外部ストレージは、多くのハイパーコンバージド環境において依然として重要な役割を果たしています。データアクセス性の向上、柔軟な容量拡張のサポート、そして増大するビジネス需要への対応を可能にします。しかしながら、その健全性はアプリケーションの安定性に直接的に左右されます。
医療画像の転送に10秒以上遅延が生じると、重要な診断が遅れる可能性があります。銀行取引ログの同期が繰り返し停止すると、データ処理が中断されることがあります。設計ファイルの読み込みが長引くと、エンジニアリング作業が滞ることがあります。これらの症状は断続的に現れることがありますが、根本的な原因は多くの場合、 外部ストレージの劣化です。
パート1. 劣化した外部ストレージパス：パフォーマンスと効率性を阻害する隠れた障壁
パスの健全性を維持することは、信頼性の高いデータフローと効率的な業務運営に不可欠です。マルチパスI/Oは、負荷分散とフェイルオーバーを通じてストレージアクセスの冗長性と可用性を向上させるために広く利用されています。
しかし、実際の運用環境では、たった1つのパスの性能低下が、ストレージLUN全体のアクセス性能を低下させる可能性があります。
- 負荷分散モードでは、レイテンシの高いパスが存在すると、正常なパスのIOPS効率が低下し、パフォーマンスの不均一が生じる可能性があります。
- アクティブ/スタンバイモードでは、アクティブパス上の隠れた遅延がアプリケーションの停止を直接引き起こす可能性があります。スタンバイパスの検出反応が遅すぎると、サービスの継続性を保護するために必要なフェイルオーバーが間に合わない可能性があります。
これらのリスクに対処するため、 Sangfor HCIは、マルチパスI/O環境におけるパフォーマンス上の危険を特定するように設計された、外部ストレージパスの劣化検出および分離機能を導入しています。
パート2．コアテクノロジー：監視、隔離、復旧のクローズドループ
Sangfor HCIは、高精度な異常監視、インテリジェントなリスク分離、動的なパス復旧という3つの連携モジュールを通じて、外部ストレージパスを管理します。ストレージの停止やパフォーマンスの低下をシステムが検知すると、アラートを発報し、業務負荷に影響が出る前に該当パスを隔離します。
eBPF kprobesやカーネルのdiskstatsといった従来の手法と比較して、Sangforは必要なロジックをシステムカーネルに直接実装します。この設計により、リソースのオーバーヘッドが最小限に抑えられ、検出精度が向上し、システムパフォーマンスへの影響もごくわずかです。
1. 精密な異常監視
データの読み書き中、システムは低速I/O監視とI/Oストール監視を組み合わせることで、多層的な異常検知アプローチを実現します。
低速I/Oモニタリング：ミリ秒レベルのレイテンシ追跡
原理：システムは、各I/O操作の開始時刻（P1）と完了時刻（P2）を記録します。読み書き時間を計算し、設定可能なしきい値と比較します。デフォルト値は512ミリ秒です。レイテンシがこの制限を超えると、プラットフォームは時刻、ディスク、データ領域、および関連情報を記録します。デフォルトでは、5秒ごとに1件のログエントリのみが記録されますが、この制限は一時的に無効にすることができます。
判定メカニズム：各ディスクパーティションのI/O時間バケットの分布は、/proc/ioslow_statsインターフェースから確認できます。管理者は、分析ウィンドウを30秒から30分まで設定できます。外部ストレージディスク上の操作の50%以上がしきい値を超えた場合、システムは自動的にアラートまたは隔離アクションをトリガーします。
I/Oストール監視：カーネルレベルのタイムアウトキャプチャ
原理： Sangforは、データI/Oタイムアウトを処理するカーネル関数にロジックを追加します。時間内に応答を返さないリクエストは、I/O停止イベントとしてカウントされます。管理者は、/proc/iostuck_statsを通じて、影響を受けるパーティションのリアルタイムステータスを確認できます。
アラート機能：アラートサービスは、停止中のI/Oカウントの変化を10分ごとにスキャンし、異常が発生した場合は管理者に通知します。
2. 信頼性と可用性のバランスを取るインテリジェントな隔離
- レイテンシに基づく分離：ロードバランシングモードまたはマルチアクティブ/マルチスタンバイのマルチパスモードでは、システムは利用可能なすべてのパスの平均レイテンシを比較します。高レイテンシのパスと低レイテンシのパスの差が設定されたしきい値（デフォルト値の50%など）を超えると、異常なパスが分離されます。アクティブ/スタンバイ構成の場合、システムはそのパスで個別のレイテンシ異常が検出されるとすぐに、そのパスを直接分離します。
- 隔離ガードレール：プラットフォームは利用可能な経路の少なくとも50％を保持し、1つ未満になることは決してなく、過剰な隔離によって冗長性が失われることを防ぎます。
- クローズドループ動作：隔離中は、パスが利用不可としてマークされ、デバイスはオフラインになります。復旧時には、無効状態が自動的に解除され、手動操作なしでデバイスが再スキャンされます。
3. 動的パス更新のためのディープスキャンリカバリ
障害や過度の遅延によりI/Oパスが隔離された場合、ディープスキャンによるリカバリが直ちに開始されます。
- 無効なパスを削除します。マルチパスサービスによって利用不可とマークされたリンクを削除します。
- デバイスを再接続して検証します。ストレージデバイスをLUN IDリストと照合してスキャンし、カーネル内で不足しているパスデバイスを再作成します。
- 健全なリソースを復元します。ストレージマッピングの変更によって残された無効なパスをクリーンアップし、以前無効になっていた回復済みの高遅延パスを再度有効にします。
パート3：より広範な機能範囲と柔軟な展開
Sangfor HCIは、プロトコルの適用範囲が限定的であったり、監視パラメータが固定されていたり、対応方法が1つしかないソリューションよりも、より広範な病態管理を提供するように設計されています。
1. パス監視範囲
Sangfor HCIは、ファイバーチャネルやiSCSIなど、一般的な外部ストレージ接続におけるレイテンシ監視をサポートしています。これにより、プロトコル対応が不十分なプラットフォームよりも、より幅広いストレージアーキテクチャに対応できます。
2. 構成の柔軟性
管理者は、ワークロードの特性やサービスレベル要件に合わせて、レイテンシのしきい値や監視期間を調整できます。これにより、固定構成や制限付き構成モデルよりも、より精度の高い制御が可能になります。
3. 柔軟な異常事態対応
Sangforは、自動隔離と手動隔離を含む複数の対応方法をサポートしています。この柔軟性により、組織は単一の処理方法に依存したり、劣化経路隔離なしで運用したりするのではなく、さまざまなビジネスシナリオに応じて異なる運用ポリシーを適用できます。
結論：ストレージリスクがビジネスに支障をきたす前に検出する
ストレージの劣化は、完全な障害として始まることは稀です。多くの場合、断続的なレイテンシ、I/Oの停止、またはパスパフォーマンスの不均一といった形で現れ、アプリケーションに影響が出る前に特定するのは困難です。Sangfor HCIは、パスのレイテンシを継続的に監視し、劣化した接続を分離し、回復したパスを動的に復元することで、ITチームがストレージリスクに早期に対処し、サービスの継続性を維持できるよう支援します。
VMwareの代替ソリューションを検討している組織にとって、 外部ストレージとの互換性だけでは十分ではありません。重要なワークロードに支障をきたす前に、劣化したパスを検出して管理できる能力も、回復力の高いHCI環境を構築する上で同様に重要です。
機能の動作は、製品バージョン、ストレージアーキテクチャ、マルチパス構成、およびワークロード条件によって異なります。お客様は、ご自身の環境で代表的なシナリオを検証する必要があります。
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