コールドマイグレーションとクローン作成が最大5倍高速化：Sangfor HCIが仮想化ワークロードのモビリティを向上させる方法

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企業のITチームが仮想インフラストラクチャの刷新、プラットフォームの移行、ワークロードの再配分プロジェクトを計画する際、コールドマイグレーションとコールドクローンは、仮想マシンのディスクイメージを異なるストレージ間で移動するための、最も重要かつ広く採用されている操作の2つです。VMwareの組み込みコールドマイグレーションおよびクローン機能は、数十年にわたり業界の標準となってきましたが、多くの組織は、メンテナンス期間の延長、プロジェクトの遅延、運用コストの増加につながる、許容できないほど長い転送時間という厄介なボトルネックに依然として直面しています。

本日は、 Sangfor HCIの特別に最適化されたコールドマイグレーションおよびクローン機能が、VMwareのネイティブワークフローの最大5倍の効率性を実現し、現代のエンタープライズ仮想化環境における長年の課題を解消する仕組みについて詳しく解説します。

従来のコールドマイグレーションおよびクローンワークフローにおけるレガシーボトルネック

VMwareのネイティブなコールドマイグレーションおよびクローンメカニズムを含む、従来のコールドマイグレーションおよびクローン実装は、転送プロセス全体を通してディスクボリューム全体を処理するように設計されています。

1. システムは、割り当てられたディスク領域全体のすべてのバイトを読み書きすることを強制されます。たとえそれが、空き領域、ゼロ埋め領域、または未使用としてマークされた大きな領域であっても同様です。
2. ディスクボリューム全体をスキャンし、すべての空きデータ領域に明示的にゼロ書き込みマーキングを実行するには、追加の計算オーバーヘッドが必要です。
3. 並列処理能力の制限によりスループットが制限され、大規模な仮想マシンディスクの転送時間が過度に長くなる。

この性能差は、2つのプラットフォームを並べて比較した実験データからも明らかです。

プラットフォームのリフレッシュプロジェクト中に数百台の仮想マシンを管理する企業チームにとって、ワークロードごとに数時間かかるこうした移行作業はすぐに積み重なり、許容できない業務中断リスクを生み出し、プロジェクトのスケジュールを予定より数週間も長引かせることになります。

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Sangfor HCIが低温移行とクローンを促進する方法

こうした長年にわたる業界の課題を解決するため、Sangforのハイパーコンバージドインフラストラクチャ研究開発チームは、コールドマイグレーションとクローンワークフローの全面的な再設計に着手し、従来の汎用転送ワークフローを、仮想マシンディスクイメージのシナリオ専用に構築された高度に最適化されたアーキテクチャに置き換えました。

Sangfor HCIの以前のバージョンでは、ディスクイメージシナリオ向けに最適化された自社開発のファイルコピーツールであるsfscpを使用して、コールドマイグレーションとクローン操作を処理していました。sfscpはホスト間ファイルコピーをサポートしていました。このツールは一般的なファイル転送ユーティリティよりも優れたパフォーマンスを発揮しましたが、パフォーマンスを制限する3つの固有の制限がありました。

• 実際のユーザーデータが含まれているかどうかに関わらず、ディスク全体のデータを読み書きする必要があった。
• ゼロ書き込みのためにゼロデータ領域を特定してマークするには、ディスク全体のスキャンが必須でした。
• より高いスループットを実現するための多段階同時処理機能が不足していた。

新世代qemu-cp駆動型転送エンジン

qemu-cpを支える2つの技術革新

Sangfor HCIの最新リリースでは、従来のsfscpワークフローを仮想マシンディスクイメージ移行用に特別に最適化されたqemu-cpユーティリティに置き換え、従来の実装に比べて2つの画期的なコアメリットを提供します。

1. 効率的なデータのみの転送：qemu-cpは、実際に有効なユーザーデータのみを処理します。未使用のスパースブロックとゼロマークされた領域はすべて読み取りますが、スキップするため、ターゲットディスクに空き領域を書き込む際の無駄なI/Oオーバーヘッドを完全に排除できます。ディスク全体のゼロデータ領域のマーキングやゼロ書き込みといった追加の手順は不要となり、多くのエンタープライズワークロードにおいて、転送するデータ総量を最大90%削減できます。
2. マルチスレッドコルーチン並列処理：新しいアーキテクチャは、マルチコルーチンによる同時処理メカニズムを採用しており、利用可能なストレージとネットワークスループットを最大限に活用することで、ディスクイメージのコピー操作を大幅に高速化します。

qemu-cpワークフローの仕組み

qemu-cpのワークフロー全体は、効率的でオーバーヘッドの少ないシーケンスで実行されます。

1. ソースファイルの読み込み：ユーティリティはまずソースのqcow2仮想マシンディスクファイルを開き、ディスクフォーマット、プロビジョニングされた合計サイズ、ブロックサイズ、既存のスナップショットレコードなど、すべてのコアメタデータを解析します。
2. ターゲットファイルの初期化：ソースメタデータの検証が完了すると、ターゲットqcow2ファイルが作成され、ソースディスクの構造属性に一致するように事前初期化されます。
3. セグメント化されたデータブロック処理：ワークフローは、ディスクを順序付けられた管理しやすいデータブロックに分割して処理します。
   • ソースqcow2ファイルから現在の有効なデータブロックを読み込む
   • 圧縮や暗号化など、必要なオンザフライ変換操作を適用する
   • 処理済みのデータブロックをターゲットファイルに直接書き込む
4. メタデータの最終化：有効なデータブロックがすべて転送されると、ターゲットファイルのメタデータが更新され、ソース仮想マシンディスクのすべての属性との完全な整合性が確保されます。
5. 転送完了：ソースファイルとターゲットファイルの両方のハンドルが正常に閉じられ、高速でエラーのないコールドマイグレーションまたはクローン操作が完了しました。

企業ITチームにとっての真のビジネス価値

コールドマイグレーションとクローンにおけるこの5倍のパフォーマンス向上は、あらゆる規模の組織にとって、具体的で測定可能な利益につながります。

• メンテナンス時間が大幅に短縮：従来は移行に数時間の専用ダウンタイムが必要だったワークロードも、ほとんどの標準サイズのエンタープライズVMでは20分以内に完了できるようになり、本番業務への影響を最小限に抑えます。
• VMware Refreshプロジェクトの加速化：従来のVMware環境から、よりコスト効率が高く、機能が充実したハイパーコンバージドプラットフォームへの移行を進めている膨大な数のグローバル企業ユーザーにとって、数百台の仮想マシンの切り替え期間を数週間から、計画的なメンテナンス作業の夜間数回に短縮できます。
• ワークロードの再バランスをより効率的に：IT管理者は、ストレージ容量の大きい仮想マシンを、従来よりもはるかに短い時間でノード間またはストレージプール間で移動できるため、リソース利用率の最適化やHCIクラスタ全体のパフォーマンスのホットスポットの解消がはるかに容易になります。
• データの一貫性に妥協なし：すべての最適化は、ソースとターゲットの仮想マシンディスク間で100%バイトレベルの一貫性を保証するように構築されているため、チームは転送速度の向上と引き換えにデータの整合性を犠牲にする必要がありません。

Sangfor HCIの業界をリードするVMware準拠の運用経験、組み込みのネイティブセキュリティ機能、シームレスで中断のないウォームマイグレーション機能と組み合わせることで、この最適化されたコールドマイグレーションおよびクローン機能は、従来の仮想インフラストラクチャの置き換えプロジェクトをこれまで以上にスムーズ、迅速、かつ低リスクにするための強力なツールとなります。

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