記憶域スペースの新機能「記憶域スペースダイレクト」を理解する（後編）：vNextに備えよ！ 次期Windows Serverのココに注目（20）

前回はWindows Server 2012 R2以前の「記憶域スペース」の機能をおさらいしました。今回は、いよいよ本題となるWindows Server 2016の「記憶域スペースダイレクト」の話に入ります。

[山市良，テクニカルライター]

連載目次

記憶域スペースダイレクトはローカルディスクをクラスターディスクに変える

　Windows Server 2016に追加される新機能「記憶域スペースダイレクト（Storage Spaces Direct）」は、簡単に言ってしまえば、クラスターの各ノードのローカルディスクを使用して構成された、“クラスター化された記憶域スペース”です。記憶域スペースダイレクトを使用すると、通常のローカルディスクがクラスター向けの信頼性の高いストレージに変わります。

　これまでのクラスター化された記憶域スペースにはSAS（Serial Attached SCSI）接続の共有ストレージ装置が必要でしたが、記憶域スペースダイレクトは共有ストレージを必要としません。

　クラスターの各ノードのローカルにSASやSATA（Serial ATA）で直結された標準的な物理ディスクをクラスターレベルで束ねて、1つの記憶域スペースを作成できます。クラスターの全てのノードは、別のノードに直結された物理ディスクにネットワーク経由でSMB（Server Message Block）3.xプロトコルでアクセスすることで、データの読み書きを行います（図1）。

図1　Windows Server 2016の記憶域スペースダイレクトのイメージ

　記憶域スペースダイレクトは「Windows Server Technical Preview 2」で初めて実装され、実際に評価できるようになりました。具体的な手順は、以下のMSDN（Microsoft Developer Network）のドキュメントで解説されているので、ここでは詳しく触れません。実際に評価してみようという場合には、プレビュー版の制約事項がいくつかあることに注意してください。

• Storage Spaces Direct in Windows Server Technical Preview［英語］（Microsoft Developer Network）

　例えば、Windows Server Technical Preview 2では、記憶域スペースダイレクトの構成、仮想ディスクの作成、記憶域スペースダイレクトの管理（物理ディスクの追加／削除／最適化など）をWindows PowerShellで行う必要があります（画面1）。それ以外のクラスターの作成や「スケールアウトファイルサーバー（Scale-Out File Server：SOFS）」の構成、共有フォルダーの作成、ノードの追加／削除は「フェイルオーバークラスターマネージャー」から実行しても問題ありませんでした（画面2）。

画面1　後述する画面6の記憶域スペースダイレクトを構成する前の各ノードのローカルディスクの状態。4つのノードの各ノードに接続された2台の未構成（Partition：Unknown）の物理ディスクを使用して記憶域スペースダイレクトを構成する

画面2　4ノード×2台の物理ディスクで記憶域スペースダイレクトを構成し、1つの記憶域プールを作成したところ。この後、仮想ディスクを作成し、「クラスターの共有ボリューム（CSV）」として構成する

　記憶域スペースダイレクトを構成し、「クラスターの共有ボリューム（Cluster Shared Volume：CSV）」を作成すると、スケールアウトファイルサーバーやHyper-Vホストクラスターの記憶域として利用できるようになります。仮想ディスクは、既定で「双方向ミラー」または「3方向ミラー」で構成されます。また、ソリッドステートディスク（SSD）を利用できる場合には、SSDを「ジャーナルディスク」として構成することでパフォーマンスを最適化できます。

　記憶域スペースダイレクトのクラスターの共有ボリューム（CSV）に保存されるデータは、細かいエクステントに分割され、2つまたは3つのコピーがクラスターの各ノードに分散配置されます。

　2つのコピーを持つ双方向ミラーの場合は1台のディスク故障、3つのコピーを持つ3方向ミラーの場合は2台のディスク故障からデータを保護します。例えば、4ノード×2台のローカルディスクで構成した場合は3方向ミラーになるので、1つのノードがダウンして2台のディスクにアクセス不能になった場合でも、クラスターの共有ボリューム（CSV）上のデータへのアクセスは維持されます（画面3）。

画面3　4ノードのうち1ノードをシャットダウンして2台のディスクが利用不能になっても、クラスターの共有ボリューム（CSV）へのアクセスは継続できる

　ディスクが故障した場合には、自動的に記憶域プールから除外され、ディスク上の配置が再調整されます。また、ノードが再起動した場合は、ノードの復帰後にオフラインだったディスクの状態が更新されます。故障したディスクを新しいディスクに交換する場合は、手動による作業が必要です。

ノードとディスクの入れ替えに挑戦してみました

　前述の「Storage Spaces Direct in Windows Server Technical Preview」のドキュメントでは説明されていませんが、試しに1つのノードをクラスターから削除し、新しいディスクを持つノードを新たに追加して、記憶域プールを正常な状態まで回復する操作を試行錯誤で実行してみました。正しい操作手順とは限りませんので、詳しい手順は省略します。

　まず、フェイルオーバークラスターマネージャーで1つのノードをクラスターから削除（Evict）して、新しいノードを追加します。このとき、記憶域スペース用のローカルディスクは、まだクラスターディスクとしては追加しません。

　続いて、Windows PowerShellの「Add-PhysicalDisk」コマンドレットを使用して、プール可能な状態の新しい物理ディスクを記憶域プールに追加します（画面4）。

画面4　「Add-PhysicalDisk」コマンドレットを実行して、新しいノードの新しいディスクを記憶域プールに追加する

　次に、「Repair-VirtualDisk」コマンドレットを使用して、ヘルス状態が「Warning」となっている仮想ディスクを修復します。また、ノードが削除されたことでアクセスできなくなった（Lost Communication状態）の物理ディスクを記憶域プールから削除します（画面5）。

画面5　仮想ディスクを修復してから、利用できなくなったディスクを削除する

　最後に、「Optimize-StoragePool」コマンドレットを実行して、最適化と再配置のジョブを開始します（画面6）。これには数時間を要しました。なお、この操作の間、クラスターの共有ボリューム（CSV）へのアクセスは維持されたままでした。

画面6　「Optimize-StoragePool」コマンドレットを実行して、最適化と再配置のジョブを開始する

　前回も触れましたが、記憶域スペースダイレクトは前提知識がないと理解や評価は難しいでしょう。今回は、記憶域スペースダイレクトが実際に動いている様子、修復する操作を画面で見ていただきました。これから評価してみようという人にとって、参考になればと思います。

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筆者紹介

山市 良（やまいち りょう）

岩手県花巻市在住。Microsoft MVP：Hyper-V（Oct 2008 - Sep 2015）。SIer、IT出版社、中堅企業のシステム管理者を経て、フリーのテクニカルライターに。マイクロソフト製品、テクノロジを中心に、IT雑誌、Webサイトへの記事の寄稿、ドキュメント作成、事例取材などを手がける。個人ブログは『山市良のえぬなんとかわーるど』。