デジタル・インフラによる運用の促進が進む中、ストレージ容量に対する懸念は、ストレージ・システムの性能と信頼性に対する懸念に置き換わりました。IT 管理者にとって、アプリケーションとワークロードが競合やボトルネックなしに必要なストレージ性能を得られるようにすることは、絶え間ない課題です。ストレージ・リソースの管理を誤ると、性能の低下、ユーザーの不満、ビジネス機会の喪失につながります。
そこで、ストレージのサービス品質（QoS）の登場です。ストレージの QoS は、ワークロードの管理と優先順位付けを支援し、多様なアプリケーションにわたって最適な性能と信頼性を保証します。この記事では、ストレージの QoS の原則、その仕組み、メリット、一般的なユースケース、組織で導入するためのベスト・プラクティスについて解説します。
ストレージの QoS とは？
ストレージの QoS とは、ストレージ・システムの性能を監視、管理、保証し、一貫性のある予測可能な結果を保証するポリシーとメカニズムのセットをさします。重要なワークロードに優先順位を付け、リソースの競合を防ぎ、定義された性能目標に基づいてストレージ・リソースを割り当てます。
ストレージの QoS をよりよく理解するために、混雑した高速道路でのトラフィック管理として考えてみてください。スムーズな流れを維持するために、緊急車両、バス、相乗り車両のために専用レーンが割り当てられるのと同様に、ストレージの QoS は、優先度の高いアプリケーションが必要なリソースを受信し、他のワークロードのニーズのバランスを確保します。
ストレージ QoS の主な目的は、次のとおりです。
- 性能保証：重要なワークロードに対して、1 秒あたりの特定の入出力動作（IOPS）またはスループットを保証します。
- リソースの最適化：低優先度のワークロードがリソースを曖昧にしたり、高優先度のアプリケーションに影響を与えたりするのを防ぎます。
- 信頼性：ピーク時でも予測可能な性能を確保します。
ストレージの QoS の仕組み
ストレージの QoS は、ストレージ・リソースを継続的に監視し、事前定義されたポリシーを適用してワークロードの性能を管理することで動作します。
- 監視と指標の収集：ストレージの QoS システムは、アプリケーションやワークロードごとに IOPS、遅延、スループットに関するリアルタイム・データを収集します。この情報は、リソースの利用状況と潜在的なボトルネックに関するインサイトを提供します。
- ポリシーの適用：管理者は、異なるワークロードの性能しきい値と優先順位を定義します。例えば、金融データベースは最低 5,000 IOPS を受信するように設定され、重要度の低いファイルのバックアップ・プロセスは、500 IOPS に制限されます。これらの事前設定された割り当てに基づいて、ストレージの QoS は、システム内の他のアプリケーションのストレージ使用量に関係なく、財務データベースが常に最小事前設定された容量を満たすのに十分なリソースを受け取ることを保証します。
- 動的割り当て：ストレージの QoS は、リアルタイムの需要に基づいてリソースを動的に調整します。優先度の高いアプリケーションが負荷の増加を経験する場合、システムはリソースを再割り当てし、他のワークロードを中断することなく性能を維持します。
- ストレージ・プラットフォームとの統合：ピュア・ストレージの FlashArray のような高度なプラットフォームは、ポリシーを効率的に実行するためのツールと技術を提供することで、ストレージの QoS を可能にし、強化します。DirectFlash などの機能は、遅延を低減し、ワークロード間で一貫した性能を確保することで、このプロセスを強化します。
ストレージ QoS のメリット
ストレージのサービス品質（QoS）を実装することで、特に企業が増大するデータ需要に対処する際に、ストレージ・システムの性能、効率、管理を強化する数多くの利点が得られます。次のようなメリットがあります。
性能の信頼性
ストレージ QoS の主なメリットの 1 つは、システム負荷が重い場合やピーク需要の場合でも、重要なアプリケーションに対して信頼性と一貫した性能を確保できることです。例えば、eコマース Web サイトにおけるブラック・フライデー・セールなど、トラフィックの多いイベントでは、全てのシステムが同じリソースで競合している場合、性能が低下する可能性があります。ストレージの QoS は、リソースの割り当てをインテリジェントに管理し、オンライン・トランザクション処理や顧客対応サービスなどの優先度の高いアプリケーションが、中断なく実行するために必要な帯域幅とスループットを受け取ることを保証します。このレベルの制御は、性能の低下を防ぎ、ユーザーの満足度と事業継続性を確保します。
リソース活用の強化
ストレージの QoS は、異なるワークロードの特定の要件に基づいてストレージ性能を動的に割り当てることで、リソースのより効率的な配分を可能にします。各アプリケーションが必要とするものを正確に得られるようにすることで、組織は、コストのかかるハードウェアのアップグレードに投資することなく、既存のインフラの有用性を最大化できます。例えば、高性能を必要としないバックアップ・プロセスでは、ピーク時の使用時に最小限のリソースを割り当てることができ、ミッション・クリティカルなアプリケーションが優先されます。このきめ細かな制御により、過少利用やオーバープロビジョニングのリスクが低減され、最終的には ROI が向上します。
リソース競合の防止
QoS がなければ、ストレージ・システムは、複数のワークロード、要求の厳しいワークロードが同じリソースで競合する場合にボトルネックになる可能性があります。これにより、優先度の低いタスクの性能が低下し、システム全体の効率に影響を与えることがよくあります。ストレージの QoS は、リソース割り当てのしきい値を設定することで、このような問題を回避し、あるワークロードが他のワークロードを犠牲にしてストレージ・リソースを独占することを防ぎます。例えば、医療現場では、電子カルテ（EHR）へのリアルタイム・アクセスが臨床医にとって重要ですが、バッチデータのアーカイブなどのタスクは、重要な医療アプリケーションの性能に影響しないように調整できます。これにより、負荷のかかる期間でも重要な機能が中断されることはありません。
シンプルな管理
ストレージの QoS を導入することで、リソース割り当ての複雑さが大幅に軽減されます。自動化されたポリシーは、ストレージの性能管理を処理し、IT チームの手動介入の必要性を最小限に抑えます。これにより、ストレージ管理が合理化されるだけでなく、ヒューマン・エラーや運用の非効率性のリスクも軽減されます。ポリシーは、ビジネスの優先順位やアプリケーション要件の変化にあわせて容易に調整できるため、IT 部門は性能を常に監視したり、手動で調整したりすることなく、リソースを効率的に拡張できます。さらに、自動化された管理により、性能のボトルネックを迅速に特定できます。ボトルネックは、重要なアプリケーションに影響を与える前に事前に対処できます。
スケーラビリティと柔軟性
ビジネスの成長とストレージのニーズの進化に伴い、ストレージの QoS は新たな需要に適応します。QoS は、システム全体をオーバーホールしてより集中的なアプリケーションに対応するのではなく、ストレージの性能を微調整し、柔軟なスケーラビリティを提供します。例えば、新しい顧客関係管理（CRM）システムを追加した企業は、既存のサービスの性能を中断することなく、必要なリソースを割り当てることができます。ストレージの QoS は、新しく展開されたアプリケーションを従来のシステムと共存させながら、最適な性能を全体的に維持します。
ストレージの QoS の一般的なユースケース
ストレージのサービス品質（QoS）は、さまざまな業界やアプリケーションの性能を向上させるための重要なツールであり、ワークロードの優先順位を決定し、性能の需要を満たすためにストレージ・リソースを効果的に割り当てます。以下に、ストレージの QoS が具体的なメリットをもたらす主なユースケースをいくつか示します。
仮想化環境
仮想化インフラでは、複数の仮想マシン（VM）が同じ物理ストレージ・プールを共有しており、ストレージの需要が適切に管理されていない場合、リソースの競合につながることがよくあります。ストレージの QoS を導入することで、各 VM に特定の性能しきい値を割り当てることができ、重要なビジネス・アプリケーションを実行するような優先度の高い VM は、他の重要度の低い VM が重要なストレージ・リソースを消費している場合でも、必要な帯域幅と IOPS を継続的に受信できます。例えば、クラウド・ホスティング環境では、システム監視などのバックグラウンド・タスクよりも顧客対応の Web アプリケーション VM が優先されるため、ピーク・ロード時にスムーズなユーザー・エクスペリエンスを維持できます。
データベース
データベース駆動型環境、特に SQL Server や Oracle などの高性能トランザクション・システムを実行する環境では、クエリの応答やトランザクションの遅延を遅らせるには、一貫性と信頼性の高いストレージ性能が不可欠です。データベース・システムは、ストレージの遅延に非常に敏感です。性能が短時間低下しても、リアルタイムのデータ処理に重大な問題が生じ、顧客の不満、トランザクション・エラー、システム・クラッシュにつながります。
ストレージの QoS により、他のアプリケーションや同じインフラで実行されているデータ・ストレージ・タスクの需要にかかわらず、これらのトランザクション・データベースが常に最適なレベルのストレージ・スループットとレイテンシーを受け取るようにすることができます。例えば、金融サービス企業は、データ・バックアップやバッチ・レポートなどの重要度の低い操作よりも、リアルタイム・トランザクション処理システムが優先されることを保証しなければならない場合があります。この操作は、オフピーク時間や、低い性能しきい値に割り当てられる場合があります。
メディアとエンターテイメント
メディアおよびエンターテイメント業界、特に高解像度ビデオ制作では、ビデオ編集、レンダリング、ポストプロダクション・プロセスによって生成される膨大なデータファイルを処理するために、大量のストレージ帯域幅と低遅延を必要とすることがよくあります。これらの操作には、スムーズな編集ワークフローを確保し、レンダリングや再生の遅延を最小限に抑える高性能ストレージが必要です。
ストレージの QoS により、リソース集約型アプリケーションに必要な性能を保証し、中断を回避できます。例えば、動画編集者が複数の高解像度の 4K 動画ストリームに取り組んでいる動画スタジオでは、ストレージの QoS は、それらの編集 VM に必要な帯域幅を動的に割り当て、中断のない性能を保証します。一方、メディアのトランスコーディングやアーカイブ操作などの優先度の低いタスクは、リソースの配分を減らすことができます。
クラウドとハイブリッド・クラウドの導入
クラウドおよびハイブリッド・クラウド環境では、オンプレミスのインフラをパブリック・クラウド・ストレージに統合することで、性能の一貫性とワークロードの優先順位付けに関する課題が生じる可能性があります。ストレージの QoS は、オンプレミスとクラウドベースの両方のストレージ・システムにわたって均一な性能を維持する上で重要な役割を果たし、データがどこに保存されているかにかかわらず、一貫したサービス・レベルを提供します。
ストレージの QoS を実装するためのベスト・プラクティス
ストレージのサービス品質（QoS）のメリットを十分に活用し、ストレージ・インフラを最適化するには、効果的な実装、スムーズな運用、継続的な改善を実現する一連のベスト・プラクティスに従う必要があります。ベスト・プラクティスには、次のようなものがあります。
- ワークロード要件の評価
ストレージの QoS を実装するための重要な最初のステップは、環境内の各ワークロードの具体的な性能ニーズを理解することです。全てのアプリケーションが同じレベルの性能を必要とするわけではありません。遅延に敏感なものもあれば、時折遅延を許容するものもあります。データベース、リアルタイム分析、トランザクション・システムなどの重要なワークロードは、明確に定義され、特定の IOPS またはスループット・ターゲットを割り当てる必要があります。例えば、低遅延の応答に依存する金融取引アプリケーションは、高 IOPS と低遅延を必要とする場合があります。同時に、データのバックアップ・プロセスは、優先度の低下やスループットの低下を許容します。
ワークロードを優先順位で分類し、適切な性能目標を設定することで、企業はミッション・クリティカルなシステムに必要なリソースを確保し、必要でないアプリケーションにストレージ容量を浪費することがなくなります。
- シンプルなポリシーから始める
ストレージの QoS を実装する場合は、性能管理のベースラインを確立するために、シンプルで広範なポリシーから始めることをお勧めします。きめ細かく複雑なルールでシステムを早期に複雑にすることは、設定ミスや混乱のリスクを高め、性能に悪影響を及ぼしたり、不要な混乱を引き起こす可能性があります。例えば、すぐに個々のアプリケーションや VM に個別の QoS ルールを設定するのではなく、まずワークロードのカテゴリ（高優先度と低優先度など）に対する一般的なポリシーを定義し、観察されたパフォーマンスに基づいて時間をかけて調整します。
これらの基本的なポリシーが確立されると、監視ツールからより多くのインサイトが収集され、ビジネスのニーズが進化するにつれて、それらは微調整できます。この反復的なアプローチにより、管理者は、最初から過度に複雑な構成に圧倒されることなく、変化する要求に対応できます。また、新しいワークロードやアプリケーションの導入時に QoS ポリシーを継続的に最適化できます。
- 高度なプラットフォームを活用
ピュア・ストレージの FlashArray のような高度なストレージ・プラットフォームは、ストレージの QoS の実装と実施を簡素化する強力でユーザーフレンドリーなツールを提供します。これらのプラットフォームは、既存の IT 環境にシームレスに統合するように設計されており、個々のリソースを手動で構成することなく、ポリシー駆動のストレージ管理を可能にします。QoS ポリシーの自動適用やインテリジェントなリソース割り当てなどの機能により、ストレージの性能管理から推測を排除し、IT チームはストレージ・リソースをマイクロマネジメントするのではなく、より高度なタスクに集中できます。
- 定期的な監視と調整
ビジネスの成長、アプリケーション要件の変化、季節的な急増により、ワークロードの需要は時間の経過とともに変化するため、ストレージの性能を継続的に監視し、それに応じて QoS ポリシーを調整することが重要です。Pure1 などのツールは、ストレージ環境をリアルタイムで可視化し、性能指標、使用率、潜在的なボトルネックに関する包括的な分析を提供します。このプロアクティブな監視により、管理者は性能の低下を早期に特定し、ミッションクリティカルなアプリケーションに影響を与える前に是正措置を取ることができます。
まとめ
ストレージの QoS は、最新の IT インフラの重要な要素であり、一貫した性能を提供し、リソース使用率を最適化し、リソースの競合を防止します。ストレージの QoS は、ワークロードを優先し、リソースを動的に割り当てることで、ストレージ・システムを俊敏で効率的なプラットフォームに変換します。
ピュア・ストレージの FlashArray のようなソリューションを統合することで、ストレージの QoS の価値が高まり、DirectFlash やポリシー駆動型のストレージ管理などの機能で比類のない性能を提供します。ピュア・ストレージは、ハイブリッド・クラウド環境とスケーラブルなアーキテクチャをシームレスにサポートし、将来の成長に備えながら、今日の要求に応えます。
