Agenda 既存バックアップ方式の問題点 解決すべき部分 重複除外 (De-dupe) の有効性 データ保護の今後 将来を見据えたデータ保護用ストレージ PC のデータ保護と仮想環境の問題 既存のバックアップ方式を SLA の観点からもう一度洗い直し データセンターにおける異機種環境の問題点や D

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1 EMC ジャパン 丸紅情報システムズ共催導入事例でわかる! バックアップ見直しセミナー 新方式はこれだ! バックアップ見直しの必要性 ~ 既存方式の問題と限界に挑む最新テクノロジー ~ プラットフォーム & ネットワーク事業本部ストレージネットワーク部上村修一

2 Agenda 既存バックアップ方式の問題点 解決すべき部分 重複除外 (De-dupe) の有効性 データ保護の今後 将来を見据えたデータ保護用ストレージ PC のデータ保護と仮想環境の問題 既存のバックアップ方式を SLA の観点からもう一度洗い直し データセンターにおける異機種環境の問題点や DR のコスト問題の解決 将来の容量の急激な増加に耐えうるバックアップの手法と必要なテクノロジーに関して解説します 2

3 既存バックアップ方式の問題点 3

4 従来のリカバリと SLA RPO: いかに頻繁にバックアップを取るか RTO: いかに短時間でリカバリを行いアプリケーションを起動するか ( サービス開始 ) 正常な最新イメージ リカバリポイント目標 (RPO) アプリケーション停止時間 アプリケーション再起動 最新イメージ以降の変更分 分析 Restore* Recover ドライブ *10TB のリストア ~= ディスクから 4 時間, テープだと 12.5 時間 リカバリタイム目標 (RTO)

5 RTO/RPO SLA SLA: 高 : データロスを最小限 ( ゼロ ) にしたい CDP アプリケーション側でのリプリケーション (DataGuard 等 ) ログデータを Network 転送し DR 側アプリケーションで吸収 データ量が増大し回線コスト高 限られたアプリケーション 中 : データロスは最小限にしたいがコストが優先 1 次側でのリカバリを優先し DR サイトでのリカバリを優先的に行う 一次側はスナップショット (BCV やストレージでの複製を含む ) 一次側にスタンバイのアプリケーションサーバを持ちサーバの不具合に対処 DR サイトへは Network 経由でのバックアップデータ転送 低 : 従来のバックアップ手法に基づきデータの保持を最優先とする コスト優先 週次のフルバックアップ 日次の差分 ( 増分 ) バックアップ DR サイトへはメディアを搬送 COST 5

6 RTO/RPO SLA: 高 : サービス停止を最小限 ( ゼロ ) にしたい CDP アプリケーション側でのリプリケーション (DataGuard 等 ) ログデータ等のデータを完全に吸収させるには若干の停止を伴う 中 : リストアは最短時間で行いたい リストアを常時行う ( 自動リストア ) アーカイブ形式ではなく実行可能な形式で複製 DR 側はスナップショットのコピーを 1 次利用可能なストレージに保持 アプリケーションサーバを DR サイトに保持 GAP コストの GAPがそのままSLA のGAPに 低 : 従来のバックアップ手法に基づきデータの保持を最優先とする コスト優先 DR サイトにはメディアのみ保持 データリストア先の確保は未定 ( 兼用または 障害発生後手当 ) 6

7 SLA とコスト GAPはなぜ起こるのか? サイト間 Networkコスト : 転送量の違い SLAの高いものは厳選されており ストレージ全体の容量としては少ない SLAの低いものは容量も多く回線を大量に消費する 回線コストは帯域が広いほど割高 リカバリ用途とデータ保持のみのコスト バックアップのみのコストで計算 リカバリサイトは 倉庫 RTOが数時間以内 >> 一気に無限大へ 人件費を過小に見積 7

8 SLA とコスト 8

9 解決すべき部分 必要とされる技術 解決される問題 導入効果 解決すべき部分 9

10 解決すべき部分 一次側 コスト 増え続けるデータ 増え続けるアプリケーション 煩雑な管理 SLA バックアップ Windows の相対的減少 多様な RPO 二次側 コスト 復旧用機材 ( サーバ ストレージ ) サイトの管理費 ( 利用料 ) 回線コスト SLA 多様な RTO 10

11 必要とされる技術 そもそもデータの爆発的な増加を抑えられないか? ユーザから見える容量と実際のストレージに保持される容量は同じ? 違うファイルでも同じデータを持っていないか? バックアップはそもそも同じデータが多いのでは? 週次のフルバックアップは 90% 同じでは? 重複除外 (De-dupe) ファイルやストリームを適当な大きさに小分けし その単位で同じものがすでに書かれていれば データは書かずに復元するのに必要なメタ情報のみ保持する仕組み これにより 平均で 20 倍以上の圧縮効果が得られる実装も存在する 11

12 解決される問題 サイト間 Network 回線 サイト間で 100TB のフルバックアップの複製を 48 時間で行う際に必要な回線 De-dupe 無し : 100 x1024 x 1024 = [MB] を 48 x 3600 (sec) で行う = 606[MB/sec] = 4.848[Gbps]. 約 5Gbps の回線 De-dupe あり : (1/50 へ圧縮すると ) 606[MB/sec] /50 = 96.96[Mbps]. 100Mbps の回線 増え続けるデータ 100TB のフルバックアップのデータを 3 世代 差分 5%( 月 ~ 金 ) Disk に保持 De-dupe 無し : 100TBx3 = 300TB (100TBx 0.05) x 10 計 350TB ( 複製を DR サイトに持つと計 700TB) De-dupe あり :( 平均 1/20 とすると ) 350TB / 20 = 17.5TB >> 5U で実現可能 サイト合計 35TB 1TBHDD で 350TB 3U シェルフ (14 本 )x25 段 =75U= ラック 2 本 12

13 解決される問題 1 - 一次側 SLA 高 CDP アプリケーション側でのリプリケーション (DataGuard 等 ) Local Replication To DR Site BackupSoftA BackupSoftB SLA 中 SLA 低 Local Replication BackupSoftC BackupSoftD 多様な SLA のバックアップを統合 Script:cp/tar/dump De-dupe storage Back up Back Set up Back Set up Back Set up Back Set up Set Linux Server Firm 統合バックアップ 13

14 解決される問題 2 - DR サイト側 Primary Site De-dupe による帯域削減 リプリケーション時の帯域削減 DR サイト側でのリストアの自動化 DR Site WAN Script:cp/tar/dump Backup soft によるリストア Du-dupe storage Back up Back Set up Back Set up Back Set up Back Set up Set Back up Back Set up Back Set up Back Set up Back Set up Set De-dupe Storage 14

15 重複除外のバリエーション インライン処理の重要性 インライン処理を実現するテクノロジー 重複除外 (DE-DUPE) の有効性 15

16 重複除外のバリエーション 対象による違い ファイル単位 オブジェクト単位 ( ファイルより小さな単位 ) 固定長 (4KB 等 ) 可変長 処理手法による違い ポスト処理 ( バッチ処理等を含む ) 重複除外されていない Rawデータを一度ストレージに書き込み その後ストレージ内で別個に重複排除処理を行う インライン処理 ストレージに転送されたデータをストレージ内のディスクに書き込む前に 重複除外処理を行う 16

17 インライン処理の重要性 ポスト処理 一度ディスクに保存後 重複除外 インライン処理 ディスクに保存する前に重複除外 Storage Storage 100TB De-dupe 5TB De-dupe 5TB Replication Replication TB を 1/20 に重複除外できたとしても 105TB の容量は必要 Backup を行うときにはバックアップ分のストレージエリアを確保する必要があるこれでは 本末転倒 SLA を満足するための高速化は I/O 能力の向上も必要でコスト効果が薄れる I/O 100TB を 1/20 に重複除外できるなら 5TB の容量で十分 I/O を必要最小限にできるのでコスト効果が高い SLA を満足するための高速化に高価な HDD を多用しなくて済む 17

18 インライン処理の重要性 バックアップ RPO の大幅な改善 ウィンドウ DR-Ready DR サイトへのデータ複製完了までに 2 倍から 4 倍の時間が必要 インライン処理 バックアップと同時にレプリケーション 従来型の VTL/ テープトラック搬送 VTL へバックアップ テープへ複製 トラック搬送 DR-Ready バッチ処理 / ポストプロセス型の重複排除製品 バックアップ 非重複処理とレプリケーション DR Ready 18

19 インライン処理を実現するテクノロジー例 セグメントから生成される Fingerprint データから さらにブルーム関数を用いて 3 種類のハッシュ値 ( ベクタービット ) を作成 オブジェクトの格納時にはベクタービットが立てられる サマリーベクタ ( 最初はすべて 0) 格納前に該当の場所のビットを確認し ひとつでも 0 があれば今まで格納されたことが無いとして書き込みを行う サマリーベクタ この手法で書き込む必要があるセグメントをメモリ上で判断できる 19

20 インライン処理を実現するテクノロジー例 サマリーベクターの特徴 サマリービットが何れかが 0 1 0% 重複していない サマリービットがすべて合致 100% に近い確率で重複データを所持 重複の確認のため既存セグメントの Finger Print 値を直接比較 合致すると重複とみなす まずメモリキャッシュ内の Finger Print をチェックしなければストレージ内の FP を参照 ストレージからのデータ ロードを効率化 Finger Print を含むメタデータとセグメントデータはローカリティというユニットに複数まとめて保持 ストレージ上の Finger Print インデックスを参照し該当するローカリティ全体を読み込む ローカリティ生成はストリーム順に行われるため たとえばフル バックアップを繰り返すような場合特に先読み効果が高い 20

21 データ保護で重要視すべきこと 保護の本質 データ保護の今後 21

22 保護の本質 データ保護 = 複製? 別なメディアに復元可能な形式で情報を維持すること 別なメディア = 別なストレージシステムのメディア ( Tape only) 可搬メディアの必要性 最もコストを低く抑える手法 リスクも増大 永続的な 復元 は可能か? 読み取りのための H/W の互換性問題 復元に必要な時間に満足できるか? ライブラリ等のメカを維持するには大規模になるほどコストが増大» スケールアウト型を求められない ( スロットを増やすだけでは高速化しない ) セキュリティの問題を解決できるか?» 搬送中の盗難 Network 経由で如何にコストを抑えて別なメディアに情報を維持できるかが重要 22

23 データ保護用ストレージの基本要件 保持しているデータは安全なのか? 書き込み時 HDD は受け取ったデータを本当に正しくメディアに書き込んでいるか? HDD は write コマンドでは 自動では確認をしない (No read after write) 保持中 HDD に書かれたデータは永遠に正しく保持されるか? 磁気メディアは劣化するものである エラー時 HDD に書かれたデータを読み込んだ時エラーが発生したら? HDD 内部の機能では ECC 等のエラーコレクションは可能であるがコレクション不能なエラーが出た場合どうするのか? 23

24 データ保護用ストレージの基本要件 ストレージシステム自体でより強固な仕組みを持つことが大原則 単純なRAIDやJBOD 等で一見コストを抑えたように見えるがリスクは大幅に増大する 特にDu-dupeではそもそも同じデータを持たないので同じものを複数セット持っても意味はない De-dupe ではストレージ自体の保護機能が非常に重要 24

25 アーカイブとバックアップ アーカイブ =バックアップ? もちろん No アーカイブのバックアップは必要? Yes アーカイブの本質 利用頻度の低い情報をよりコストの低いストレージに維持すること 可搬メディアでは 昨今の検索要求にこたえられない 一次ストレージとアーカイブではアーカイブの容量がより増大傾向が強い アーカイブ用ストレージに必要な技術 データ量を少しでも減らす機能 データ保護機能 ( 複製 バックアップ ) データ保護の中期トレンド アーカイブの維持とそのバックアップを効果的に行えるストレージ 25

26 将来を見据えた データ保護用ストレージ 26

27 将来を見据えたデータ保護用ストレージ 要件 バックアップの統合を可能にする柔軟なインターフェース 増大するストレージ容量を削減する技術 回線コストを抑えながらリプリケーションを可能にする技術 バックアップウインドウを維持できる高速な処理能力 リカバリに際して確実に処理できる機能 DR 発生時にも耐えうるリカバリ処理能力 情報の維持を安全に行えるストレージ保護機能 アーカイブ用途での利用も可能でバックアップを自動的に行えるストレージ 27

28 DataDomain とは 既存アプリケーションへの柔軟な対応 OS コマンド (tar/dump/cp 等 ) EMC NetWorker インライン重複排除 ホストアーキテクチャに依存しない接続 GbE or 10GbE DataDomain 4Gb FC NFS CIFS ファイルシステム VTL (Tape Emulation) バックアップやアーカイブに特化した容量最適化ストレージ

29 データ保全 一貫性保持 のための高度な機能 (1) End-to-end Verification RAIDのパリティ値 ファイルシステム メタデータ ユーザデータに対するチェックサム値を即時ベリファイ 読み出し時にもベリファイ動作 セグメントデータ ( 平均 8KB) Data 20 バイト FP 4バイトチェックサム ベリファイ 20 バイト FP 4 バイトチェックサム 1 チェックサム生成 2 チェックサム及びデータを確実にディスクへ書き込む 3 ディスクからリードバック 4 チェックサムを比較する 29

30 データ保全 一貫性保持 のための高度な機能 (2) Fault avoidance and containment 万が一の事態においてもデータ破損が発生せず 一貫性を維持 既存のデータを上書きすることの無いログ構造化ファイルシステム よりシンプルで堅牢なファイルシステム構造 RAID における部分書き込みは行わず 常にストライプ全体を更新 NVRAM を活用したリスタート時のデータ保持と一貫性確認... 常に追記のみ = 使用済セグメント 常にストライプ全体を更新 = 書き込みセグメント 30

31 データ保全 一貫性保持 のための高度な機能 (3) Continuous fault detection and healing 万が一何らかの問題が検出された場合 以下の仕組みによりデータを修復 RAID6 によるデータ復旧 ディスクスクラブによる事前検出 File system recoverability DDFS のメタデータはスナップショットを保存 メタデータの再生成も可能 31

32 業界で最も拡張性の高いインライン重複除外システム ソフトウェア オプション : DD Boost DD Virtual Tape Library DD Replicator DD Retention Lock DD Encryption DD600 アプライアンス シリーズ DD880 Global Deduplication Array DD140 リモート オフィス アプライアンス New DDX Arrayシリーズ最大 16コントローラ DD140 DD610 DD630 DD670 DD880 Global Deduplication Array DDX Array 速度 (DD Boost 以外 ) 450 GB/ 時 675 GB/ 時 1.1 TB/ 時 3.6 TB/ 時 5.4 TB/ 時 86.4 TB/ 時 速度 (DD Boost) 490 GB/ 時 1.3 TB/ 時 2.1 TB/ 時 5.4 TB/ 時 8.8 TB/ 時 12.8 TB/ 時 TB/ 時 論理容量 17~43 TB 75~195 TB 165~420 TB 1.1~2.7 PB 2.8~7.1 PB 5.7~14.2 PB 45.6~114PB 物理容量 1.5 TB 最大 6 TB 最大 12 TB 最大 76 TB 最大 192 TB 最大 384 TB 最大 3.07 PB 使用可能な容量 0.86 TB 最大 3.98 TB 最大 8.4 TB 最大 55.9 TB 最大 TB 最大 285 TB 最大 2.28 PB 32

33 ユーザ事例 導入効果 コンプライアンス用途以外のテープ排除 約 10 分の一へ容量を削減 リカバリ時間が 45 分から 5 分へ Backup Window の維持 33

34 ユーザ事例 導入効果 Backup Set DD が自動的にコピーを作成 非重複化 圧縮後のデータを転送 Backup Set DataDomain DataDomain データの転送量が少ない 少ない回線帯域で転送可能 ( 回線コストの大幅削減 ) 転送が短時間で終了 ( 高速 ) 34

35 ユーザ事例 導入効果 バックアップ及び DR の過程を自動化 一か月あたり 480 時間または正社員 3 人分の管理コスト削減 非常なコスト削減 $450K 以上の購入コストを削減 年間約 $75K のテープ購入コストを削減 より高速なバックアップ及びリカバリを実現 設計したバックアップ ウインドウに容易に合致 SLA の向上 管理の簡易化 従来のオフサイト保管 自動複製 Networker のインデックスを 5 分間隔で複製 テープの破損 ( ソフト ハード ) ゼロ データセンターの効率化 テープライブラリの撤去 スペース 消費電力 冷房を飛躍的に改善 35

36 PC のデータ保護と 仮想環境の問題 36

37 PC のデータ保護と仮想環境の問題 ファイルサーバの限界と個人データの保護 ファイルサーバの GB 単価と個人 PC の HDD の GB 単価に圧倒的な GAP 結果ファイルサーバの容量は制限され入りきらない情報は個人 PC へ 個人で可搬メディアにバックアップすることはセキュリティ上危険 シンクライアントが解決するか? データセンター内のストレージにデータを保持することに変わりはない シンクライアント化がコスト削減につながる? 個人 PC のデータを効果的にバックアップする手法を求めるユーザが増加 要件 回線使用を最小限に 保持用ストレージのコストを最小限に 37

38 PC のデータ保護と仮想環境の問題 仮想化サーバのバックアップ 従来の手法ではバックアップ時に CPU 負荷が増加しバックアップウインドウを満たせない ハイパーバイザの機能を利用したバックアップが一般的 仮想サーバの台数も増加傾向のためバックアップ先のストレージが圧迫 38

39 PC のデータ保護と仮想環境の問題 De-dupe が問題を解決 バックアップサーバとバックアップストレージ間のネットワーク帯域の制限 DataCenter 内のバックアップとの違い 一次側でDe-dupeを行う新たな手法により解決 39

40 PCのデータ保護と仮想環境の問題 要件 一次側でのDe-dupe 回線コストの削減 CPU 負荷を低減できる手法が有効 他のバックアップ対象の情報に対しても De-dupeすることでより効果的 Network 帯域の削減をより効果的に行うことが可能 仮想環境ではサーバ内重複だけでなくサーバ間の重複データを除外することがより効果的 40

41 革新的なバックアップシステム Avamar バックアップする前に重複除外 重複除外バックアップシステム Avamar LAN バックアップサーバ バックアップソフト バックアップデバイス (RAID) をパッケージ化したバックアップ用アプライアンス バックアップクライアント上で重複を除外 1 日のデータ転送量が通常のフルバックアップの 1/500 41

42 Avamar Desktop/Laptop 時間や場所を問わず エンド ユーザーが自分でデータをリストア Avamar Desktop/Laptop エンド ユーザーがリストアを開始 優れた機能をエンド ユーザーにも提供 デスクトップ / ラップトップへのデータのリストアに際してヘルプ デスクを介す必要がない 管理コストの削減 自動管理によるリストア ドキュメント レベルの検索エンジン Windows または Mac OS X Avamar によるバックアップのメリット ソース側でデータの重複除外によりネットワーク負荷を削減 フェーズ分けによる重複除外対象の絞り込みにより PC リソースへの影響を最小限に抑制 毎日のフル バックアップに要する時間を最大 10 分の 1 に短縮 42

43 活用例 1:VMware 環境での超短時間バックアップ EMC の重複除外技術により かなりのデータ量の削減とリソースの節減が期待できます VMware ESXサーバストレージデータデータ ネットワーク負荷最小 ESX サーバの負荷減少 Avamar 重複除外 Avamar 重複除外 バックアップ Avamar バックアップサーバ データ Avamar 重複除外 バックアップストレージ節減 43

44 活用例 2: リモート オフィスからの WAN バックアップ ソース側でのデータ重複除外テクノロジーを導入により バックアップ環境と運用を 1 箇所の IT 拠点に集約化することが可能 一貫した手順での集中バックアップが実現できる 懸念となっていた各拠点でのバックアップも統合 ネットワークに転送されるバックアップ データは少ないため 既存のネットワーク帯域もそのまま有効活用できる場合が多 バックアップクライアント バックアップサーバ レプリケーション バックアップサーバ バックアップ管理を統合 バックアップデータ量を削減 テープ輸送のリスクを排除 44

45 Avamar 製品のラインナップ小さく始めて大きく育てられる製品体系 必要なときに必要なだけ拡張可能な製品体系拡大する仮想化基盤への展開をスマートにサポート マルチ ノード 12 シングル ノードの性能に加え 最大 33TB までのデータ保護 最大 170 多重バックアップ RAIN によるノード間データ保護 SCALABILITY シングル ノード レプリケーション 1TB, 2TB, 3.3TB モデルの 3 種類 レプリケーションによる保護 RAID-1 (2TB モデル ) による保護 RAID-5 (1TB モデル ) による保護 マルチ ノード 5 シングル ノードの性能に加え 最大 9TB までのデータ保護 最大 51 多重バックアップ RAIN によるノード間データ保護 マルチ ノード 18 シングル ノードの性能に加え 最大 52TB までのデータ保護 最大 272 多重バックアップ RAIN によるノード間データ保護 バーチャル エディションレプリケーション VMware の仮想アプライアンス 0.5TB モデルから 2TB モデルの 3 種類 レプリケーションによる保護 SERVICE LEVELS 5 ノードから 18 ノードまで 1 ノードづつデータストアを拡張できます 45

46 バックアップの見直しなら 丸紅情報システムズ