第2回では、純粋にネットワークの観点から、データセンター・ネットワークの高スループット化について解説した。第3回(今回)は、クラウド/サーバー仮想化技術とネットワークの関係について解説する。前回説明した通り、サーバーを仮想化すると、サービス・インスタンスの密度やトラフィックの密度が高まる。これにより、データセンター・ネットワークに対して広帯域化の要求が高まる。以降では具体的に、トラフィック量に関する課題と、それ以外の課題を考察していく。クラウドやサーバー仮想化の課題は、大別すると、インスタンスの数量が多くなることによる(1)性能の問題と(2)管理性の問題、と言える。性能面にフォーカスを当てて解説していくが、その前に、現在使われている技術について振り返る。現在のサーバー仮想化技術では、各物理サーバー上では、最低でも1台のソフトウエア仮想スイッチが動作している。このようなソフトウエア・スイッチが必要なのかというと、通常のEthernetスイッチではフレームの流入ポートと流出ポートを同じポートにすることができないという事情からである。同じポートを使ってフレームを流入・流出させると、ループが構成されてしまい、ブロードキャスト・ストームなどを発生させてしまう。このため、物理サーバー内にソフトウエア・スイッチを構成することで、このような問題が発生しないように制御している。ソフトウエア・スイッチの必要性(クリックで拡大)ソフトウエア・スイッチの問題は、フレーム転送をソフトウエアで行っていることである。サーバーを仮想化すると、サービス密度が増大する。現在のサーバーは、6コア構成のプロセッサを2ソケット搭載できるものが多い(合計で12コア)。米Intelのプロセッサであれば、Hyperthreading機構によって、24コア相当になる。1コアに1仮想マシンを割り当てるとしても、物理サーバー1台で24個のVMが動作する可能性がある。一般的なサイジング指標である66%の利用率を想定すると、24個の66%で16個のVMが同時に動作すると考えていいだろう。仮に、これらの仮想マシンが平均300MbpsのLANトラフィックを生み出し、さらにiSCSIもしくはNFSなどのストレージ・プロトコルを300Mbps生み出すとすると、1台あたり600Mbps×16台で、合計では9.6Gbpsになる。10Gbpsの帯域を使い尽くすことになる。このように、現実的に10Gbpsの帯域が必要になってきている。この時、ソフトウエア・スイッチの負荷によって、トラフィックは10%から40%低下するという報告が米Intelやそのほかのメーカーからなされている。この負荷を軽減する技術が、2010年2月に掲載した連載の第4回で触れた、各種のオフロード技術になる。以上が、インスタンスの数量が多くなることによる性能の問題である。一方の管理性の問題はどうであろうか。一般に、仮想マシンを使用する時には、ほかのシステムやほかのテナント・システムと分離するためにVLANを使用する。QoSを設定することで、サービスに差を付ける。マルチテナント・クラウドでのネットワーク設定(クリックで拡大)これらの設定は、ネットワークの設定であるが故に、アクセス・スイッチの役目を持っている上記のソフトウエア・スイッチで設定することになる。IDやQoSのマッピング管理リソースも増えることになる。サービスを区別するために仮想マシンのMACアドレスを利用するからである。ここに、本質的な困難が見て取れる。困難の1つ目は、管理対象の「数量の爆発」である。1つは、「新たな管理ワークフロー」を定義する必要性である。この著者の記事一覧ブロケードコミュニケーションズシステムズUNIXサーバメーカや運用管理ソフトウェアメーカでSEを勤め、2001年からブロケードに所属。FC-SANスイッチのプリセールスに携わり、2008年からは新技術、新製品の開発などの日本での技術サポートを行なう。現在は、ソリューション・マーケティングとして、FC-SANだけではなく、LAN/WANやI/O仮想化なども含めた広範なネットワークソリューションの提供に向け活動をしている。個人的にもストレージエリアネットワーク啓蒙のためのメーリングリストを主催している。ITでは、より付加価値の高いコンテンツを会員サービスとして提供しています。ITのWebサイトにログインすることでさまざまな限定特典を入手できるようになります。VeloCloudが選ばれる理由SD-WANとはなにか。Linuxエンジニア育成への思いF5とNGINXの組み合わせで、サービス公開をよりセキュアに。ITがお届けするポッドキャストです。