ストレージをデータ保護から理解する
ストレージの可用性 多くのストレージはHDD、キャッシュメモリでのデータ保護のほか、各コンポーネント障害がストレージシステム全体の停止を起こさぬよう、次のような対策を施している。 コントローラ冗長化 データ経路冗長化 電源冗長化 まず、2台のコントローラを専用ネットワークやバスで接続することで冗長化し、キャッシュデータの相互コピーによるデータ保護を行うとともにコントローラ自体の障害に備えている。そしてデータ経路を冗長化するには各々のコントローラのフロントエンドポートを使用する。さらにHBA、FCスイッチを冗長化することで、経路全体の冗長化も可能となる。これらのデータ経路冗長化を行うには、サーバで複数の経路（パス）を効率的に管理する（MPIO：Multi Path I/O）ソフトウェアが必要となる。このMPIOソフトウェアは、OS標準搭載の機能やストレージベンダのオプションソフトウェアとして
iSCSIを活用した信頼性があり、高速なSANネットワークの構築 | クライム仮想化/クラウド・エンジニア・ブログ
iSCSIは幅の広く、安価なSANアクセス技術です。しかしディプロイは単なるiSCSIフィルターのインストールやネットワーク・ノード接続に留まりません。 iSCSIネットワークをデザインする前にInternet Small Computer System Interface (iSCSI)プロトコールを理解することも必要です。iSCSIではストアーされるブロックは専用のSCSIケーブル上というよりも、IPパケット内でネットワークを超えて転送されます。このiSCSIトラフィックはデフォルトではTCPポート3260でアドレスされます。iSCSIブロック・デバイスは通常ユーザ環境ではSAN(Storage-Area Network)であるiSCSIターゲットとして参照されたノード上でコンフィグレーションされます。SANへ接続するサーバはiSCSIイニシエータです。 効果的なSANネットワークは充
RSTP －ラピッドスパニングツリー－
RSTP －ラピッドスパニングツリー－ RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol） さてさて、今までSTP(IEEE802.1d)については解説をしてきました。 IEEE802.1dはループフリーな冗長構成を簡単に構成できるため大変便利なのですが、残念ながら１つ大きなデメリットがありました。 それは、 STPではどんなにがんばっても最大で50秒の通信断が発生してしまう ということです。 アプリケーションによっては、その数十秒の通信断が命取りとなる場合もあり、 ミッションクリティカルな環境では決して使いやすいとはいえないのが現状でした。 特に音声やビデオといった遅延に影響されやすいトラフィックには不向きですね。 そこで現状のSTPの弱点を克服するべく開発されたプロトコルがRSTP （ラピッドスパニングツリープロトコル）です。 RSTPを使用すればスパニングツリーの再
第27回高信頼設計のための冗長化｜デジ・ステーション｜J-Net21[中小企業ビジネス支援サイト]
信頼性の高いネットワークを構築するには、冗長構成にする必要がある。冗長構成には、ホットデュアル構成、アクティブ・スタンバイ構成など、いくつかの種類がある。平常時に稼働するシステムとそのバックアップシステムとで構成されるアクティブ・スタンバイ構成がコストパフォーマンス的にみて有利なため、主流となっている。 第20回の同講座ですでに、高信頼性設計を実現するための代表的な技術として、マルチホーミング、VRRP、スパニングツリーについて解説した。しかし、冗長構成が不適切だと、いざ障害発生時に待機系に切り替わらないばかりか、二次被害を生じるおそれがある。そこで今回は、冗長構成の基本、注意点などについて解説する。 1 経路の二重化 図1のように、3台のL2スイッチでスパニングツリーを構成するとしよう。L2スイッチ-AにはサーバXが接続されており、L2スイッチ-BにはPC・B群、L2スイッチ-CにはPC
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クラウドは「障害が起こる」前提で使う
クラウドはそもそも、ユーザーのシステム運用負荷を下げられることがメリット。そのため、信頼性についてはある程度の割り切りが必要だ。それでも、クラウドの仕組みを知って、起こりうる障害に明示的に手を打てば、大きなトラブルを避けることができる。 これまで述べてきたように、クラウドの障害は「ストレージ障害」「仮想マシン障害」「データセンター設備障害」の三つに分類できる。利用者はこれらの障害が発生することを前提として、障害予防策を講じるべきだ。 例えば、ストレージ障害に備えて、データを定期的にバックアップする。仮想マシンの障害に備え、あらかじめ仮想マシンを複数台用意してクラスター構成にしておく。このような構成にしておけば、仮想マシンが異常終了した場合でも、別の仮想マシンに処理を引き継げる。データセンターの設備障害に備えるなら、異なるデータセンターにデータをバックアップしておく。 EC2は障害対策機能が
［5］保証稼働率「99.9％」の意味
自社運用（オンプレミス）のメールシステムからクラウド型メールへ移行する場合、企業のシステム管理者であれば、「システムに問題が生じていないか」「障害が発生しているならどのように対処が進んでいるか」といった情報の提供体制を把握しておきたい。システム運用を外部に委ねるクラウドだけに、システム管理者が自らメールシステムの障害対応に当たることはないが、従業員からのクレームの対処などを考えると、システム稼働状況は常に分かるようにしておきたいものだ。 グーグルの「GoogleApps（Gmail機能を含む複合アプリケーション）」では、システム全体の稼働状況を「Status Dashboard」というWebページで、ほぼリアルタイムに公開している（写真1）。得られる情報は限られるが、不具合が生じた場合に、Google Apps側に障害が発生していることが原因なのか、自社側に問題があるのかを知る目安として使
［5］クラウドや仮想化環境でのLinux-HA活用法
Linux-HAは、物理サーバーのHA（高可用）化やディザスタリカバリだけのものではなく、クラウドや仮想化とも相性がいい。この分野は変化が早いため、ここではいくつかのヒントを挙げてみよう。新しい効果的な活用方法が今後も生まれてくるかもしれない。 クラウド基盤のHA化 クラウド環境を実現する多数のツールがあるが、HadoopのNameNodeデーモンのように、マスターコントローラ的なサーバーが単一障害点になるシステムが案外多い。ここをLinux-HAで冗長化し、コントローラの故障でクラウド全体がダウンしないようにできる。 実際、Hadoopの開発者が在籍する米Clouderaは、Heartbeat HA Configurationという技術情報を公開している。これはHeartbeatとDRBDでNameNodeやJobTrackerを冗長化するための手順の説明書になっている。 ゲストOS同士
［3］Heartbeatで監視、Pacemakerでフェイルオーバー
HAクラスタは、複数のコンピュータ（以下、ノードと呼ぶ）が相互に通信して健全性を確認し、健全なノードのどれかでサービスを提供することによって、全体として可用性を高める。 したがってHAクラスタには、次の2つの要素が不可欠だ（図1）。 ・健全性を相互に確認するためのノード間の通信 ・健全なノードでサービスを動かすための判断と制御の仕組み 前者を担当するのがHeartbeat、後者を担当するのがPacemakerになる。 Heartbeatは「クラスタノード管理システム」として動作する。Heartbeatを実行しているノードは、「ハートビート」と呼ぶパケットを他のノードに向けて定期的に送信する。他のノードは、応答を返す。一定時間以上応答がないノードは、ダウンしたと見なされて、クラスタノードから取り除かれる。 これに加えて、HeartbeatはPacemakerが必要とする通信を仲介し、Hear
［1] オープンソースのクラスタソフトLinux-HA
「障害が発生しても止まらないシステムを実現したい」「災害に備えたリアルタイムの遠隔バックアップやシステムの二重化を行いたい」「大容量データをバックアップしたい」---震災以来、これらはシステムにとっての大きな課題となっている。 これらを実現するHA（高可用性）システムは、無償で利用できるオープンソースソフトウエア（OSS）で実現できる。そのためのOSS群が「Linux-HAクラスタスタック」である。 Linux-HAクラスタスタックは、仮想化環境やクラウド環境で使うこともできる。今回を含めて5回にわたって、Linux-HAクラスタスタックおよびこれを構成するソフトウエアの概要を紹介する。 HAクラスタの仕組み サーバーハードウエアの故障やメンテナンス、ソフトウエアの動作障害については、2台のサーバーを用意して、Linux-HAクラスタスタックのHeartbeatとPacemakerなどのク
クラウドの信頼性
「パブリッククラウドはまだ稼働して間がなく、どんな障害が起こるのかを予測できない。できる範囲の手当てをしておくべきだ」（クロス・マーケティング システム開発ユニット エグゼクティブマネージャー 永井秀幸氏）。 まだ発展途上のクラウドの利用に取り組んだ現場を取材すると、信頼性に関しては、二つの問題が浮かび上がってきた（図5）。一つ目は、システムを冗長化して稼働率を高める際の問題である。多くのクラウドサービスはシステム構成がブラックボックスになっているため、冗長化に工夫が必要になった。稼働率を向上させたケースとして、インターネット上のコンテンツ流通を手掛けるライトアップや、ソーシャルゲームサービスのgumiの取り組みを取り上げる。対策はIaaSかPaaSかによって違ってくる。 二つ目は、データをバックアップする際の問題である。データのバックアップを標準またはオプションのサービスとして提供するク
ルーターを冗長化するVRRPとスタック
ルーターやレイヤー3スイッチを経由して、LAN内のクライアントパソコンが外部のネットワークにある機器と通信する状況を考えてみよう。クライアントパソコンには、デフォルトゲートウエイのIPアドレスは一つしか設定できない。そこで、ルーターが故障した場合に備えて、デフォルトゲートウエイの役割を別のルーターに自動的に引き継ぐ技術が必要になる。それが「VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）」である。 VRRPはデフォルトゲートウェイを継承 VRRPはRFC2338で規定されている。VRRPと同様の技術には各ベンダー独自のものがあり、特にシスコシステムズのHSRP（Hot Standby Router Protocol）は有名だ。おおよその特徴はVRRPと同じなので、まずはVRRPをきちんと押さえておきたい。 VRRPのキモは「仮想IPアドレス」。仮想IPアドレ
高速応答を支えるデータ同期、可用性は3重化で保証する
東京証券取引所の株式売買システム「arrowhead」。ミリ秒レベルで応答する高速性が話題になったが、それは注文を受け付ける処理のことである。同システムでは約定処理もレスポンスの高速化を図っており、可用性も高い。プロジェクトに携わったNTTデータの平田氏と東京証券取引所の田倉氏に、その仕組みと取り組みを解説してもらう。 株式売買システムの「arrowhead」が行っていることは、その昔、取引所の立会場で人手で行っていた業務を写し取ったものと考えるとよい。取引参加者（証券会社）からの注文を受け付け、銘柄ごとに分かれた板へ登録後、売り注文・買い注文の付け合わせを行って約定させ、約定した結果を通知する流れとなる。立会場のころであれば、取引所の職員と場立ちの人が注文をやり取りすることで事足りた。 現在は、数千万件/日の注文を処理しつつ、数ミリ秒の速度を要求されるため、世界の取引所では高速、大容量の
信頼性は大丈夫か
前回に引き続き「第1回クラウドランキング」の調査結果から、クラウド関連サービスの相場を紹介する。今回はシステム部門が最も懸念する信頼性について解説する。題材は前回と同じく「クラウド基盤サービス（PaaSやIaaS）」である。 クラウド基盤サービスにおける「保証サービス稼働率」の相場を図1に示した。驚くべきことに半数に当たる27件のサービスは保証稼働率を公開していない。「個別対応」という歯切れの悪い回答も6件ある。 国内のユーザーはシステムダウンに対して非常に厳しい目を向ける。悪い言い方をすると寛容さに欠けている。これらのユーザー向けにサービスを提供することを考えると、保証サービス稼働時間が「非公開」や「個別対応」のサービスは選びにくい。 日経コンピュータと日経BPコンサルティングが情報化戦略の意思決定者を対象に9月に実施した別の調査では、回答者の22.9％がクラウドサービスに関する改善要望
［ストレージ編」ストレージ共通プール化
前回はプライベートクラウドにおいて、物理ストレージから仮想ストレージに変革することが重要だと説明しました。そこでの議論は個々のストレージ装置に関するものでしたが、ストレージ装置を個別に利用していると、業務処理量やストレージの保存効率に大きな差異が生じ、安定したサービスレベルの維持が困難で、ストレージの利用効率も低い状態となります。 一貫性のあるサービスレベルを維持し、ストレージの利用効率を最適化する手段として、「共通プール化」があります。共通プール化を行うことで、必要な時に必要なリソースを最適なサービスレベルとコストで使用することが可能になります。すなわち、プライベートクラウドを構築する上でも非常に有効な手法となります。 ここで言っている共通プール化は、複数ストレージ環境および時間と場所の制約を超えた環境でのプール化を指しています（図1）。こうすることにより、リソース利用効率の追求・コスト
［ネットワーク編］サーバー仮想環境の課題
サーバー仮想化技術は、プライベートクラウド環境を実現する際の必要条件の一つです。今回はサーバー仮想化技術について、ネットワークの視点から、その要件、検討上の注意点、検討の方針を解説します。 仮想化技術の導入とネットワークに求められる要件 ネットワークからサーバー仮想化技術を見た場合、従来提供している機能と大きな違いはありませんが、通信対象が「物理サーバー」から「仮想サーバー」に変化し、物理的に接続したサーバーは仮想マシンのリソースプールと見なされます。 リソースプール上で仮想サーバーが移動(仮想マシンモビリティ)し、性能の最適化や可用性、柔軟性、俊敏性を実現します。仮想サーバー環境を導入する際、仮想マシンの移動は必須要件となります。その実現のためにネットワークに求められる要件（=仮想マシンモビリティの制約）として、「フラットなレイヤー2ネットワーク」と「統合ストレージネットワーク」が求めら
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