ハイパーコンバージドインフラ(HCI)とは

ハイパーコンバージドインフラとは

ハイパーコンバージドインフラとは、SANやNASなどの外部共有ストレージを利用せずに、業界標準のx86サーバーに搭載されたローカルのSSD、HDDをソフトウェア機能によって統合したアプライアンス製品です。
X86ベースの各物理サーバー（ノード）には、CPU、メモリー、SSDやHDD、ハイパーバイザーが格納されています。

ハイパーコンバージドインフラ登場の背景

現在、企業における仮想化インフラの導入は8割以上となっていますが、そのほとんどがサーバー、SANスイッチ、ストレージの3Tier型の構成となっています。しかし障害の切り分けや拡張作業などは複雑で、日々の運用に頭を抱えているIT部門も少なくありません。その結果、担当者は日々のメンテナンスに時間を割かれ、新しい技術の導入やビジネスの成長につながる「攻めのIT」に時間を割くことが難しくなっているのが現状です。

このような状況で脚光を浴びているのが、Webサービス大手企業のFacebookやGoogleなどが採用したWebスケールITという新しいアプローチです。彼らは急成長するビジネスにも追随して迅速にシステムを拡張し、さらに運用をシンプルにすることで運用費用を削減しています。

これまでWebスケールITの特長をもつ仮想化インフラを構築するには、高度なスキルをもったエンジニアが開発、設計する必要がありました。そこで、エンタープライズでもWebスケールITのシステムを容易に導入出来るようにパッケージ化されたのがハイパーコンバージドインフラです。

ハイパーコンバージドインフラの仕組み

ハイパーコンバージドインフラのHWは、x86サーバーのみで構成されています。各社独自のSoftware Defined Storage（ストレージ仮想化）の技術を使うことで、 外部ストレージやSANスイッチを排除し、各サーバー（ノード）の内蔵ディスクを論理的に一つのストレージプールに見せています。

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各インフラのメリット・デメリット

従来の3Tier型仮想化インフラ

従来の3Tier型仮想化インフラは、サーバー、SANスイッチ、ストレージで構成されています。エンタープライズの仮想化インフラの大半がこのアーキテクチャーになっているため、ITP担当者には一番なじみの深いインフラです。

メリット

• システム要件や既存環境に合わせてベンダーや製品を自由に選択できます。
• ビジネス規模にかかわらず、小規模から大規模まで対応できます。

デメリット

• 導入時は、サーバー、SANスイッチ、ストレージの最適な組み合わせや複雑なサイジング、各製品のバージョンを考慮した設計・設定が必要です。そのため、システムの信頼性やパフォーマンスは事前に予測できません。
• 導入後は、各製品の管理ツールを使用して日々の運用管理を行わなければならず、万一障害が発生すると障害箇所の切り分け作業は困難です。
• 拡張時は、サイジングのやり直しが発生することで容易に拡張できない、パフォーマンスがコミットされていないなどの課題もあります。
• ネットワークI/Oがボトルネックになる場合も多くあります。近年オールフラッシュのストレージが注目を集めていますが、たとえSSDを活用してもネットワークI/Oのボトルネックは解消されません。

コンバージドインフラ

コンバージドインフラは「垂直統合システム」とも呼ばれる、主要ベンダーのサーバー、SANスイッチ、ストレージ、ソフトウェアを組み合わせ、最適化された構成で提供される仮想化インフラです。この設計は従来の3Tier型仮想化インフラと同様です。
設計を事前検証済みの状態で一つのラックに集約し、バージョン合わせやパッチの適応も工場出荷前に済ませるため、信頼性の高いシステムになっています。

メリット

• 主要ベンダーから仮想化インフラに必要なハードウェアとソフトウェアの設計を事前検証済みでパッケージとして提供されるため、信頼性の高いシステムを短期導入できます。
• ベンダーが提供するパッケージを追加することで、容易に拡張できます。

デメリット

• 導入後は従来の3Tier型仮想化インフラと同様に各製品から提供される複数の管理ツールを使う必要があるため、運用の負荷は軽減されません。ただし、ベンダーが提供するサポート一括窓口を利用することで、サポート負荷を軽減できる場合もあります。
• 構成はあらかじめ決められており柔軟性に欠けます。また、主に大規模向けのパッケージであるため、スモールスタートができず初期導入費用が高くなる傾向にあります。
• アーキテクチャーは従来の3Tier型仮想化インフラと同様のため、ネットワークI/Oの問題は解決できません。

ハイパーコンバージドインフラ

ハイパーコンバージドインフラは、SANスイッチとストレージを排除し、分散ファイルシステム※の技術を使ってx86サーバーのみで構成されるシンプルな仮想化インフラです。
分散ファイルシステムの技術によって各サーバーの内蔵ディスクを論理的に一つのストレージプールに見せることができます。ハイパーバイザーをインストールしたハイパーコンバージドインフラをネットワークスイッチに接続すれば、仮想化環境を即座に利用できます。

※分散ファイルシステム：複数のサーバーに分散配置されたファイル群を、ネットワークを通して単一のボリュームとして扱うことのできるファイルシステムのこと。

メリット

• ハードウェアとソフトウェアの設計は事前検証済みで提供されるため、信頼性が高いシステムを短期導入できます。
• SANスイッチとストレージが排除されるアーキテクチャーのためネットワークI/Oの問題が解消され、運用負荷を大幅に軽減できます。
• 最小構成で初期導入費用を抑えて導入し、リソースが足りなくなったらサーバーを追加するだけでCPU、メモリ、ディスクのリソースを容易に拡張できます。

デメリット

• CPU、メモリ、ディスクのコンフィグレーションは柔軟に選択できますが、従来の3Tier型のように任意のベンダー製品を組み合わせることはできません。