VMware vSAN(ヴイエムウェア ブイサン)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

VMware vSANは、仮想化環境に特化したソフトウェア定義型ストレージ技術である。従来の物理ストレージ装置に依存することなく、VMware vSphere環境を構成するサーバーのローカルディスクを統合し、共有ストレージとして利用可能にする。これにより、ストレージインフラの構築と運用を簡素化し、コスト削減と運用効率の向上を実現する。

概要

VMware vSANは、ハイパーコンバージドインフラストラクチャ（HCI）を実現する主要コンポーネントの一つであり、VMware vSphere仮想化基盤に深く統合された分散ストレージソリューションである。従来のストレージエリアネットワーク（SAN）やネットワークアタッチドストレージ（NAS）が外部の専用ストレージ装置を必要とするのに対し、vSANはvSphereホスト自身が持つ内蔵ディスクを束ねて一つの巨大なデータストア（ストレージ領域）を構成する。このアプローチにより、計算資源（CPU、メモリ）とストレージ資源を一つの物理サーバー上に集約し、シンプルかつ柔軟なインフラを構築できる。

vSANの最大の特徴は、ソフトウェアによってストレージ機能を提供することである。各vSphereホストに搭載されたストレージデバイス（HDDやSSD）は、vSANによって仮想的なプールとして統合され、仮想マシンが必要とするストレージ容量とパフォーマンスを提供する。この方式は、ストレージのプロビジョニングや管理を大幅に簡素化し、ストレージポリシーベース管理（SPBM）を通じて仮想マシン単位で性能や可用性の要件を細かく設定できる柔軟性を持つ。また、クラスター内の任意のホストが故障した場合でも、データは冗長化されているため、仮想マシンの稼働を継続できる高い可用性を提供する。

従来のストレージと比較して、vSANは初期導入コストの削減、運用管理の簡素化、そして必要に応じた容易な拡張性を実現する。物理サーバーを追加するだけで計算資源とストレージ資源の両方を同時にスケールアウトできるため、将来的なITインフラの成長にも柔軟に対応できる。データセンターのフットプリント（設置面積）を削減し、消費電力や冷却コストの低減にも寄与する。

詳細

vSANは、少なくとも3台のvSphereホストからなるクラスターとして動作し、推奨は4台以上のホストである。各ホストには、少なくとも1台のキャッシュ用ディスク（通常はSSDまたはNVMe）と、1台以上のキャパシティ用ディスク（SSD、NVMe、またはHDD）が必要となる。これらのディスクは「ディスクグループ」として構成され、キャッシュ層がI/O性能を向上させ、キャパシティ層がデータの永続的な保存領域となる。キャッシュ層は、主に書き込み性能を加速するライトバッファと、読み取り性能を向上させるリードキャッシュとして機能する。

vSANはオブジェクトストレージモデルを採用している。これは、仮想マシンディスク（VMDK）などのデータを単一のファイルとして扱うのではなく、複数の「コンポーネント」に分割し、クラスター内の異なるホストに分散して格納する方式である。例えば、仮想マシンディスクは「仮想マシンオブジェクト」として扱われ、そのオブジェクトは定義されたストレージポリシーに基づいて複数のコンポーネントに分割され、クラスター内の異なるディスクやホストに配置される。これにより、データの冗長性と並列アクセス性能が確保される。

データの冗長性については、ストレージポリシーベース管理（SPBM）が中心となる。仮想マシンごとに「許容する障害数（Failure To Tolerant: FTT）」を設定することで、データの冗長レベルを指定できる。例えば、FTT=1を設定すると、データは最低2つのコピー（ミラー）が作成され、2台の異なるホストに配置される。これにより、1台のホストが故障してもデータが失われることなく、仮想マシンの稼働を継続できる。より高い冗長性が求められる場合はFTTの値を増やすか、イレイジャーコーディング（RAID 5/6相当）ポリシーを適用してディスク容量の効率を高めつつ冗長性を確保することも可能である。イレイジャーコーディングでは、データとパリティを複数のコンポーネントに分割して分散配置するため、ミラーリングよりも少ないディスク容量で同等の冗長性を実現できる。

vSANクラスター内では、すべてのディスク容量が統合されて「vSANデータストア」という単一の共有ストレージプールを形成する。仮想マシンはこのvSANデータストア上にプロビジョニングされ、物理的なディスクの場所を意識することなく利用できる。データI/Oが発生すると、まずキャッシュ層に書き込まれ、その後バックグラウンドでキャパシティ層に永続化される。読み取りI/Oについても、キャッシュ層がヒット率を高めることで、高いパフォーマンスを発揮する。キャッシュ層とキャパシティ層の自動階層化（ティアリング）により、データはアクセス頻度に応じて最適なストレージデバイスに配置され、パフォーマンスとコストのバランスが最適化される。

ネットワークはvSANの動作にとって極めて重要である。vSANトラフィックは専用のVMkernelアダプタを介して流れ、各ホスト間でのデータ転送やメタデータ通信に使用されるため、低遅延で高帯域幅のネットワーク接続が不可欠である。一般的には10GbE以上のネットワークが推奨される。適切なネットワーク構成がなければ、vSANクラスターの性能や安定性に大きな影響を及ぼす可能性がある。

主要機能として、重複排除と圧縮機能があり、これによりストレージ容量を効率的に利用できる。これらの機能はディスクグループ単位で有効化でき、保存されるデータの重複を排除し、さらにデータを圧縮することで、物理的なストレージ要件を大幅に削減する。また、地理的に離れたデータセンター間でストレージクラスターを構築する「ストレッチクラスター」機能も提供され、より広範な障害からの保護と事業継続性を実現する。データのセキュリティを強化するため、保存データを暗号化する機能も備わっている。vSAN環境の健全性を常時監視するための健全性チェックツールも提供され、問題の早期発見と解決を支援する。

vSANの導入により、複雑な物理ストレージの構成やLUN（Logical Unit Number）の管理が不要となり、仮想化管理の一環としてストレージもvCenter Serverから一元的に管理できるようになる。これにより、IT管理者の運用負荷を軽減し、インフラ全体のTCO（Total Cost of Ownership）削減に貢献する。しかし、vSANはVMware vSphere環境に完全に依存しており、他の仮想化基盤では利用できない点や、クラスター構成やストレージポリシー設定には仮想化とストレージに関する一定の知識が必要となる点は留意すべきである。適切な設計と運用が行われれば、vSANは非常に強力で柔軟なインフラ基盤となる。