ライバルから親友へ：VMware における NFS とブロック・ストレージの進化の軌跡

人生における特定の議論は、関係を断絶し、同僚、友人、家族、さらには配偶者間の仲を裂く力を持っています。次に示すバトル・ラインについて考えてみましょう。

ホットドッグはサンドイッチですか？

「ダイ・ハード」はクリスマス映画ですか？

猫と犬、より良いパートナーはどちらですか？

さて、このような意見が分かれる例の後で、このブログのタイトルを見たとき、あなたは決定的な「正解」を期待していたかもしれないし、もしかしたら反対意見を用意して身構えていたかもしれません。あるいは、自分の好みにあうかどうかを知るために、すぐに結論部分を確認しようとしたかもしれません。しかし、実際には、特にピュア・ストレージのエコシステムにおいては、選択は「これが唯一の正解」というものではありません。重要なのは、アプリケーションの要件や運用ニーズに最適なデータストアを選択することです。

VMware は 1998 年に設立され、今年で 27 年になります。ストレージの進化は 27 年に及び、多くの変化がありました。LUN のロックを覚えている人もいるでしょう。LUN のサイズを小さくする必要がありました。幸いなことに、vStorage APIs for Array Integration（VAAI）の導入により、セクターのロックと大規模な性能拡張が実現しました。初期の NFS 導入者は、大規模なデータストアのプロビジョニングの柔軟性と使いやすさを高く評価していました。vSphere と vCenter がデータセンター内で成熟し、VMware が仮想化環境を支配するにつれ、より多くのユースケースが出現し、最大値が増加しました。この進化により、ブロック・ストレージとファイル・ストレージに関する議論も一変しました。これは、ベン図を変化させています。最初は、ブロック・ストレージとファイル・ストレージは重複が最小限で明確な円でしたが、今日ではほぼ同じ利点を共有しています。では、当初の違いは何だったのか、何が変わり、何が現在も関連しているのでしょうか。現在の状況を見てみましょう。

従来、各ストレージ・オプションには 2 つの主なメリットがありました。まず、NFS の利点について見ていきましょう。

• 管理のしやすさ：NFS は、VMware が活用する独自のファイル・システムとして機能します。複数のプラットフォームからアクセスできるため、セキュリティ上の脆弱性が指摘されていましたが、時間の経過とともに対処されてきました（ケルベロス認証の実装などがその一例）。しかし、適切な資格情報を持つマシンを使用して VM ファイルに直接移動するシンプルさは、依然として重要な利点です。ISO を容易に管理するために、ボリュームを NFS と SMB の両方でエクスポートしていたことを覚えている方もいるでしょう。対照的に、VMFS でフォーマットされたブロック・ストレージ上のファイルにアクセスするには、従来、vCenter または ESXi ホストを直接経由する必要がありました。
• 拡張性（スケーラビリティ）：スケーラビリティはさまざまな方法で解釈できますが、過去の厳しい制限と実用的な制約の両方を考慮することが重要です。例えば、VMFS3 時代には、展開可能な最大 LUN サイズは 2 TB でしたが、NFSv3 の理論上の最大容量は 18 エクサバイトでした。VMFS4 が最大 64 TB に大幅に増加しても、I/O 競合と LUN ロックにより、特にスピニング・ディスクの制限がある VAAI 以前の時代に、性能の問題が発生する可能性があります。NFS は、大規模なデータ管理を簡素化し、複雑さを軽減します。

図 1：他のストレージ・プラットフォームの課題

しかし、NFS にも欠点がありました。性能は常に注目の的でありながら、しばしば誤解されるテーマでもありました。NFS には追加のオーバーヘッドがあり、各ホストが自分のファイルをロックする必要があるものの、集中的なワークロードに対応することができました。しかし、ブロック・ストレージは、一般的に「高性能」オプションと考えられていました。ネットワーク関連のボトルネックやその他のインフラの制限も、NFS の性能に課題をもたらしました。さらに、クラスタ化された Windows File Services、SQL Server Failover Cluster Instances（FCI）、Oracle RAC などのアプリケーション・クラスタリング・ソリューションは、従来はプロビジョニングに共有ブロック・デバイスを必要としていました。では、現状を見てみると、これら 2 つの選択肢間の境界線を曖昧にし、「どちらを選択するべきか」という熱い議論がほとんど不要になっているのは、何が進化したからなのでしょうか。

1. ピュア・ストレージのような最新のデータ・プラットフォームは、両方のプロトコルをサポートしています。歴史的には、「NAS 企業」と「SAN 企業」は明確に分かれていました。各タイプのベンダーは主にブロックまたはファイルに特化したため、市場競争や収益目標が「ブロックかファイルか」という激しい論争をしばしば引き起こしました。真の違いは存在していましたが、市場の力学がこうした違いを増幅させた可能性があります。

2. NFS とブロック・ストレージの両方で VAAI が大幅に進歩しました。VAAI 機能の包括的なリストはこちらからご覧いただけます。しかし、ATS ハードウェア支援ロック、UNMAP／ブロック削除、ブロック・ストレージの XCOPY などの主要な機能に加え、完全なファイル・クローン、予約スペース、pNFS に対応した NFS v4.1 など、NFS 側の同等機能も登場したことで、これまで一方のプロトコルに欠けていた機能がほぼ補われるようになりました。

3. アプリケーション・クラスタリングの状況は大きく変化しています。SQL Server FCI のような共有ディスク・クラスタリング・ソリューションは完全に消滅したわけではありません。しかし、最近のクラスタ化アプリケーションの多くは、共有クラスタ化ディスクの必要性を排除した「マルチノード」「シェアード・ナッシング」アーキテクチャを採用しています。例としては、Windows の分散ファイルシステム（DFS）や SQL Server の常時オンの可用性グループ（AG）などが挙げられます。

図 2：ピュア・ストレージの柔軟性

最終的には、これら全ての進歩により、特にファイルとブロックの両方を巧みに処理する統合プラットフォームに投資する VMware のユーザーにとって、ストレージ環境は大幅に簡素化されました。現在の主なハードルは、ユーザーの認識を時代遅れの考え方から遠ざけることです。実際には、NFS とブロック・ストレージの選択は、残されたごく一部の特定のアプリケーション要件や運用ニーズにあわせることが主な判断基準となっています。ピュア・ストレージは、かつての白熱した議論の火を和らげつつも、お客さまに柔軟で高性能な選択肢を提供することこそが、はるかに価値のある結果だと考えています。