ディスクへのバックアップのための EMC ソリューション EMC Celerra MPFS EMC NetWorker による NAS バックアップの高速化 高度なテクノロジー 要約 US ホワイトペーパー翻訳版 このホワイトペーパーは EMC NetWorker に MPFS を使用して EMC Celerra LAN のバックアップおよびリストアを高速化することのメリットを説明します 既存の NAS バックアップ インフラストラクチャをレガシー NFS アクセスから EMC の高効率 MPFS 製品にアップグレードすることについて説明します また EMC の内部テストから得られた パフォーマンスの比較データも示します 2008 年
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目次 高度なテクノロジー... 0 エグゼクティブ サマリー... 3 はじめに... 3 対象読者... 4 用語... 4 MPFSからNASへのバックアップのメリット... 6 MPFSにアップグレード可能な環境の確認... 9 テストに使用したシステム構成...10 テスト方法...14 結論...15 関連資料...15 NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 2
エグゼクティブ サマリー リソースが限られ 需要が増大する中で エンタープライズは IT コストを管理し ビジネス中断のリスクを減らす必要があります そのため IT オペレーションの中でデータのバックアップが主要なストレージ要件となっています データが消失 破棄 または破損された際に データをリストアしてクリティカルなビジネス オペレーションを復旧できるように 定期的なバックアップが必要です エンタープライズは 貴重なデータを保護する最善の方法を検討する場合 以下のような問題に直面します 予算と IT リソースの制限 アプリケーション データへのアクセスが失われることによるビジネス中断のリスク 長時間にわたるバックアップ ウィンドウ 低速度のリストアがアプリケーション データへのアクセスに与える影響 EMC Celerra およびMPFSテクノロジーを使用すると 最適なパフォーマンス バックアップ ウィンドウの短縮 リストアの高速化が実現され ハードウェア インフラストラクチャへの投資を最大限に活かすことができます MPFSによって EMC NetWorker はバックアップおよびリストア パフォーマンスを飛躍的に向上させ 主要なビジネス アプリケーションのダウンタイムを減らすことができます 図 1: MPFS を使用した場合と NFS のレガシー機種を使用した場合の NetWorker リストア速度およびバックアップ速度 はじめに データのバックアップとリカバリは 特別なストレージ要件を伴う基本的な IT オペレーションです データが消失 破棄 または破損された際 エンタープライズは迅速にデータをリストアして 重要なビジネス オペレーションを復旧させる必要があります 最近 5 年間で データはすべての組織で急激にその価値を向上させており 情報を保護することの重要性は急速に増しています 優れたパフォーマンス 信頼性 大容量ディスクのコスト低下など いくつかの理由からディスク ベースのバックアップが一般的になってきています テープのみのソリューションを使用することは もはや経済的に戦略的にも実用性がありません EMC は 業界をリードする MPFS(Multi-Path File System) テクノロジーを活用することにより EMC NetWorker によるデータのバックアップおよびリカバリを IT 環境全体にわたって極めて高い総合的パフォーマンスで一元化 自動化 および高速化することができます MPFS は標準の NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 3
NAS ファイル共有環境を使用し 既存のインフラストラクチャ上のアプリケーションを変更する必要はありません 図 1 は MPFS の下で NetWorker バックアップおよびリストアの大幅な向上が達成されたことを示しています 対象読者 このドキュメントの対象読者は IT ビジネスおよびバックアップ戦略に携わっている または NAS バックアップ ソリューションの実装と構成に適した条件を検討している IT プランナ ストレージ設計者 ストレージおよびバックアップの管理者を対象としています 用語 バックアップ ウィンドウ : システムでバックアップ プロシージャを実行可能な時間帯 バックアップ プロシージャは システムやネットワークのパフォーマンスを低下させる可能性があり システムの主な使用を一時停止しなければならないこともあります こうした影響は システムのユーザーまたは所有者との間でバックアップ ウィンドウを調整することによって緩和することができます CIFS:Common Internet File System DM: データ ムーバー EMC Celerra NAS ブレード EMC NetWorker: データのバックアップとリカバリに使用されるクライアント サーバ ベースのソフトウェア アプリケーション フォールスルー : ブロック I/O パスの輻輳や使用不可状態を解決しつつデータの継続的な可用性 信頼性 および保護を提供するために MPFS が一時的に NFS または CIFS プロトコルに戻ること FC: ファイバ チャネル 光ケーブルを使用してデバイス間を接続する広帯域幅のデータ転送機構 SAN 内の高パフォーマンスなストレージ システム向けに設計されています FMP: ファイル マッピング プロトコル Celerra システム上で ファイル レイアウト情報を MPFS クライアントと MPFS サーバ (Celerra Network Server) の間で交換するために使用する iscsi:internet Small Computer System Interface SCSI プロトコルを TCP/IP ネットワーク上で使用するネットワーク プロトコル標準 MPFS:Multi-Path File System Celerra Network Serverの機能の 1 つ MPFSクライアント ソフトウェアを備えた異機種混在クライアントが Symmetrix またはCLARiX アレイに格納された共有データに SAN 内のファイバ チャネルまたはSCSI 経由で直接 コンカレント アクセスできます NAS バックアップ : このホワイトペーパーでは データがテープではなくハード ディスク ドライブに書き込まれるソリューションを指します バックアップは テープ ドライブに格納される場合と同じ方法でディスクに格納されます NFS: ネットワーク ファイル システム ROI: 投資収益率 投資によって得られた または失われた金額の 投資額に対する割合 RTO: 目標復旧時間 ビジネス プロセスにおいて 継続性の途絶によって引き起こされる許容できない事態を避けるために達成する必要がある 時間とサービス レベルの限度 SLA:Service Level Agreement サービスのレベルを正式に定義した サービス契約の一部 NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 4
SP: ストレージ プロセッサ ストレージ アレイ (CLARiX) の中心的部分で NAS ファイルまたはアプリケーション サーバからディスク ドライブへのデータ転送を制御するもの TCO: 総所有コスト 一般的にソフトウェアまたはハードウェアに関わる直接および間接コストを管理者が評価する際の参考になるように設計されている 財務的な評価 NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 5
MPFS から NAS へのバックアップのメリット テストの結果から MPFS がレガシー NFS をいくつかのカテゴリーで上回っていることが示されました Celerra NAS バックアップにおける MPFS と EMC NetWorker の組み合わせには 以下のメリットがあります 極めて高速なバックアップによるバックアップ ウィンドウの短縮 大きく向上したリストア速度によるリカバリの高速化とダウンタイムの短縮 バックアップ サーバとソフトウェア ライセンスの削減による TCO の低下 バックアップ メンテナンス ウィンドウの短縮による SLA の強化 既存のインフラストラクチャの試用期間延長による ROI の向上 NetWorker バックアップの高速化 テストから MPFS では NFS よりもパフォーマンスが平均 51% 向上し スケーラビリティが大きく進歩することが分かります ユーザーは バックアップに MPFS を使用することを検討すべきです 図 2 は NetWorker バックアップにとって NFS サーバがボトルネックになりやすいことを示しています NetWorker サーバを追加しても 全体のパフォーマンスが大きく向上することはありませんでした MPFS クライアントは SAN 経由で直接 Celerra にファイルの内容を書き込むため MPFS ではこのボトルネックが解消されます NetWorker サーバを 1 台から 4 台に NetWorker クライアントを 4 から 16 に変化させています このテストでは この構成における MPFS 対応の 4 台の NetWorker サーバによってパフォーマンスが直線的に向上し Celerra のファイバ チャネル ( この場合では NS40FC) の最高パフォーマンスに近い結果が得られました MPFS に対応した単独の NetWorker サーバのパフォーマンスを調べた結果 NetWorker サーバ 1 台あたり 4 から 8 のクライアントのときに バックアップ サーバあたりのバックアップ スループットが最適になることが分かりました 図 2: MPFS と NFS のバックアップ時間の比較 NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 6
NetWorker リストアの高速化 また MPFS ではリストアのパフォーマンスも NFS に比べて 2 倍から 3 倍に向上するため すばやいリカバリとアプリケーション ダウンタイムの減少が実現します バックアップ テストと同じく NetWorker サーバを 1 台から 4 台に NetWorker クライアントを 4 から 16 に変化させています テスト結果から MPFS に対応した 4 台の NetWorker サーバを使用する 16 の NetWorker クライアントに対するリストア操作は NFS に対応した 1 台の NetWorker サーバを使用した場合のほぼ半分の時間しかかからないことが分かりました 図 3 では NFS と MPFS のリストア速度を比較しています NFS サーバの場合 バックアップ サーバを 1 台から 4 台に拡張してもスループットは 2 倍にしかなりませんが MPFS を 4 台にした場合は 1 台の NFS サーバの場合と比べて 8 倍のスループットが得られることに注目してください 図 3: MPFS を使用した場合とレガシー NFS を使用した場合の NetWorker リストア速度 バックアップ サーバの削減による TCO の低下 MPFS を使用すると ハードウェア ソフトウェア 運用の各コストが削減されることで 総所有コストを減らすことができます NetWorker で MPFS を使用することによりパフォーマンスが向上し 必要なサーバの数が減ります これは NetWorker サーバおよびサーバ OS のライセンス数が減り エンタープライズ全体の電力消費も削減されるので 財政的なメリットがあります この最後に挙げた財政的メリットについては 多くの企業が次々と地球環境に対応したテクノロジーをインフラストラクチャに採用しようとしている中で 非常に注目されています EMC の競合企業ならば 同等のパフォーマンスを実現させるためには 完全に新規のシステムを購入するよう迫るはずです バックアップ メンテナンス ウィンドウの短縮による SLA の強化組織が成長するにつれて バックアップ ウィンドウが長くなってサーバのアップタイムに問題が生じる事態が生じることがあります MPFS を採用すれば バックアップ ウィンドウを短縮して 最高のパフォーマンスで操作できる時間を増やすことができます このようなメンテナン NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 7
ス ウィンドウの短縮により サーバの負荷の変動を少なくし 管理しやすくすることもできます NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 8
既存のインフラストラクチャの試用期間延長による ROI の向上 エンタープライズが成長すると データ管理ソリューションへの要求も高まります 既存の Celerra プラットフォームで MPFS テクノロジーを採用すると 大きく高価なコンポーネントを購入しなくても効率を高めることができ 古いハードウェアの寿命を延ばすことができます ハードウェアのアップグレード購入を遅らせて テクノロジーの向上と価格改善のメリットを得ることができます 新しいハードウェアを購入する態勢が整っていても MPFS によって IT 予算を実装済みのレガシー NFS に活かすことができます MPFS にアップグレード可能な環境の確認 MPFS は Celerra が既に存在していることが前提です ほとんどの環境は MPFS を有効にするとバックアップとリストアの高速化 およびハードウェアとソフトウェアのコスト低下によるメリットを受けることができます EMC では 一般的な Celerra 製品を MPFS にアップグレードするために必要な 簡単なガイドラインを用意しています Celerra NS40FC: 簡単なアップグレード 低いコスト Celerra NS40FC を使用している場合は 以下のアップグレードによって MPFS を有効にすることができます バックアップ サーバに FC HBA( ファイバ チャネル ホスト バス アダプタ ) をインストールする バックアップ サーバを NS40FC に直接接続またはファイバ チャネル SAN 経由で接続する Celerra NSX または NS ゲートウェイと サポートされている CLARiX または Symmetrix: 簡単なアップグレード 低いコスト NSX または NS ゲートウェイを使用している場合は 以下のアップグレードによって MPFS を有効にすることができます バックアップ サーバに FC HBA( ファイバ チャネル ホスト バス アダプタ ) をインストールする バックアップ サーバを SAN に接続する Celerra NS40 for MPFS: 簡単なアップグレード 最も低いコスト Celerra NS40 for MPFS を使用している場合は 以下のアップグレードによって MPFS を有効にすることができます バックアップ サーバで SCSI を構成する バックアップ サーバにギガビット Ethernet NIC を ( 必要に応じて ) 追加する NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 9
テストに使用したシステム構成 この NAS バックアップ テストでは 2 つのテスト シナリオを作成しました 1 つ目のシナリオでは 4 つの NetWorker サーバが 1 つの NFS シェアに書き込むように構成しました 次に 同じサーバを使用して MPFS シェアに書き込みました サーバとクライアントのパラメータは EMC による最新のベスト プラクティス ガイドラインに従いました ネットワーク アーキテクチャ 図 4 は EMC NetWorker を使用した Celerra NAS バックアップ ソリューションの全体的なアーキテクチャと データをバックアップするために VLAN をどのように構成するかを示しています ソリューションには 以下の要素が含まれています ローカル エリア ネットワークに接続された クライアント データのソース デスティネーションとしての 4 台のサーバ サーバは 4 GB の RAM を持つ Intel 3.0 GHz サーバで EMC NetWorker 7.3 の Enterprise バージョンを実行しています これらのサーバは 5 つの VLAN にアクセスするように構成されています 最初のインターフェイスは VLAN 1 の Celerra Data Mover 専用です 2 番目 3 番目 4 番目 5 番目のインターフェイスは VLAN 2 3 4 5 専用で 各 NIC が 1 つの NetWorker クライアントに接続されました ローカル エリア ネットワークに接続された バックアップ データのターゲット デスティネーションとして機能する EMC Celerra NS40FC バックアップおよびリストア操作に使用される 16 の Linux クライアント Linux 向け EMC NetWorker クライアントを使用して NetWorker クライアントがインストールされ 1 Gb NIC 経由で 1 台の EMC NetWorker サーバにアクセスするように構成されました それぞれが各 VLAN(VLAN 2 3 4 5) に接続された 4 つのバックアップ クライアントのグループは NetWorker サーバ上の対応するインターフェイスに接続されます 各バックアップ サーバは 独立した VLAN を通して 4 つのクライアントのうちの 1 つに接続されました テストに使用された構成では バックプレーンのオーバーサブスクリプションや ISL トランクなしでギガビット Ethernet 接続をフル ライン速度でサポート可能な Cisco 6509 スイッチを使用しました NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 10
図 4: EMC NetWorker 向け MPFS のテスト環境 ハードウェア リソース テストしたストレージ構成では 以下のハードウェアを使用しました 表 1: ハードウェア リソース ハードウェア数構成 EMC Celerra NS40FC 1 X ブレード 2 1 台はアクティブ 1 台はスタンバイ Control Station 1 LACP を使って統合された 4 つの GbE ポート 4 Gb/ 秒フロント エンド ポート 4 4 Gb/ 秒バック エンド ポート 2 4 GB RAM 512 MB リード キャッシュ SP あたり 2,500 ライト キャッシュ アレイあたり 120 スピンドル 146 GB 15k rpm FC HDD 1U Intel サーバ 20 3.0 GHz Xeon プロセッサ 2 最初の 5 スピンドルは Celerra Control LUN および FLARE 向けに予約 4 GB RAM オンボード Intel 82541GI/PI GbE NIC 2 Intel PRO Quad Port GbE カード 1 NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 11
ギガビット Ethernet スイッチ QLogic QLA2462-E (FC HBA) 1 Cisco Catalyst 6509 4 ポートあたり 4 Gb ポート 2 ソフトウェア リソース テストしたストレージ構成では 以下のソフトウェアを使用しました 表 2: ソフトウェア リソース ソフトウェア数構成 DART リリース 5.5.30.4 1 NS40FC にインストール Red Hat Enterprise Linux 4 Update 3 20 1U Intel サーバにインストール Kernel バージョン 2.6 MPFS Linux クライアント 4.3.31.0 4 MPFS 対応の NetWorker サーバにインストール注意 : リストアのパフォーマンスを最大化するために コマンド mpfsctl max-readahead 32768 を使用 NetWorker Client 7.3 16 バックアップ クライアントにインストール NetWorker Server 7.3 4 NetWorker Server にインストール NetWorker Node 7.3 4 NetWorker Server にインストール NetWorker Management Console 3.2 1 NetWorker Server にインストール NetWorker License Manager 7.3 1 NetWorker Server にインストール QLogic driver 8.01.07.15 4 HBA にインストール QLogic Firmware 4.00.26 4 HBA にインストール CLARiiON FLARE 3.24.040.5.011 1 NS40FC SP にインストール Navisphere Analyzer 1 NS40FC SP にインストール Access Logix 1 NS40FC SP にインストール Navisphere Manager 1 NS40FC SP にインストール テストされた RAID レイアウト図 5に MPFSおよびNFSに関してテストしたときのNS40FC CLARiXアレイにおけるRAIDのレイアウトを示します このアレイには 120 のスピンドルがあります CCL(Celerra Control LUN) を除いて合計で 22 のRAIDグループが作成され RAIDグループあたり 1 つのRAID 5 4+1 LUNがバインドされました 12ページの図 6に 22 個のLUNにまたがって 1 つのストライプ ボリュー NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 12
ムが作成されている様子を示します 図 5: テストした構成における RAID レイアウト NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 13
Celerra ボリュームのストライプ サイズには 256 KB が使用されました ストライプ ボリュームにはメタボリュームが作成され そのメタボリュームにはファイル システムが作成されました 図 6: Celerra ストライプ ボリュームの作成 テスト方法 バックアップ テストおよびリストア テストは MPFS とレガシー NFS 両方の環境を使用して実行されました 表 3 に テストされたさまざまな項目を示します NetWorker サーバは 1 台から 4 台に変化させました 各クライアントで 2 GB のデータをバックアップまたはリストアしました データは 単一の 2 GB のファイルか 2,048 個の 1 メガバイトのファイルです 各 NetWorker サーバは 4 つのクライアントに接続しました 各サーバが常に 4 つのクライアントを同時に処理するように 構成に追加した各 NetWorker サーバに 4 つのクライアント ( 追加した NetWorker サーバに対応 ) を追加しました クライアントのローカル ディスクがボトルネックにならないように 大きなファイルの場合 ソース データはキャッシュに入れられました ネットワークのボトルネックを避けるために クライアントは 異なる VLAN 間および NetWorker サーバへの接続間でロード バランシングが行われます ターゲット Celerra ファイル システムに 4 つの NetWorker ADV ファイル タイプのデバイスが作成されました 保存およびリストアのコマンドを使用して バックアップ操作とリストア操作を管理ノードから開始しました 表 3: MPFS 環境および NFS 環境でのテスト方法 実行したテスト テスト環境ファイル サイズ NetWorker システム バックアップ MPFS NFS 1 MB ファイル ( 小さいファイル ) 2 GB ファイル ( 大きいファイル ) 1 サーバ 4 クライアント 2 サーバ 8 クライアント 3 サーバ 12 クライ NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 14
アント 4 サーバ 16 クライアント リストア MPFS NFS 1 MB ファイル ( 小さいファイル ) 2 GB ファイル ( 大きいファイル ) 1 サーバ 4 クライアント 2 サーバ 8 クライアント 3 サーバ 12 クライアント 4 サーバ 16 クライアント 結論 EMC は EMC NetWorker で MPFS を使用することにより Celerra NAS バックアップに関して次のような広範囲にわたるメリットを提供します 極めて速いバックアップ速度によるバックアップ ウィンドウの短縮 大きく向上したリストア速度によるリカバリの高速化とダウンタイムの短縮 バックアップ サーバとソフトウェア ライセンスの削減による TCO の低下 バックアップ メンテナンス ウィンドウの短縮による SLA の強化 既存のインフラストラクチャの試用期間延長による ROI の向上 関連資料 MPFS および NAS バックアップの詳細については 以下のドキュメントを参照してください EMC Celerra MPFS for Linux Clients Version 5.0.15.1 Release Notes EMC Celerra MPFS over FC and iscsi v5.0 Linux Clients Product Guide EMC Celerra MPFS for NS40 Integrated Configurations Quick Start Guide EMC Celerra MPFS for Gateway Configurations Quick Start Guide EMC Celerra MPFS for Windows Clients Version 5.0.78.1 Release Notes EMC Celerra MPFS over FC and iscsi v5.0 Windows Clients Product Guide EMC Solutions for Backup to Disk EMC Celerra LAN Backup to Disk with EMC NetWorker Reference Architecture EMC Solutions for Backup to Disk - Solution Overview ホワイトペーパー EMC Solutions for Backup to Disk EMC Celerra LAN Backup to Disk with EMC NetWorker - Best Practices Planning EMC Solutions for Backup to Disk EMC Celerra LAN Backup to Disk with CommVault Galaxy - Reference Architecture EMC Solutions for Backup to Disk EMC Celerra LAN Backup to Disk with IBM Tivoli Storage Manager - Reference Architecture EMC Solutions for Backup to Disk EMC Celerra LAN Backup to Disk with Symantec Backup Exec - Reference Architecture NAS バックアップの高速化高度なテクノロジー 15
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