Adaptable Modular Storage

ﾌﾟｰﾙ(3TB)

ﾌﾟｰﾙ(3TB)

Hitachi USP V

ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ

ミッドレンジストレージ

Hitachi AMS （外部ストレージ）

内部ｽﾄﾚｰｼﾞ

ｽﾄﾚｰｼﾞﾃﾞﾊﾞｲｽ仮想化

ｽﾄﾚｰｼﾞﾃﾞﾊﾞｲｽ仮想化

内部ｽﾄﾚｰｼﾞ

ﾎﾞﾘｭｰﾑ容量仮想化


業務サーバ

テーブル領域合計4.5TB




ストレージ構成変更・容量追加を極小化- 業務毎の複雑なボリューム容量設計不要化

- 業務を停止することなくボリューム容量追加可能

ストレージ容量の使用効率向上- 空き領域を複数の業務間で共有可能

- 電力・空調などのランニングコスト低減

増加し続けるユーザデータを、最適なコストで保管- データの要件に適したストレージでデータ保管

- 要件の異なるストレージを一元管理

日立ストレージソリューション導入効果国内某製造業様


Hitachi Dynamic Provisioningの導入例

◆ビジネス要件:•コスト削減のための継続的な取り組み

•ストレージ購入、・スタッフ効率の向上

•アプリケーションの可用性向上および, SLA/ビジネス要件を満たすレベルを超えること

◆ソリューション:•Dynamic Provisioningによるストレージ使用効率の向上と, それに伴うストレージの追加購入量の削減

•ストレージプロビジョニングに要する時間と労力の削減

•ストレージ性能の維持/向上

◆ユナイテッド航空:•世界最大手の航空会社の一つ。

•06（会計)年度の収益は200億㌦

•一日のフライト数は3,600•500TBのHDSエンタープライズストレージを保有

海外の事例


“日立は新しい革新技術によって, エンタープライズストレージ市場をリードし続けている。Hitachi Dynamic Provisioning導入は, 極めてハイレベルな性能と拡張性を備えた, 初のエンタープライズクラスソリューションを市場にもたらした。この新しいHitachi Universal Storage Platform Vは, 企業のストレージ保有総コストを下げる事によって, ストレージ経済の様相を変化させ続けるだろう。 ”

”日立が提供する仮想化とHitachi Dynamic Provisioningの組み合わせによって, 企業はTCOを削減し, ストレージ経済を改善することが可能になる。”

Gary Pilafas氏

(ユナイテッド航空マネージングディレクタ)

Hitachi Dynamic Provisioningの導入例海外の事例


まとめ

5


まとめ

◎

ＭＡＩＤ大容量ＨＤＤｽﾄﾚｰｼﾞﾃﾞﾊﾞｲｽ

の仮想化

ﾎﾞﾘｭｰﾑ容量

の仮想化

◎◎電力・空調コスト低減

◎（統合管理）

◎（容量設計不要化）

管理・運用コスト低減

◎（ﾋﾞｯﾄｺｽﾄ低減）

◎（既存資産活用）

◎（使用効率向上）

装置導入コスト低減

お客様ニーズに応える日立ストレージソリューション

お客様ニーズ

◎：効果大

各種仮想化機能の組み合わせで、ストレージ運用の効率化が可能


日立ストレージハードウェアラインアップ


日立は、ITを通し、

「お客様のビジネス価値向上」と「TCO削減」

「地球環境問題解決」に取り組んでいます。

情報インフラ基盤を提供する企業として

*：同等性能・容量構成時での従来機種(Hitachi 9900V)との比較。CO2排出係数として0.4166kg-CO2/kWhを使用。

Hitachi Universal Storage Platform Vは、

年間約５３ｔＣＯ２削減

Hitachi Universal Storage Platform Vは、

年間約５３ｔＣＯ２削減

独自仮想化技術の進化により、さらなるシステム効率改善に努めます。

(*)


・Microsoftは、米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。

・Windowsは、米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。

・HPは、米国Hewlett-Packard Companyの会社名です。

・HP-UXは、米国Hewlett-Packard Companyのオペレーティングシステムの名称です。

・Linuxは、Linus Torvaldsの米国およびその他の国における登録商標あるいは商標です。

・UNIXは、X/Open Company Limitedが独占的にライセンスしている米国ならびに他の国における登録商標です。

・その他記載の会社名、製品名は、それぞれの会社の商標もしくは登録商標です。

他社商品名、商標等の引用に関する表示

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