スケールアウトNASとは？ クラウド時代に不可欠な大容量ストレージ管理方法【トゥモロー・ネット テックブログ】

クラウド時代が到来し、爆発的に増加するデータ管理の重要性が高まっています。そんな中、注目を集めているのが「スケールアウトNAS」です。しかし、スケールアウトNASに興味はあっても、「一般的なNASと何が違うのか」「導入することでどんなメリットが得られるのか」などがわからず、導入に二の足を踏んでいる方も多いのではないでしょうか。

そこで今回の記事では、スケールアウトNASについて、基本の概要から導入メリットに至るまでを、詳しく解説していきます。

これからスケールアウトNASを導入しようか検討している方は、ぜひ参考にしてください。

スケールアウトNASとは？

スケールアウトNASとは、ネットワークに接続して使う、拡張可能なストレージシステムのことです。

従来型のNASは、区別するためにスケールアップNASと呼ばれます。この従来型スケールアップNASと異なり、スケールアウトNASは、利用者のニーズに応じてストレージ容量を柔軟に拡張可能なので、扱うデータ容量が日々大きくなる現代において、非常に大きな注目を集めています。

スケールアウトNASを正確に理解するうえでは、そもそもNASとは何かという点と、スケールアップとスケールアウトの違いについて、理解しておくことが重要です。それぞれの詳細について、以下で確認していきましょう。

そもそもNASとは何か

そもそもNASとは “Network Attached Storage” の略称で、日本語にすると「ネットワーク接続型ストレージ」といった意味になります。ネットワーク接続型という通り、LAN経由で接続されるため、インターネットに繋がった複数のPCなどのデバイスで利用できる点が特徴的です。

デバイスに直接接続する外付けHDDなどは、 “DAS（Direct Attached Strage）” と呼ばれます。DASの場合、1つのデバイスとしか繋がっていないため、複数のデバイスで協働することはできません。その一方、NASであれば複数のデバイスから同時にストレージにアクセスでき、閲覧や共有などを自由に行えます。

NASを構成する要素としては、サービスを処理する頭脳となるコントローラ(CPUやRAMを搭載した装置)と、データを格納するためのディスクシェルフ(HDDドライブやSSDドライブなどのデータドライブ格納装置)に別れます。様々なストレージシステムが存在しますが、基本的にはこの二つの要素が必ず組み合わさって、NASとして機能します。複数のクライアント(PCなど)が、様々な用途のために接続するNASは、必要な容量とパフォーマンスを確保する必要があります。また、導入に際しては、その管理性、拡張性、コストも同時に考慮して選定する必要があります。

スケールアップとスケールアウトの違い

スケールアップとスケールアウトは、どちらもストレージシステムの処理性能（スケール）を向上させるための方法ですが、その手順と内容に違いがあります。

まずスケールアップNASは、前述のコントローラとディスクシェルフの組み合わせで構成されるストレージシステムとなります。スケールアップの特長は、ディスクシェルフを追加していくことでストレージ容量を拡張することができる点です。また、コントローラのCPUのスペックを高めたり、メモリなどを増設することで、ストレージ性能の向上を行うことができます。大きなメリットとしては、ディスクシェルフ(HDD/SSDドライブ)を増設するだけで、容量拡張が可能であり、コントローラの数は、冗長構成で2台で済むため、非常に安価で管理もシンプルなストレージシステムを構成することができます。一方、デメリットとしては、容量拡張には、ディスクシェルフを増やす数が決まっているため、システム上の制限があります。コントローラも、基本的に1台でサービスを処理するため、パフォーマンスの限界もそのコントローラ1台分の性能がその上限となります。

スケールアウトNASは、コントローラとディスクシェルフ一体型の装置(一般的にはサーバーを利用し、ノードと呼ばれる)を何台も並列に並べることで、総体的な処理性能向上やデータ容量を拡張させることのできるシステムです。スケールアップNASの最大のメリットは、台数を増やせば増やすほど処理性能もデータ容量もアップする点です。利用企業は、予期せぬデータ容量の増加にも、必要な台数のサーバーを追加することで簡単に拡張することができます。デメリットとしては、サーバー台数を増やすため、サーバーを設置するためのスペースが必要となります。また、各サーバーは全て高速なネットワークで相互接続して大きなストレージシステムを作り上げているため、スイッチやネットワークポート数が増えることで、コスト面でも注意が必要となってきます。

ストレージシステムに対する要件は、その用途に応じて様々です。例えば、顧客データを管理するデータベース用ストレージと、監視カメラなどの画像データの長期保存用のバックアップ用ストレージでは、そのストレージに求められる堅牢性、パフォーマンス、コストは真逆になります。スケールアップとスケールアウトには、それぞれの特長があり、利用者の様々な要件に応じて選定されるべきです。両者の特長を正しく理解することで、現在導入を検討するストレージシステムに対して、その特長がメリットとなるのかデメリットとなるのかを把握することができます。これにより、本当に最適なストレージシステムの導入を実現することができます。

スケールアウトNASのメリット

スケールアウトNASを利用すると、多くのメリットが得られます。

ここでは、代表的な4つのメリットについて、詳細を確認していきましょう。

メリット①：スモールスタートが可能

スケールアウトNASを利用する1つ目のメリットは、少ない容量でのスモールスタートが可能な点です。

拡張性のないストレージを利用する場合、先々扱うデータが増えることを見越して、容量に余裕のあるサーバーを導入しなければなりません。そのためには、大きな初期投資が求められるでしょう。とはいえ、将来的にどれくらいのストレージが必要となるかを予測することは難しく、せっかく用意しても容量を使い切れず、持て余してしまう可能性もあります。

その点、スケールアウトNASであれば、必要最小限の容量だけで導入が可能です。そのため、新規プロジェクトやスタートアップなどと、予算に余裕のないシーンでも導入しやすいといえるでしょう。

メリット②：必要な分だけ容量の追加が可能

スケールアウトNASは、必要なときに必要な分だけ容量を追加できる点もメリットです。

スケールアウトNASでは、ノードと呼ばれる単位でストレージが管理されています。最小状態では4つ程度のノードで動いていますが、ニーズに応じて1つずつノードを追加し、最大数百ノードまで増設が可能です。

ノードの追加時、サービスを落とすなどの必要もなく、増設作業は、ノードをネットワークに追加する程度で完了するため、短時間で終了します。そのため、どんなときでも作業の手を止めることなく、データ容量の成長に合わせたスムーズな拡張が実現します。

メリット③：増設と共に性能が向上する

スケールアウトNASは、ストレージを増設しても性能が劣化しないメリットがあります。

スケールアップNASにおいて増設を行う場合、容量が増えてもストレージサービスを提供するコントローラは基本的に1台です。そのため、1台のCPUとメモリで大量のストレージを扱うことになり、容量を増設後でも、ストレージシステム全体の性能には、大きな変化はありません。

その一方、スケールアウトNASの場合は、拡張するノードごとにCPUとメモリが搭載されており、各ノードがストレージサービスを提供しているため、増設しても性能が劣化する恐れがありません。むしろ、増設すればするほどCPUとメモリの総量も増えるので、全体的な性能の向上に繋がるでしょう。

メリット④：システムの耐障害性の高さ

スケールアウトNASは、システムダウンや、データの消失リスクが低い点もメリットです。

スケールアウトNASは、複数のノードのハードディスク間でデータを分散管理するイレイジャーコーディングという技術がが施されています。そのため、万一1つのノード、もしくはその中のハードディスクに故障があっても、他のノードやハードディスクにコピーが存在するため、データが完全に失われるのを防止できます。このデータ保護の仕組みは、システムに必要なレベルに合わせて冗長化の仕組みを向上させることができます。全体のノードに対して、最大いくつのノードまでダウンしてもデータが失われないかを設定することも可能なため、データ耐障害性を大きく高めることができます。また、複数のノード上でストレージサービスを提供しているため、1台のノードがダウンしたとしても、サービスの提供がとまることはありません。ハードウェアは必ず何かしらの障害に見舞われます。従来型のNASと比較して、スケールアウトNASは障害ポイントが複数箇所あったとしても、サービスを継続することができる点は大きなメリットと言えるでしょう。

まとめ

今回は、スケールアウトNASとは何かという概要や導入メリットについて、スケールアップNASと比較しながら詳しく確認してきました。

スケールアウトNASは拡張性に優れていて、必要最小限からスタートできるストレージデバイスです。大容量ストレージに拡張しても性能が落ちず、簡単な管理でデータの耐障害性も高いので、安心して社内データを保存しておくことができます。

これからスケールアウトNASを導入する方には、大規模なファイルシステムを提供するソフトウェアベンダーであるQumulo社の製品がおすすめです。Qumulo社のソリューションを利用すれば、エンタープライズファイルデータを、大規模かつどのロケーションでも構築・管理できるようになります。

トゥモロー・ネットでご支援できること

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