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Nutanix Volumesとは？Volume Group・iSCSI・vDiskとの違いを理解しよう【NCA 7.5対策】

NCA 7.5対策として、Nutanix Volumesについて、Volume・Volume Group・iSCSI・Storage Container・vDiskの違いと、ブロックストレージを提供する仕組みを初心者向けに解説します。

読了時間：約20分

Nutanix Volumesとは？Volume Group・iSCSI・vDiskとの違いを理解しよう【NCA 7.5対策】

はじめに

以前の記事では、NutanixのStorageについて、

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

という基本的な構造を学びました。

Nutanixでは、複数NodeのStorageをDSFによって分散Storageとして利用し、その上にStorage Containerを作成してVMのDiskを保存します。

しかしNutanixには、もう一つ重要なStorage機能があります。

それが、

Nutanix Volumes

です。

Volumesを利用すると、Nutanix ClusterのStorageを、

Block Storage

としてクライアントへ提供できます。

ここでは、

  • Volume
  • Volume Group
  • iSCSI
  • vDisk
  • Storage Container

など似た用語が一気に登場します。

今回はこれらの違いを整理しながら、Nutanix Volumesの仕組みを理解していきましょう。

Nutanix Volumesとは？

Nutanix Volumesは、Nutanixの分散Storageを利用して、アプリケーションやサーバーへBlock Storageを提供する機能です。

簡単にすると、

Nutanix Cluster
      │
      ▼
Nutanix Volumes
      │
      ▼
 Block Storage
      │
      ▼
Server / VM

という仕組みです。

Nutanix Clusterが持つStorageを、外部から利用可能なBlock Storageとして提供できます。

Block Storageとは？

まず、

Block Storage

を理解しましょう。

Block Storageでは、Storage領域を、

Block

という単位で扱います。

Storage

┌───────┐
│ Block │
├───────┤
│ Block │
├───────┤
│ Block │
├───────┤
│ Block │
└───────┘

サーバーから見ると、Block Storageは、

「自分に接続されたDisk」

のように扱えます。

たとえばOSから、

Disk 1
Disk 2
Disk 3

のように認識して利用します。

File Storageとの違い

Block Storageと比較されるものとして、

File Storage

があります。

File Storageでは、

Folder
 ├─ photo.jpg
 ├─ document.pdf
 └─ data.csv

のようにFileやFolderという形でデータを扱います。

一方Block Storageでは、

Block
Block
Block
Block

というStorage領域そのものをサーバーへ提供します。

整理すると、

Storage 提供するもの
Block Storage DiskのようなStorage領域
File Storage File / Folder
Object Storage Object

Nutanix Volumesは、

Block Storage

を提供する機能です。

Volumeとは？

Volumesを理解するうえで最初に覚えたいのが、

Volume

です。

Volumeは、

サーバーやVMからDiskとして利用するBlock Storage領域

と考えると分かりやすいでしょう。

たとえば、

Server
  │
  ├─ Volume 1 → 100 GB
  │
  └─ Volume 2 → 500 GB

のように利用できます。

OSから見ると、接続されたStorage Deviceとして扱えます。

Volume Groupとは？

Nutanixでは、Volumeをまとめて管理するために、

Volume Group

を利用します。

名前のとおり、

複数のVolumeをまとめたグループ

です。

たとえば、

Volume Group
     │
     ├─ Volume 1
     │    100 GB
     │
     ├─ Volume 2
     │    500 GB
     │
     └─ Volume 3
          1 TB

という構成です。

Volume Groupを作成し、その中に必要なVolumeを作成して利用します。

VolumeとVolume Groupの違い

ここはシンプルです。

Volume Group
      │
      ├─ Volume
      ├─ Volume
      └─ Volume

つまり、

Volume = 実際のStorage領域

Volume Group = Volumeをまとめる単位

です。

名前が似ているので混同しないようにしましょう。

Volume Groupは誰が利用する？

Volume Groupは、

  • VM
  • Physical Server
  • Application Server

などから利用できます。

たとえば、

Database Server
       │
       ▼
  Volume Group
       │
 ┌─────┼─────┐
 ▼     ▼     ▼
Vol 1 Vol 2 Vol 3

のように、Database Serverへ複数のStorage領域を提供できます。

特にDatabaseなど、大容量・高性能なBlock Storageを必要とするWorkloadで利用できます。

iSCSIとは？

Volumesを理解するときに重要なのが、

iSCSI

です。

iSCSIは、

Internet Small Computer Systems Interface

の略です。

簡単にいうと、

IP Networkを利用してBlock Storageへアクセスするための仕組み

です。

通常のNetworkで利用するIP通信を使って、Storageへアクセスできます。

iSCSIのイメージ

たとえば、

Server
  │
  │ iSCSI
  │
  ▼
IP Network
  │
  ▼
Nutanix Volumes
  │
  ▼
Volume Group

という形です。

Serverから見るとNetworkの向こう側にStorageがあります。

しかしiSCSIを利用することで、そのStorageをBlock Deviceとして利用できます。

SANとの関係

従来のシステムでは、

SAN（Storage Area Network）

を利用してBlock Storageを提供する構成があります。

たとえば、

Server
  │
  ▼
SAN
  │
  ▼
Storage Array

という構成です。

Nutanixでは、Cluster内の分散Storageを利用してBlock Storage Serviceを提供できます。

Server
  │
  │ iSCSI
  ▼
Nutanix Cluster
  │
  ▼
Nutanix Volumes

そのため、用途によっては専用Storage Arrayとは異なる形でBlock Storageを提供できます。

iSCSI Initiatorとは？

iSCSIでは、

Initiator

と

Target

という用語が重要です。

Initiatorは、

Storageへ接続する側

です。

たとえば、

Application Server
Database Server
VM

などがInitiatorになります。

iSCSI Initiator
       │
       │ 接続要求
       ▼

というイメージです。

iSCSI Targetとは？

Targetは、

Storageを提供する側

です。

Initiator
    │
    │ iSCSI
    ▼
 Target
    │
    ▼
Storage

つまり、

Initiator
↓
Storageを使う側


Target
↓
Storageを提供する側

と覚えましょう。

IQNとは？

iSCSIでは、

IQN

という識別情報も登場します。

IQNは、

iSCSI Qualified Name

の略です。

iSCSI環境においてInitiatorやTargetを識別するために利用される名前です。

イメージとしては、

Server A
↓
IQN A


Server B
↓
IQN B

のように、接続する対象を識別するために利用します。

NCA対策では、

IQN = iSCSIで利用される識別名

という基本を覚えておきましょう。

Volume Groupへのアクセスを制御する

Block Storageを誰でも利用できてしまうと問題です。

そのため、

どのInitiatorからVolume Groupへアクセスできるのか

を管理する必要があります。

イメージすると、

Server A
IQN A
   │
   │ Allowed
   ▼
Volume Group


Server B
IQN B
   │
   │ Not Allowed
   ×
Volume Group

という形です。

これによって、許可されたInitiatorからStorageへアクセスできるようにします。

Volume GroupをVMへ直接接続する場合

AHV環境では、Volume GroupをVMへ関連付けて利用する構成もあります。

イメージすると、

VM
 │
 ▼
Volume Group
 │
 ├─ Volume 1
 └─ Volume 2

となります。

このようにNutanix Volumesは、

外部のPhysical Serverだけのための機能ではありません。

VMのWorkloadでも利用できます。

vDiskとは何が違う？

ここが今回一番混乱しやすいポイントです。

以前の記事では、

vDisk

が登場しました。

通常のNutanix VMでは、

VM
 │
 ▼
vDisk
 │
 ▼
Storage Container

という形でDiskを利用します。

一方Volumesでは、

Server / VM
     │
     ▼
Volume Group
     │
     ▼
Volume

という形でBlock Storageを利用します。

vDiskとVolumeの違い

大まかに整理すると、

項目 vDisk Volume
主な用途 VMのVirtual Disk Block Storageの提供
管理 VMに関連付けて利用 Volume Groupで管理
利用者 Nutanix上のVM VMやPhysical Serverなど
接続 AHV上のVirtual Disk iSCSIなど
管理単位 vDisk Volume / Volume Group

つまり、

vDiskはVMの通常のVirtual Disk

で、

VolumeはVolumesによって提供されるBlock Storage

という違いがあります。

Storage Containerとは何が違う？

これも非常に重要です。

Storage Containerは、

Nutanixの分散Storage上に作成する論理的なStorage領域

です。

Storage Pool
     │
     ▼
Storage Container
     │
     ▼
   vDisk

一方Volume Groupは、

Volumeをまとめて管理し、Block Storageとしてクライアントへ提供するための単位

です。

Volume Group
     │
     ├─ Volume
     └─ Volume

つまり、

Storage ContainerとVolume Groupは同じものではありません。

Storage関連用語を全部整理

ここまで登場したStorage用語を整理してみましょう。

用語 意味
Physical Disk Node内の物理Storage
Storage Pool Physical Storage Resourceをまとめたもの
Storage Container 論理的なStorage領域
vDisk VMが利用するVirtual Disk
Nutanix Volumes Block Storageを提供する機能
Volume Group Volumeをまとめて管理する単位
Volume Block Storageとして利用するStorage領域
iSCSI IP Network経由でBlock Storageを利用する仕組み
Initiator iSCSI Storageを利用する側
Target iSCSI Storageを提供する側
IQN iSCSIで利用する識別名

ここはNCA対策でも整理して覚えておきたいところです。

通常のVM Storage

通常のVM Storageをもう一度確認すると、

VM
 │
 ▼
vDisk
 │
 ▼
Storage Container
 │
 ▼
Storage Pool
 │
 ▼
DSF
 │
 ▼
Physical Storage

というイメージでした。

VMのVirtual DiskをNutanixの分散Storage上に配置します。

Nutanix Volumesの場合

Volumesでは、

Application / Server
        │
        ▼
      iSCSI
        │
        ▼
  Volume Group
        │
  ┌─────┼─────┐
  ▼     ▼     ▼
Volume Volume Volume
        │
        ▼
Nutanix Distributed Storage

という形でBlock Storageを提供します。

この2つの違いを図で理解しておきましょう。

Data Services IPとは？

Nutanix Volumesを利用するときには、

Data Services IP

という用語も登場します。

Data Services IPは、Nutanix ClusterがStorageなどのData Serviceを提供するときに利用するIP Addressです。

Volumesでは、iSCSI ClientからNutanix ClusterのStorage Serviceへ接続する際に関係します。

イメージすると、

iSCSI Initiator
      │
      ▼
Data Services IP
      │
      ▼
Nutanix Cluster
      │
      ▼
Volume Group

となります。

つまり、

ClientがNutanixのData Serviceへアクセスするための入口

のようなイメージです。

Data Services IPとPrismのIPは違う

ここも注意しましょう。

Prismへアクセスするときに利用するManagement系のIP Addressと、

Data Services IP

は役割が異なります。

Management
↓
Prismへのアクセス


Data Services IP
↓
Data Serviceへのアクセス

すべてのIP Addressを同じ役割だと思わないようにしましょう。

Load Balancing

Volumesでは、StorageへのI/OをCluster内で適切に処理する必要があります。

Nutanixは分散アーキテクチャなので、

       iSCSI Client
            │
            ▼
      Nutanix Cluster
            │
     ┌──────┼──────┐
     ▼      ▼      ▼
   Node 1 Node 2 Node 3

という複数Nodeの構成を利用できます。

これによって、Block Storage ServiceについてもClusterの分散アーキテクチャを活用できます。

高可用性

Nutanix VolumesもNutanix Cluster上で提供されるため、Nutanixの分散アーキテクチャを利用できます。

たとえば一部のNodeに問題が発生した場合でも、

Node 1 → OK

Node 2 → Failure

Node 3 → OK

Cluster内の他のResourceを利用してサービス継続を図れるよう設計されています。

もちろん、

「どんな障害でも絶対に無停止」

という意味ではありません。

Cluster構成や障害内容などによって影響は異なります。

VolumesのPerformance

VolumesもStorageなので、前回の記事で学習したPerformance指標が関係します。

特に、

  • IOPS
  • Latency
  • Throughput

です。

Volume
 │
 ├─ IOPS
 ├─ Latency
 └─ Throughput

DatabaseなどStorage I/Oの多いWorkloadでは、これらのPerformance情報が重要になります。

前回Performance Monitoringを先に学習したのは、ここにもつながります。

どんなときにVolumesを使う？

たとえば、

Database ServerへBlock Storageを提供したい

とします。

Database Server
      │
      ▼
    iSCSI
      │
      ▼
 Volume Group
      │
 ┌────┼────┐
 ▼    ▼    ▼
Data Log Backup

というように、

  • Database Data
  • Transaction Log
  • その他のStorage領域

などを複数のVolumeとして提供できます。

複数Volumeをまとめられるメリット

Databaseなどでは、

Volume 1
↓
Database Data


Volume 2
↓
Transaction Log


Volume 3
↓
その他のData

のように、用途ごとにStorageを分けることがあります。

これらを、

Database-VolumeGroup
        │
        ├─ Data
        ├─ Log
        └─ Other

のようにまとめて管理できるのがVolume Groupです。

Snapshotとの関係

VolumesでもData Protectionは重要です。

Volume GroupではSnapshotなどを利用して、特定時点の状態を保持する仕組みを活用できます。

イメージすると、

Volume Group
     │
     ▼
  Snapshot
     │
     ▼
ある時点の状態

ただし以前のVMの記事と同様に、

Snapshot = Backupそのもの

と単純に考えないようにしましょう。

SnapshotはData Protectionを構成するための機能の一つです。

Prismから管理する

VolumesやVolume GroupもPrismから管理できます。

Administrator
      │
      ▼
    Prism
      │
      ▼
   Volumes
      │
      ▼
Volume Groups
      │
      ▼
   Volumes

管理者は、

  • Volume Group
  • Volume
  • Connection
  • Capacity
  • Performance

などを確認・管理します。

はちみつ屋さんで例えると？

今回も、はちみつ屋さんで考えてみましょう。

通常のVM Storageは、

各店舗専用の倉庫

だと考えます。

名古屋店
   │
   ▼
名古屋店専用倉庫

これが、

VM
↓
vDisk

のイメージです。

Volumesは貸し倉庫

一方Nutanix Volumesは、

外部のお店にも貸し出せる巨大な倉庫サービス

と考えてみましょう。

はちみつ倉庫センター
        │
   ┌────┼────┐
   ▼    ▼    ▼
倉庫A  倉庫B  倉庫C

この倉庫センターが、

Volume Group

です。

その中の個別の倉庫が、

Volume

です。

iSCSIは倉庫までの道路

外部のお店から倉庫へ商品を取りに行くためには、道路が必要です。

お店
 │
 ▼
道路
 │
 ▼
倉庫センター

この道路が、

iSCSI

のイメージです。

実際にはIP Networkを利用してBlock Storageへアクセスします。

InitiatorとTarget

お店側は、

「倉庫を使いたい！」

とアクセスします。

これが、

Initiator

です。

倉庫センター側は、

「Storageを提供します！」

という側です。

これが、

Target

です。

お店
Initiator
    │
    │ iSCSI
    ▼
倉庫センター
Target

この関係を覚えておきましょう。

vDiskとVolumeをはちみつ屋さんで比較

整理すると、

vDisk

自分のお店専用の倉庫
↓
VM専用のVirtual Disk

一方、

Volume

倉庫サービスとして
提供されるStorage領域
↓
Block Storage

というイメージです。

NCA対策として覚えておきたいポイント

今回の重要ポイントを整理します。

用語 ポイント
Nutanix Volumes Block Storageを提供する機能
Volume Block Storageとして利用するStorage領域
Volume Group 複数Volumeをまとめる単位
Block Storage DiskのようなStorage領域を提供
iSCSI IP Network経由でBlock Storageへアクセス
Initiator iSCSI Storageを利用する側
Target iSCSI Storageを提供する側
IQN iSCSIで利用する識別名
Data Services IP Data ServiceへアクセスするためのIP
vDisk Nutanix VMの通常のVirtual Disk
Storage Container 分散Storage上の論理Storage領域
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

特に、

通常のVM Storage

VM
↓
vDisk
↓
Storage Container

と、

Nutanix Volumes

Server / VM
↓
iSCSIなど
↓
Volume Group
↓
Volume

の違いを理解しておきましょう。

これまでのStorageを整理

これまで学習してきたStorage関連の内容をまとめると、

             Nutanix Cluster
                    │
                    ▼
                   DSF
                    │
                    ▼
              Storage Pool
                    │
                    ▼
            Storage Container
                    │
          ┌─────────┴─────────┐
          │                   │
          ▼                   ▼
    VM向けStorage        Block Storage
          │                   │
        vDisk          Nutanix Volumes
                              │
                              ▼
                        Volume Group
                              │
                       ┌──────┼──────┐
                       ▼      ▼      ▼
                    Volume Volume Volume

と整理できます。

NutanixのStorageは、

VMのVirtual Diskを保存するだけの仕組みではない

ということが分かります。

まとめ

今回は、

Nutanix Volumes

について学びました。

Nutanix Volumesは、

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

です。

その中心となるのが、

Volume Group

です。

Volume Groupには複数のVolumeを作成でき、それらをVMやPhysical Serverなどから利用できます。

また、

iSCSI

を利用することで、IP Network経由でBlock Storageへアクセスできます。

今回特に重要なのは、

Storage Container

vDisk

Volume Group

Volume

の違いです。

通常のVM Storageでは、

VM
↓
vDisk
↓
Storage Container

という構成を利用します。

一方Volumesでは、

Server / VM
↓
iSCSIなど
↓
Volume Group
↓
Volume

という形でBlock Storageを提供します。

NCA対策では、

「Volumeとは何か」

だけを覚えるのではなく、

「通常のVM StorageとVolumesは何が違うのか」

まで説明できるようにしておきましょう。

次回は、Nutanix環境で問題が発生したときに利用するNutanix SupportとLog Collection、Support Caseの基本について学んでいきます。