1. ストレージ仮想化の概要
1. ストレージ仮想化とは何ですか
ストレージ仮想化とは、複数のストレージメディア（ハードディスクやRAIDなど）を一定の技術で集めてストレージプールを形成し、一元管理することです。ホストやワークステーションの観点から見ると、複数のハードディスクではなく、大容量のハードディスクのようなパーティションやボリュームが表示されます。このように複数のストレージ装置を一元管理し、大容量と高いデータ転送性能をユーザーに提供できるストレージシステムを仮想ストレージと呼びます。一般に、ストレージ仮想化とは、１つのストレージ装置を複数のストレージ装置に仮想化したり、複数のストレージ装置を１つのストレージ装置に仮想化したりする技術である。
2. ストレージ仮想化の役割
（１）ハードウェア資源の利用効率を向上させる（未使用資源を活用する）。
(2) 複雑なシステム管理を簡素化します。
(3) クラウドストレージプラットフォームの信頼性を大幅に向上し、中断のない業務運営を実現します。
(4) 管理者やサービス プロバイダーにとって、ストレージ仮想化によりストレージ リソースを簡単に調整し、ストレージ リソースの使用率を向上させることができます。
(5) ユーザーにとって、一元化されたストレージ デバイスは、より優れたパフォーマンスと利便性を提供できます。
3. クラウドコンピューティングストレージモデルの概念
(1) ストレージ リソース: 直接接続ストレージ DAS、ネットワーク接続ストレージ NAS、ストレージ エリア ネットワーク SAN などの実際の物理ストレージ デバイスを指します。
(2) ストレージデバイス: ローカルディスク、論理ユニット番号LUN、ストレージストレージプール、NAS共有ディレクトリなどのストレージリソースの管理単位を指します。
(3) データストレージ: ディスクの作成などの仮想マシンビジネスを実行する、仮想化プラットフォーム内の管理可能なストレージ論理ユニットを指します。
2. 仮想ストレージの使用プロセス
(1) ホスト ソフトウェア インターフェイスにストレージ リソース (SAN、DAS など) を追加し、ホストの起動を構成します。
(2) ホストがストレージ リソースを関連付けた後、ストレージ デバイス (ローカル ディスク、LUN など) をスキャンし、特定のデバイスをホストにスキャンします。
(3) ホストがストレージデバイスを選択すると、データストレージを追加し、仮想化を実行します。
(4) 最後に、仮想化されたデータ ストレージ上にボリュームを作成するなどの操作を行います。
2. 一般的なストレージの種類
1. ローカルディスク
(1) クラウド コンピューティング仮想化シナリオにおけるローカル ディスクとは、ディスク アレイ RAID の後に仮想化プラットフォームに提供される、サーバーのローカル ディスク リソースの使用を指します。
(2) ローカルディスクを使用するメリット・デメリット
①使いやすい。
② 共通の枠組みがない。
③ クロスサーバー兵器のバックアップおよび冗長メカニズムはありません。
2. 直接接続ストレージ DAS
（1）ダイレクトアタッチドストレージ（略してDAS）は40年の歴史があり、ストレージ容量を利用してストレージデバイスをサーバーに直接接続する構造です。直接接続ストレージ DAS は、サーバーにブロックレベルのストレージ サービスを提供します。
(2) 直接接続ストレージを使用するメリットとデメリット
①「大容量ストレージ」の要件を満たすために、複数のディスクを 1 つの論理ディスクに結合します。
② アプリケーションデータとオペレーティングシステムの分離が実現できます。
③ アクセス性能を向上させることができます。
④実装が簡単。
⑤ サーバーに障害が発生し、データにアクセスできなくなります。
3. ネットワーク接続ストレージ NAS
(1) NASと呼ばれる Network Attached Storage は、分散した独立したデータを統合し、異なるホストやアプリケーション サーバーにアクセスできるように管理を集中化するテクノロジーです。NAS はストレージ デバイスを既存のネットワークに接続して、データおよびファイル サービスを提供します。
(2) Network Attached Storage NAS を利用するメリットとデメリット
①スナップショットなどの高度な機能をサポート。
②集中保管。
③セキュアな統合環境（ユーザー認証・認可）を提供します。
④通信速度が遅い。
⑤初期導入コストが高く、設備費も高い。
4. ストレージエリアネットワークSAN
(1) ストレージ エリア ネットワークSAN は、ストレージ操作専用の高速ネットワークで、通常はコンピュータのローカル エリア ネットワーク(LAN) から独立しています。ホストとストレージ システム間のデータ転送を実現し、ネットワーク内のデータ転送効率が高速になります。（一般的なアーキテクチャにはFC SAN、IP SANなどがあります）
(2) ストレージエリアネットワークSANを利用するメリットとデメリット
① ストレージ容量の利用率が高い。
②高い互換性。
③伝送距離が長い。
④ 高帯域幅。
⑤ ホストとストレージデバイスは独立して拡張可能。
⑥コストが高いが複雑。
3. ストレージモード
1. 非仮想化ストレージ
(1) 非仮想化ストレージは従来のストレージ モードです。つまり、ディスクは異なる論理ボリュームに分割されており、各論理ボリュームは仮想マシンで使用できます。
(2) 特徴:
① 優れたパフォーマンス (中間の仮想化層がなく、仮想マシンはディスク上で直接読み書きします)、高速かつ効率的です。
②サポートされているストレージ機能はほとんどありません（スナップショット、シンプロビジョニングなどはサポートされていません）。
2. 仮想化ストレージ
(1) 仮想化ストレージとは、異なるストレージ デバイスやディスクをフォーマットすることであり、その目的は、基盤となるストレージ デバイスの機能やインターフェイス プロトコルの違いを遮蔽し、さまざまなストレージ リソースを統合管理のデータ ストレージ リソースに変換することです。
(2) 特長
①複数のストレージ機能（スナップショット、シンディスク、ディスク拡張、ストレージマイグレーションなど）をサポートします。
②パフォーマンスは高くありません（非仮想化ストレージほど良くありません）。
3. Raw デバイスのマッピング
(1) Raw デバイス マッピングは、ハードディスクを仮想マシンに直接使用することで、仮想マシンは介入なしで (ボリュームなしで) 中間仮想化層のストレージを呼び出す (ディスクに直接アクセスする) コマンドを直接処理できます。作成する必要があります)。
(2) 特徴：
① 速度が速く（3 つのモードの中で最も速い）、パフォーマンスが優れています。
②ストレージ機能はほとんどサポートされておらず（スナップショット、シンプロビジョニングなどはサポートされていません）、一部のオペレーティングシステムでの仮想マシンの使用のみをサポートしており、データストレージはRAWデバイスにマップされたディスク全体としてのみ使用でき、ストレージは使用できません。分けられた。
4. ストレージ仮想化方式
1. ホストベースのストレージ仮想化
(1) 単一のホスト サーバー (または単一のクラスター) のみが複数のディスク アレイにアクセスする場合、ホストベースのストレージ仮想化テクノロジを使用できます。仮想化の作業は、特定のソフトウェアを介してホスト サーバー上で完了し、仮想化されたストレージ スペースは複数の異種ディスク アレイにまたがることができます。最大の利点は、実績のある安定性と、複数の異種ストレージ システムのオープン性です。
(2) 特徴：
①ソフトウェアはホスト上で動作し、アプリケーションのオーバーヘッドが比較的大きい。
②安定性が良く、互換性が高い。
2. デバイスベースのストレージ仮想化
(1) 複数のホストサーバーが同じディスクアレイにアクセスする必要がある場合、ストレージデバイスに基づく仮想化技術を使用できます。この時点で、アレイ コントローラー上での仮想化作業が完了し、アレイ上のストレージ容量は、異なるホスト システムからアクセスできるように複数のストレージ スペース LUN に分割されます。この技術は主に同一ストレージ装置内でデータ保護とデータ移行に使用され、ホストと無関係、ホストのリソースを占有しない、データ管理機能が豊富であるなどの利点があります。
(2) ソフトウェアは、ストレージデバイス内の専用の組み込みシステム上で実行されます。
(3) SANに接続されたストレージから仮想ボリュームを作成します。
3. ネットワークベースのストレージ仮想化
(1) ネットワークベースのストレージ仮想化は、ストレージ エリア ネットワーク (SAN) に仮想化エンジンを追加することで実現され、主に異種ストレージ システムの統合および一元的なデータ管理に使用されます。利点は、ホストとは関係がなく、ホストのリソースを占有しないこと、異種ホストと異種ストレージ デバイスをサポートしていること、異なるストレージ デバイスのデータ管理機能を統合できること、統合された管理プラットフォームと優れた拡張性を備えていることです。
(2) ソフトウェアはストレージネットワーク内のディスクアレイ上で動作します。
(3) ディスクアレイに接続されたストレージ上に仮想ボリュームを作成します。
5. ストレージ仮想化機能
1. シン ディスクとスペースの再利用
(1) ディスクの合理化とスペースの再利用により、ユーザーはストレージ リソースの効率を向上させ、仮想マシンの未使用スペースがホスト上で占有しすぎる問題を軽減できます。
(2) 特徴：
① ユーザーが使用した分だけスペースを割り当てます（自動割り当て）。
②スペースリクラメーションにより、ユーザーが削除したデータスペースをデータストレージに解放できます。
2. スナップショット
(1) 指定されたデータ セットの完全に利用可能なコピー。これには、特定の時点 (コピーが開始された時点) での対応するデータのイメージが含まれます。スナップショットは、それが表すデータのコピー、またはデータのレプリカのいずれかになります。スナップショットの機能は主に、オンライン データのバックアップとリカバリを可能にすることです。
(2) 特徴：
① ある時点の仮想マシンの内容と状態を記録します。
② 仮想マシンのスナップショットの復元を使用すると、仮想マシンを特定の時点に複数回すばやく復元できます。
③スナップショットには、ディスクの内容、仮想マシンの構成情報、メモリデータが含まれます。
④複数のスナップショットの差分データを保存し、ストレージ容量を節約します。
(3) スナップショットを作成すると、新たに差分ボリュームが生成され、仮想マシンはこの差分ボリュームをディスクファイルとしてマウントします。
(4) スナップショット モード: 書き込み時の ROW リダイレクト、書き込み時の COW コピー、WA ランダム書き込み。
(5) スナップショット チェーン: 仮想マシン上で複数のスナップショット操作を実行します。これらの複数のスナップショット操作はスナップショット チェーンを形成します。
(6) 仮想マシン ボリュームは常にスナップショット チェーンの最後にマウントされます。
3. リンクされたクローン
ソースボリュームと差分ボリュームの組み合わせを、仮想マシンで使用するリンククローンボリュームとしてマッピングします。リンク クローンは、統合仮想ディスク ファイルを元の仮想マシンと共有する必要があります。共有ディスク ファイルを使用すると、物理ディスク領域を節約しながら、クローン仮想マシンの作成時間を短縮できます。リンク クローン作成を使用すると、さまざまなタスク用に独立した仮想マシンを簡単に作成できます。
4. 仮想マシンの仮想ディスクファイルの移行
仮想マシンのディスクをあるデータストアから別のデータストアに移行します。仮想マシンのすべてのディスクを全体として移行することも、個々のディスクを個別に移行することもできます。仮想マシンのスナップショットはまとめて移行できます。仮想マシンの電源がオンでもオフでも、移行が可能です。