Nutanix総まとめ！主要コンポーネントと管理機能を総復習【NCA 7.5対策】

はじめに

ここまでNCA対策として、Nutanixの基本的な仕組みを学習してきました。

最初は、

「Nutanixって何？」

というところから始まり、

HCI
AOS
AHV
CVM
DSF
Prism
VM
Network
Storage
Cluster
LCM
License
NCC
Alert / Event
Performance
Volumes
Support

など、さまざまな用語が登場しました。

一つひとつを理解していても、

「結局これらがどうつながっているの？」

となってしまうことがあります。

そこで今回は、これまで学習してきた内容をつなげながら、

Nutanix環境の全体像

を総復習していきましょう。

まずはNutanixとは？

Nutanixを理解するうえで、最初に登場したのが、

HCI（Hyperconverged Infrastructure）

です。

従来の3Tier Infrastructureでは、

Compute
   │
Network
   │
Storage

のように、Server・Network・Storageをそれぞれ別の仕組みとして構築することが一般的でした。

Nutanixでは、

ComputeとStorageなどをSoftwareによって統合的に扱うHCI

という考え方を採用しています。

┌─────────────────────┐
│   Nutanix Cluster   │
│                     │
│ Compute + Storage   │
│                     │
└─────────────────────┘

これによってInfrastructureをよりシンプルに管理できるようにします。

NodeとCluster

Nutanix環境の基本単位となるのが、

Node

です。

Nodeは、簡単にいえばNutanix Clusterを構成するServerです。

Node 1
Node 2
Node 3

複数のNodeをまとめることで、

Cluster

を構成します。

Nutanix Cluster

┌────────┐
│ Node 1 │
├────────┤
│ Node 2 │
├────────┤
│ Node 3 │
└────────┘

各Nodeが持つComputeやStorage Resourceを組み合わせて利用します。

Scale-Out

NutanixではResourceが必要になった場合、

Nodeを追加してClusterを拡張する

Scale-Outという考え方が重要です。

3 Nodes

Node ─ Node ─ Node

        ↓

4 Nodes

Node ─ Node ─ Node ─ Node

Nodeを追加することで、ComputeやStorage Resourceを増やしていきます。

NCAでは、

Nutanix = Scale-Out Architecture

という基本を覚えておきましょう。

AHVとは？

Node上でVMを動作させるために利用されるのが、

AHV

です。

AHVはNutanixが提供するHypervisorです。

VM
VM
VM
 │
 ▼
AHV
 │
 ▼
Physical Node

Hypervisorは、Physical Server上で複数のVMを動作させるためのSoftwareです。

AHVはType 1 Hypervisorとして動作します。

AHVとVM

AHV上では、

VM A
VM B
VM C

などのVirtual Machineを動作させます。

VMには、

vCPU
Memory
vDisk
vNIC

などのVirtual Resourceを割り当てます。

VM
│
├─ vCPU
├─ Memory
├─ vDisk
└─ vNIC

これらのResourceを利用してGuest OSやApplicationを動作させます。

CVMとは？

Nutanix Architectureで非常に重要なのが、

CVM（Controller Virtual Machine）

です。

各NodeにはCVMが配置されます。

Node 1
├─ AHV
└─ CVM

Node 2
├─ AHV
└─ CVM

Node 3
├─ AHV
└─ CVM

CVMはNutanixのStorageやCluster Serviceなどを支える重要なController VMです。

Nutanixを理解するときは、

CVMは普通のApplication VMとは役割が違う

ことを意識しましょう。

AOSとは？

AOS（Acropolis Operating System）

は、Nutanix Infrastructureの中核となるSoftwareです。

Nutanix Clusterでは、

Hardware
   │
   ▼
AHV / Virtualization
   │
   ▼
AOS / Nutanix Services

という形で、SoftwareによってInfrastructureを制御します。

AOSはNutanixの分散StorageやData Serviceなどを提供する中心的な存在です。

DSFとは？

NutanixのStorage Architectureで重要なのが、

DSF（Distributed Storage Fabric）

です。

各Nodeに搭載されたStorageをまとめて、

Cluster全体の分散Storage

として利用します。

Node 1 Storage ─┐
Node 2 Storage ─┼─→ DSF
Node 3 Storage ─┘
                    │
                    ▼
           Distributed Storage

これによって、複数NodeのStorage Resourceを統合的に利用できます。

NutanixのStorage構造

通常のVM Storageでは、

Physical Disk
     ↓
Storage Pool
     ↓
Storage Container
     ↓
vDisk
     ↓
VM

という関係を学習しました。

特に、

Storage Container

と

vDisk

の違いを整理しておきましょう。

Storage Containerは、

論理的なStorage領域

です。

vDiskは、

VMが利用するVirtual Disk

です。

Data Locality

Nutanix Storageでは、

Data Locality

という考え方も重要です。

基本的な考え方は、

VMが動作しているNodeに、そのVMが利用するDataをできるだけLocalに配置する

というものです。

Node 1

VM A
 │
 ▼
Local Storage Data

Local Accessを活用することで、効率的なStorage Accessを実現します。

RFとは？

Storage Dataを保護するために、

RF（Replication Factor）

という考え方があります。

たとえばRF2では、Dataを複数のFailure Domainに保持することで障害へ備えます。

Data
 │
 ├─ Copy
 │
 └─ Copy

NCAでは、

RF = Data Resiliencyに関係する

と理解しておきましょう。

Prismとは？

Nutanix環境を管理するためのInterfaceが、

Prism

です。

Prismから、

VM
Storage
Network
Health
Alert
Event
Performance

などを管理・確認できます。

Administrator
      │
      ▼
    Prism
      │
 ┌────┼─────┬─────┐
 ▼    ▼     ▼     ▼
VM  Storage Network Health

これまでの記事でも何度も登場しました。

Nutanixを管理するときの中心的なInterfaceです。

Prism ElementとPrism Central

Prismには、

Prism Element

と

Prism Central

があります。

Prism Elementは、

個々のClusterを管理する

ために利用します。

Prism Element
      │
      ▼
 Cluster A

Prism Centralは、

複数Clusterを集中管理する

ために利用します。

          Prism Central
                │
       ┌────────┼────────┐
       ▼        ▼        ▼
   Cluster A Cluster B Cluster C

つまり、

PE = 個別Cluster

PC = 複数Clusterの集中管理

と覚えましょう。

VM管理

PrismからVMの基本操作を行えます。

たとえば、

Create
Start
Stop
Restart
Clone
Snapshot
Delete

などです。

ここで特に覚えておきたいのが、

Clone

と

Snapshot

です。

Cloneは、

VMを複製する

ために利用します。

Snapshotは、

特定時点の状態を保持する

ために利用します。

ただし、

Snapshot = Backupそのもの

ではないことに注意しましょう。

NutanixのNetwork

VMは、

vNIC

を利用してNetworkへ接続します。

基本的な流れは、

VM
 ↓
vNIC
 ↓
Subnet
 ↓
Virtual Switch
 ↓
Physical NIC
 ↓
Physical Switch
 ↓
External Network

です。

SubnetとVLAN

AHV環境では、VMが接続するNetworkを、

Subnet

として管理します。

そしてVLAN Networkでは、

VLAN ID

によってNetworkを分離できます。

VM A
 ↓
Subnet A
 ↓
VLAN 100


VM B
 ↓
Subnet B
 ↓
VLAN 200

異なるVLAN同士を通信させる場合には、L3 Routingが必要になります。

StorageとNetworkをつなげて考える

VMは、

             VM
          ┌──┴──┐
          ▼     ▼
        vDisk  vNIC
          │     │
          ▼     ▼
      Storage Network

というように、Computeだけで動いているわけではありません。

そのためVMの問題を調査するときには、

Compute
Storage
Network

をまとめて考える必要があります。

LCMとは？

Nutanix環境のSoftwareやFirmwareなどのLifecycleを管理するのが、

LCM（Life Cycle Manager）

です。

基本的な流れは、

Inventory
   ↓
Update確認
   ↓
Pre-Check
   ↓
Update
   ↓
確認

です。

LCMを利用することで、Nutanix環境のLifecycle Managementを行います。

LCMとNCCを混同しない

ここは整理しておきましょう。

LCM

は、

SoftwareやFirmwareなどのLifecycle・Update管理

です。

NCC

は、

ClusterのHealth Check

です。

LCM
↓
Update / Lifecycle


NCC
↓
Health Check

役割がまったく違います。

License

Nutanix Softwareを利用するためには、

License

も重要です。

これまで、

Starter
Pro
Ultimate

などのEditionについて学習しました。

Licenseでは、

利用する機能や環境に応じて適切なLicenseを管理する

ことが重要です。

また、

License
≠
Software Version

です。

LicenseとVersionは別の概念として整理しましょう。

NCCとは？

NCC（Nutanix Cluster Check）

は、

Nutanix ClusterのHealthを確認するためのツールです。

Cluster
   ↓
 NCC
   ↓
Health Checks

たとえば、

Hardware
Storage
Network
Configuration
Services

などの状態確認に役立ちます。

Healthとは？

Healthは、

現在のSystemやComponentがどのような状態なのか

を確認するための情報です。

Cluster Health

├─ Node
├─ VM
├─ Storage
├─ Network
└─ Services

PrismからHealthを確認し、必要に応じてNCCなどを利用して詳しく調査します。

Alertとは？

Alertは、

問題や注意すべき状態を管理者へ知らせるもの

です。

Problem
   ↓
 Alert
   ↓
Administrator

AlertではSeverityも重要です。

たとえば、

Info
Warning
Critical

など、問題の重大度を判断する情報があります。

Eventとは？

Eventは、

Nutanix環境内で何が起きたのかを記録するもの

です。

たとえば、

09:00 VM Start

09:30 Network Change

09:35 VM Restart

といった出来事を確認できます。

障害調査では、

問題発生前に何が変更されたのか

を確認するためにも役立ちます。

Health・Alert・Eventの違い

ここはNCA対策として整理しておきましょう。

Health
↓
今どうなっている？


Alert
↓
問題・注意がある！


Event
↓
何が起きた？

この3つを混同しないようにしましょう。

Performance Monitoring

「VMが遅い」といった問題では、

Performance

を確認します。

代表的な指標として、

CPU
Memory
IOPS
Latency
Throughput

があります。

IOPS・Latency・Throughput

Storage Performanceで特に重要なのが、この3つです。

指標	意味
IOPS	1秒間のI/O処理回数
Latency	I/Oの応答時間
Throughput	単位時間あたりのData転送量

覚え方は、

IOPS
↓
何回？


Latency
↓
どのくらい時間がかかった？


Throughput
↓
どのくらいの量？

です。

Bottleneck

Performance問題では、

Bottleneck

を探します。

Bottleneckとは、

System全体のPerformanceを制限している部分

です。

たとえば、

CPU      → Normal
Memory   → Normal
Network  → Normal
Storage  → High Latency

なら、

StorageがBottleneckになっている可能性

があります。

Nutanix Volumes

通常のVM Storageとは別に、

Nutanix Volumes

についても学習しました。

Volumesは、

Nutanixの分散Storageを利用してBlock Storageを提供する機能

です。

Server / VM
     │
     ▼
   iSCSI
     │
     ▼
Volume Group
     │
 ┌───┼───┐
 ▼   ▼   ▼
Vol Vol Vol

Volume Group

Volume Groupは、

複数のVolumeをまとめて管理するための単位です。

Volume Group
     │
     ├─ Volume 1
     ├─ Volume 2
     └─ Volume 3

そしてVolumeは、Block Storageとして利用するStorage領域です。

iSCSI

Volumesでは、

iSCSI

が重要です。

iSCSIは、

IP Networkを利用してBlock Storageへアクセスする仕組み

です。

Initiator
    │
    │ iSCSI
    ▼
 Target
    │
    ▼
Volume

InitiatorとTarget

iSCSIでは、

Initiator = Storageを利用する側

Target = Storageを提供する側

です。

Server
Initiator
   │
   ▼
iSCSI
   │
   ▼
Storage
Target

この関係を覚えておきましょう。

vDiskとVolumeの違い

ここも復習しておきましょう。

通常のVM Storageは、

VM
↓
vDisk
↓
Storage Container

です。

Volumesでは、

Server / VM
↓
Volume Group
↓
Volume

となります。

つまり、

vDisk = VMの通常のVirtual Disk

Volume = Block Storageとして提供されるStorage領域

と整理できます。

Nutanix Support

自分たちだけで問題を解決できない場合には、

Nutanix Support

を利用します。

Problem
   ↓
Troubleshooting
   ↓
原因不明
   ↓
Support Case

Support Caseでは、問題の状況をできるだけ具体的に伝えることが重要です。

Log

Troubleshootingでは、

Log

も重要です。

LogにはSystem内部で発生した処理やErrorなどの情報が記録されています。

Event
↓
何が起きた？


Log
↓
内部で具体的に何が起きていた？

という違いを意識しましょう。

Nutanix全体を1枚で整理

ここまでの内容をまとめてみましょう。

                    Prism
                      │
          ┌───────────┼───────────┐
          │           │           │
          ▼           ▼           ▼
         VM         Health     Management
          │           │           │
     ┌────┴────┐      │      ┌────┼────┐
     ▼         ▼      ▼      ▼    ▼    ▼
   vCPU      vNIC    NCC    LCM Alert Event
   Memory      │
   vDisk       ▼
     │       Subnet
     ▼         │
 Storage       ▼
Container     VLAN
     │
     ▼
    DSF
     │
     ▼
    CVM
     │
     ▼
   Cluster
     │
 ┌───┼─────────────┐
 ▼   ▼             ▼
Node Node          Node
 │
 ▼
AHV
 │
 ▼
VM

すべての用語を個別に覚えるのではなく、

「どこに存在して、何を担当しているのか」

を考えると理解しやすくなります。

「何を使う？」で覚える

NCA対策では、

目的から機能を選べるようにする

ことも重要です。

やりたいこと	主に確認・利用するもの
VMを作成したい	Prism
VMを複製したい	Clone
特定時点の状態を保持したい	Snapshot
VMをNetworkへ接続したい	vNIC / Subnet
Networkを論理的に分離したい	VLAN
VMへDiskを提供したい	vDisk
Block Storageを提供したい	Volumes
複数Volumeをまとめたい	Volume Group
IP経由でBlock Storageへ接続したい	iSCSI
ClusterのHealthを確認したい	Prism / NCC
問題の通知を確認したい	Alert
過去に何が起きたか確認したい	Event
VMが遅い原因を調査したい	Performance
Updateを管理したい	LCM
複数Clusterを管理したい	Prism Central
詳細な障害情報を確認したい	Log
自分たちで解決できない	Nutanix Support

この対応関係を理解できると、Scenario形式の問題にも対応しやすくなります。

「VMが遅い」と言われたら？

ここからは実践的に考えてみましょう。

ユーザーから、

「VMが遅いです」

と連絡が来ました。

まず、

VMが遅い
   ↓
Prism
   ↓
Performance

を確認します。

そして、

CPU？
Memory？
Storage？
Network？

と原因を切り分けます。

Storageが怪しい場合には、

IOPS
Latency
Throughput

などを確認します。

「Clusterがおかしい」と言われたら？

Cluster全体に問題がありそうなら、

Cluster Problem
      ↓
Prism
      ↓
Health / Alert
      ↓
NCC

と調査できます。

さらに、

Event
↓
問題発生前に何が起きた？

を確認します。

「昨日からおかしい」と言われたら？

この場合は、

Event

が重要な手掛かりになります。

昨日
 │
 ├─ Configuration Change
 ├─ VM Restart
 ├─ Update
 └─ Network Change

などを確認し、

問題発生前に何が変化したのか

を調査します。

「Updateしたい」と言われたら？

SoftwareやFirmwareなどをUpdateする場合には、

LCM

を考えます。

Inventory
   ↓
Update確認
   ↓
Pre-Check
   ↓
Update

Update前後にはClusterのHealth確認も重要です。

「Block Storageが欲しい」と言われたら？

Block Storageを提供したい場合には、

Nutanix Volumes

です。

Server
  ↓
iSCSI
  ↓
Volume Group
  ↓
Volume

通常のvDiskとの違いを意識しましょう。

「複数Clusterをまとめて管理したい」と言われたら？

この場合は、

Prism Central

です。

Prism Central
      │
 ┌────┼────┐
 ▼    ▼    ▼
C1   C2   C3

個別Clusterを管理するPrism Elementとの違いを理解しておきましょう。

トラブルシューティングの総復習

問題が発生した場合の基本的な流れも整理します。

① Problem
     ↓
② Impact確認
     ↓
③ Prism
     ↓
④ Health / Alert
     ↓
⑤ Event
     ↓
⑥ Performance
     ↓
⑦ NCC
     ↓
⑧ Knowledge Base / Log
     ↓
⑨ Support Case
     ↓
⑩ 問題対応
     ↓
⑪ Health再確認

実際の手順は問題によって異なりますが、

いきなり原因を決めつけず、情報を集めて範囲を絞る

という考え方が重要です。

はちみつ屋さんでNutanix全体を整理

最後に、これまでのNutanix環境をすべて、

はちみつ屋さん

で考えてみましょう。

Clusterは店舗グループ

はちみつ屋さんグループ
       │
 ┌─────┼─────┐
 ▼     ▼     ▼
店舗A 店舗B 店舗C

店舗グループ全体が、

Cluster

です。

各店舗が、

Node

です。

AHVは店舗スペースの管理人

各店舗には、複数の売り場があります。

店舗A
 │
 ├─ 売り場1
 ├─ 売り場2
 └─ 売り場3

この売り場が、

です。

売り場を配置・管理する仕組みが、

AHV

のイメージです。

CVMは店舗運営スタッフ

各店舗には、

店舗全体の仕組みを支える専門スタッフ

がいます。

これが、

CVM

です。

店舗
 │
 ├─ 売り場
 ├─ 売り場
 └─ 運営スタッフ
        ↓
       CVM

DSFは共同倉庫

各店舗の倉庫を、

グループ全体の巨大な共同倉庫

として利用します。

店舗A倉庫 ─┐
店舗B倉庫 ─┼─→ 巨大な共同倉庫
店舗C倉庫 ─┘

これが、

DSF

です。

Prismは本部の管理画面

本部から、

店舗
売り場
倉庫
Network
問題

などを確認する管理画面があります。

これが、

Prism

です。

NCCは定期点検

各店舗が正常か、

レジOK？
倉庫OK？
Network OK？
設備OK？

と点検します。

これが、

NCC

です。

Alertは警報

冷蔵庫の温度が上がったら、

ピーピー！
温度が高い！

と通知します。

これが、

Alert

です。

Eventは店舗日誌

09:00 開店
10:00 設定変更
11:00 冷蔵庫交換

という記録が、

Event

です。

Performanceは店舗の処理能力

店員は忙しい？
↓
CPU


作業場所は足りる？
↓
Memory


何回商品を出せる？
↓
IOPS


商品が届くまで何秒？
↓
Latency


何箱運べる？
↓
Throughput

これが、

Performance Monitoring

です。

LCMは設備更新担当

店舗設備を、

現在のVersion確認
↓
新しいVersion確認
↓
問題がないかCheck
↓
Update

する担当が、

LCM

です。

Volumesは貸し倉庫サービス

共同倉庫のStorageを、

外部のお店にもBlock Storageとして貸し出す

仕組みが、

Nutanix Volumes

です。

外部のお店
     ↓
   iSCSI
     ↓
貸し倉庫センター
     ↓
Volume Group

Supportはメーカーサポート

どうしても自分たちで問題を解決できなければ、

メーカーへ問い合わせます。

これが、

Nutanix Support

です。

最重要用語まとめ

最後に、NCA対策として重要な用語をまとめます。

用語	一言でいうと
HCI	Compute・StorageなどをSoftwareで統合
Node	Clusterを構成するServer
Cluster	複数Nodeをまとめたもの
AHV	NutanixのHypervisor
VM	Virtual Machine
AOS	Nutanix Infrastructureの中核Software
CVM	各NodeでNutanix Serviceを支えるController VM
DSF	分散Storage
Storage Pool	Storage Resourceをまとめる
Storage Container	論理Storage領域
vDisk	VMのVirtual Disk
vNIC	VMのVirtual NIC
Subnet	AHVでVM Networkを管理するObject
VLAN	Networkを論理的に分離
Prism Element	個別Cluster管理
Prism Central	複数Clusterの集中管理
LCM	Lifecycle / Update管理
NCC	Cluster Health Check
Health	現在の状態
Alert	問題・注意を通知
Event	発生した出来事の記録
IOPS	1秒間のI/O回数
Latency	I/O応答時間
Throughput	単位時間あたりのData量
Volumes	Block Storage Service
Volume Group	Volumeをまとめる単位
iSCSI	IP Network経由でBlock Storageへ接続
Initiator	Storageを利用する側
Target	Storageを提供する側
Support Case	Nutanix Supportへの問い合わせ

最後に覚えておきたい関係

NCAでは単語だけではなく、

用語同士の関係

を理解することが重要です。

Node
 ↓
Cluster


Physical Server
 ↓
AHV
 ↓
VM


VM
 ↓
vDisk
 ↓
Storage Container
 ↓
DSF


VM
 ↓
vNIC
 ↓
Subnet
 ↓
VLAN


Administrator
 ↓
Prism


Cluster Health
 ↓
NCC


問題発生
 ↓
Alert


何が起きた？
 ↓
Event


Performance
 ↓
CPU / Memory
IOPS / Latency / Throughput


Block Storage
 ↓
Volumes
 ↓
Volume Group
 ↓
Volume


Update
 ↓
LCM


解決できない問題
 ↓
Nutanix Support

この関係が頭の中でつながっていれば、NutanixのArchitectureや管理機能をかなり整理できています。

まとめ

今回は、NCA対策として学習してきたNutanixの内容を総復習しました。

Nutanixでは、

AHV

がVMを動作させ、

CVM・AOS・DSF

がNutanix Infrastructureを支え、

Prism

から環境を管理します。

Storageでは、

Storage Pool・Storage Container・vDisk

を利用し、

Block Storageが必要な場合には、

Nutanix Volumes・Volume Group・iSCSI

を利用できます。

運用では、

Health・Alert・Event・Performance・NCC

を利用して環境を監視・調査します。

SoftwareやFirmwareなどのLifecycle Managementには、

LCM

を利用します。

そして、自分たちだけでは解決できない問題については、

Nutanix Support

を利用します。

最初は大量の用語が登場して難しく見えるNutanixですが、

Virtualization
      │
      ├─ AHV
      └─ VM

Storage
      │
      ├─ DSF
      ├─ Container
      ├─ vDisk
      └─ Volumes

Management
      │
      ├─ Prism
      ├─ LCM
      └─ License

Monitoring
      │
      ├─ Health
      ├─ NCC
      ├─ Alert
      ├─ Event
      └─ Performance

Support
      │
      ├─ Log
      ├─ Knowledge Base
      └─ Support Case

というように役割ごとに分けると、全体像が見えてきます。

NCA対策では、

「この用語は何か？」

だけではなく、

「何をしたいときに使うのか？」

「他の機能とどうつながっているのか？」

まで意識して復習していきましょう。

これで、NCA 7.5対策として進めてきたNutanix基礎編は完結です。