itpro expo 2014： cisco ucs...

Cisco UCS Invicta によるアプリケーション高速化とストレージサーバソリューションの紹介

シスコシステムズ合同会社

ソリューションズシステムズエンジニアリング

シニアコンサルティングシステムズエンジニア

大平伸一

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco Unified Computing System (UCS)

* Intel、インテル、Intel ロゴ、Xeon、Xeon Inside は、アメリカ合衆国およびその他の国における Intel Corporation の商標です。

* 本資料に記載の各社社名、製品名は、各社の商標または登録商標です。

Cisco Confidential 2 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

• Cisco UCS イノベーション

• フラッシュの市場

• Cisco UCS ストレージ Invicta シリーズのご紹介

• Cisco UCS ストレージサーバ C3160/C3260 のご紹介

Agenda


Cisco UCS イノベーション


Cisco UCS による技術革新 - イノベーション: これまでに実現してきたもの

あらゆるタイプのアプリケーションに対して高い処理性能を提供

全体統合した設計

サービスプロファイル

Cisco UCS Manager

Unified Fabric

仮想化のIO

筐体に依存しないシームレスな統合

Cisco UCS Central

俊敏かつ少ない運用作業で設定およびプロビジョニング処理

ロールベースの管理, 自動化処理、容易なインテグレーション

複数ドメインの中央集中管理, アラーム監視、包括的な可視性を提供

シンプルなネットワークインフラ

アプリケーション毎に独立したセキュリティ, 拡張性の確保, 仮想化環境での性能向上

ブレードサーバ、ラックサーバの混在環境を１つのマネージャで管理

拡張メモリ機能コスト効果の高い構成、性能の提供, 拡張性（M2シリーズまで）

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS


Cisco UCS による更なる進化: 新しいイノベーションの波

40Gb インターコネクション; より低いイーサネットレイテンシ; Internet上でのRDMA機能

より高性能なファブリック

仮想化での拡張性

Data Acceleration

次世代のDR実現

プログラム可能な Fabric

UCSM Storage Profile

VXLAN/NVGRE、NetFlowのサポート可視性の高い処理性能

ファブリックと同様に、グローバルでリソースプール化でき容量の柔軟性があり、永続データを扱えるメモリ技術

“単一ツール、シングルインターフェース”による、統合インフラの管理を実現

N-Way active-active データセンター環境かつ待機リソースを持たないリソース効率の実現

統合されたファブリックにおいて、ネットワークコントローラとポリシーエンジンでのQoS機能拡張



Cisco UCS に関する市場動向 2014年第一四半期 X86 ブレードサーバ市場シェア（販売金額ベース）

1 Source: IDC Worldwide Quarterly Server Tracker, 2014Q1, May 2014, Vendor Revenue Share

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 35.0% 40.0% 45.0%

Fujitsu

Cray Inc

Oracle

Others

SGI

IBM

Dell

HP

Cisco

UCS # 1

with 40% 北米全体

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 35.0% 40.0% 45.0%

Sugon

Oracle

Others

Huawei

SGI

Fujitsu

NEC

Hitachi Ltd

Dell

IBM

Cisco

HP

UCS # 2

with 26.3 % 全世界

# 1 in USA (41%) 1

# 1 in North America (40%) 1

# 2 Worldwide (26.3%)1

UCSの成長を牽引するもの

33,000以上での利用顧客

15,500以上の顧客からのリピートオーダ

UCS は市場投入から５年で市場シャア No.1を獲得



フラッシュの市場


…レポーティング作成時間を

もっと短くしたい

…短いメンテナンス時間でアプリケーションを

展開したい

…もっと多くのデータを短い時間で処理したい

…時間単位のトランザクション処理を増やせないか

…アプリケーションのパフォーマンスチューニングに費やす時間を減らしたい

… バッチ処理の時間を半分にしたい。もしくは短くできないか

お客様の課題

処理時間はビジネスに直結

…ブートストーム時の不安定なIO性能を

改善したい


アプリケーション処理が、データをストレージ層からフラッシュメモリ層のよりサーバに近いとこで高速なデータアクセスを求めている

PCIe

Flash

SSD

HDD

CPU

キャッシュ

メモリ（DRAM）

サーバフラッシュ

ストレージアレイデータ保護と性能、容量が要求されるドメイン

サーバデータ保護かつ性能がより重視されるドメイン

メディア

コスト重視

新しい技術革新の層高速ストレージ＆容量拡張性のあるデータ持続メモリへ

Cisco UCSによる注目エリア

Cisco UCSは、コンピューティングファブリックを経由してサーバ側のフラッシュを連結させ, Cisco UCS Managerのシンプルさにより、ユニークな機会として新しい層を実現


国内の記憶媒体別ストレージ市場の売上額予測（2012年～2017年）

• I/O intensiveストレージの2013年の売上額は前年比75.4％増の112億1600万円。2012年から2017年の年間平均成長率は39.2%

• OLTPアプリケーションや仮想化などの高いI/O処理性能を求めるシステムの需要増加が、フラッシュストレージの売上増を後押し

• システムの設置面積縮小、低消費電力化、ハードウェア台数削減などの効果も見込まれる

出典：IDC Japan, 2014


フラッシュストレージは高価？高性能&高効率により既存HDDインフラより低いTCOを実現

Parity Research Wikibon

システムTCOで見れば大きく削減消費電力、ファシリティコスト、運用管理の人的コストを劇的に削減処理サーバを減らせることで、DBライセンスコスト劇的に削減 12TB相当のIOP当り単価で1$ (SAS HDDより安価 5$)


Cisco UCS ストレージ Invicta シリーズ製品概要


Cisco UCS Invicta シリーズ

最大1.200,000IOPS

最大9.6 GBps Bandwidth

最大144 TB Raw

Cisco UCS Invicta アプライアンス

Cisco UCS Invicta スケーリングシステム

拡張性

モジュール化構造

アプリケーションの高速化

データの最適化

データのパラレル処理

チューニング不要

250,000 IOPS

最大1.2 GBps Bandwidth

最大24 TB Raw

6ノード構成時


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比較基準従来のストレージ

Invicta 違い

容量 ($ per GB)

4 – 6 15 - 20 3-4倍高い

パフォーマンス ($ per IO)

6 – 8 1 – 2 5-6倍安い



リファレンスアーキテクチャ1,000台の仮想デスクトップ

3タイプのドライブと3タイプの RAID

1,000 台の仮想デスクトップは以下の要件が必要:

約10TB のキャパシティ約 80K バックエンド IOPS性能

41 15K HDDs

25 7.2K HDDs

3 Flash Drives

トータルIOPS性能: 114,950 トータルキャパシティ: 63.2 TB

従来のストレージの場合


リファレンスアーキテクチャ1,000台の仮想デスクトップ

サンプルとして Cisco UCS Invicta における LUN ダイアグラム

Home Directory, XenApp & User Profiles

Snapshots Infrastructure

Virtual Desktops

1,000台の仮想デスクトップに対するデータリダクションアプライアンス

12 TB Raw

トータル IOPS 性能: 180,000*

*50/50 read/write mix

Cisco Invictaの場合



Cisco UCS Invicta アプライアンスモデル

• ストレージ容量は3/6/12/24TB で固定 • 120GB, 240GB, 480GB, 960GB のMLCドライブを24基搭載

• NW I/F ：10GbE x 2 (iSCSI), 8GB FC x2 • スケーリングシステムのディスクシェルフに転用可能 • Application AccelerationモデルとData Reductionモデル Mode Application Acceleration Data Reduction

Throughput (GBps) 1.2 1.2

100% Read IOPS 220,000 250,000

Blended IOPS (50%read/50%write) 205,000 180,000

100% Write IOPS 200,000 120,000

Latency (Microseconds) <100 <100

Size 2 RU 2 RU

Max Capacity (TB) 24 TB Raw 64 TB



Cisco UCS Invicta スケーリングシステム

• SSR(Scaling System Router)とSSN(Scaling System Node)から構成

• ストレージ容量は144TBまで構成可能 • SSRとSSN間は高速ファブリックで接続 • サポートするNW I/Fはアプライアンスモデルと同様 • SSRは最大6台、SSNは最大30台まで今後拡張予定 • SSRはActive/Activeに対応 • SSNはApplication AccelerationモデルとData Reductionモデルの2種類が存在

Scaling System Routers

Scaling System Nodes



Cisco UCS Invicta スケーリングシステムアーキテクチャスケールアップ /スケールアウトに対応するコントロールプレーンの分離と分散

Scaling System Router Scaling System Node

ホストとの接続フラッシュメモリデバイス

ストレージ機能、役割 • ノードの管理 • ミラーリング • レプリケーション • スナップショット • レポーティング • ストライピング • UCS-Director連携 • iSCSI/FCサポート

ストレージ機能、役割 • フラッシュ管理 • ボリューム管理 • RAID • データ重複の排除 • 簡素なプロビジョニング • 電力関連の障害時のデータ保護



Cisco UCS Invicta スケーリングシステムアーキテクチャ


Application Acceleration and Data Reduction

Nodes

40Gイーサネットファブリック


Application Acceleration and Data Reduction

Nodes

今後 ver5.0.2 以降 SSNが10台

現在 ver5.0.1 SSNが6台

Infiniband ネットワーク



スケールアップ型スケールアウト型

スケールアップ/アウト型

Cisco UCS Invicta はスケールアップとスケールアウトを両立

容量追加することで対応ノードを追加することで対応ルータ & ノードを追加

ストレージシステムに容量を追加ネットワークプールに新たなストレージシステムを追加

ストレージシステムをルータネットワーク化されたインフラに追加

性能は一定（コントローラ依存処理性能を向上させるため、データは分散されたノードに展開

ルータは、１つあるいは複数のストレージシステムを独立したプールとして構成

ストレージシステムとしてデータを分配させ、全体IOPS, 処理能力おおび容量を確保



Cisco UCS Manager と Cisco Invicta による統合管理

Routers

Workload Acceleration & Data Reduction Nodes Stateless UCS Servers with Virtualized Adapters

Fabric Interconnects Switched Fabrics

OLTP Analytics

Batch Data Loads

パフォーマンスノード

Virtual Desktops Email

データリダクションノード

Cisco UCS Managerに

よるラックサーバおよびブレードサーバの統合管理

• 現状は、Cisco Invicta の組み込み GUI よりストレージリソースを管理 • 今後、Cisco UCS Managerからストレージリソースも統合管理し、ServiceProfileにも対応予定

Cisco UCS Central – Cisco UCS Manager - UCS Cisco Director

インテル® Xeon® プロセッサー搭載

Cisco UCS


Cisco Invicta OS により高速な書き込みを実現

1. データ保護

•電源停止に備えデータはまずバッファ上に保存。その後Block Translation Layer (BTL)に送られる

•

2. データの最適化

Block Translation Layer(BTL)にてデータブロックの集約、最適化を行い、その後 RAIDシステム、各フラッシュメディアに送られる

3. データの書き込み

BTLによって最適化されたデータがRAIDを通じて各フラッシュメディアに均等に書き込まれる


Cisco Invicta OS Read/Write 様々なワークロードに対応可能

411,000

200,000 170,000

421000

500000

400000

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

INVICTA (4 Nodes) 競合 A社(4 Nodes) 競合 B社(5 nodes)

I

O

P

S

各社パフォーマンス比較 100% 4K Writes

100% 4K reads

WRITE/READ が対称 WRITE/READ が非対称


Cisco Invicta のまとめ

Cisco UCS とのインテグレーション 1

スケールアップ/アウトアーキテクチャ

2

Cisco Invicta OS（BTL） 3



Cisco UCS ストレージサーバ C3160/C3260 シリーズ


シングル / ディアルソケット

１サーバ当り２ソケット

4GB RAID Cache 基幹サーバクラスの機能搭載

モジュラーLOM x2 (mLOM)

複数の接続オプションを提供

最大1TBメモリ搭載可１サーバ当たり512GB

Cisco 高密度ストレージサーバ

最大64 Drive Bays 60 LFF, plus 4 SFF

• 240TB ストレージ容量をコンパクトな4U筐体で提供

• 性能進化の早いサーバ技術、汎用ストレージOS技術を活用した

高性能な処理と汎用的かつ経済的なストレージ

• シングル、デュアルコントローラによる信頼性確保

• データサイズ大きなデータ要件にたいする手軽なデータ蓄積や,

メディアストリーミングや画像、リッチコンテンツ提供および

メールの一次蓄積などのデータ容量変化に素早く対応

• Cisco UCS 管理の特長を活かす Cisco UCS ドメインに統合さ

れたシステム管理、リソースプール管理

エンタープライズ／幅広い業界に対応

高密度ストレージサーバ Cisco UCS C3160/C3260



Cisco UCS ストレージサーバ : C3160 / C3260

Cisco UCS ストレージサーバ (C3260) – シングルあるいはデュアルサーバノード

– シャーシ内でのコントローラ冗長化、クラスタ構成

– ダイナミックなストレージ管理

– HDD/SSDを組み合わせたドライブ種類の混在可能

– Dedicated Chassis Manager Services

– UCS Manager統合管理に対応(単独管理も可能）

– 時期：2015年春予定 * - System IO コントローラの入れ替えだけで、C3160からC3260へアップグレード可能。データ、サーバの入れ替え必要なし

Cisco UCS ストレージServer (C3160)

– シングルサーバノード

– 4U 筐体サイズ, 240TB Storage

– デュアル CPU ソケット / Xeon E5 V2搭載

– 単独管理（UCSM統合管理は非対応）

– 4TB HDD サポートリリース時 (6TB 追加対応)

– C3260にアップグレード可能*

– 時期：発売中



UCS C3160

Cisco UCS C3000 サーバーファミリー適用例

サービスプロバイダ、企業、クラウド

オブジェクトストア

サービスプロバイダ

メディアストリーミング

& コンテンツ配信

企業

Exchange

サービスプロバイダ、企業

Big Data &

アナリティクス

市場規模 > $2B WW* *Source: IDC



Cisco UCS C3160 / C3260 : 特長

C3160/C3260 の特長

奥行きがサイズが最小クラス（32インチ未満）他社高密度サーバは 32インチを超えるもがほとんど

C3260は業界トップの高密度56スロット数

投資保護するアップグレードパス

C3160 から C3260 SIOC アップグレードのみ、シャーシ、ドライバ、サーバノードは共通

さらにデータマイグレーションが不要

UCSの特長を活かせる設計 C3260 はUCS Managerによりシームレスな統合管理が可能FIとダイレクト接続（シンプルな配線）, サーバノード同じようにプロファイルによる論理的管理、設定が可能

様々なストレージソフトウェアに対応

Cisco UCS C3160



Cisco UCS C3x60 モジュラーアーキテクチャー

HDD ホットスワップ可能な 56個の4TB/6TB HDD

FAN ホットスワップ可能

な8個ファン

サーバーノード

拡張ディスクホットスワップ可能な 4個の4TB/6TB HDD

2つの120GB SSDs OS/Boot専用

システム I/O コントローラ (SIOC)

Cisco mLOM Slot

パワーサプライ 4つのホットスワップ可能なPSU



Colusa: サーバノード

• C3160 サーバノードは製品販売初期は固定構成 • メインサーバボードに RAIDコントローラを搭載した状態で構成 • CPU, メモリ, RAIDコントローラを含む

• Configurations aligned to それぞれの製品ポジションとストレージ処理に特化した構成

• C3260の提供時には構成を追加予定

製品販売時の構成 # CPU

CPU Type (clock / cache)

ノード当りの最大コア数

メモリサイズ

RAID キャッシュ

製品ポジション

C3160 小サーバ構成 #1

2 Intel E5-2620v2 2.1Ghz / 15MB

12 128GB 1GB データ収容/ シーケンシャルIO処理,コスト重視の構成

C3160 中サーバ構成 #2

2 Intel E5-2620v2 2.1Ghz / 15MB

12 256GB 4GB 幅広い用途としてメモリサイズを提供, より大きな RAIDキャッシュが必要な構成

C3160 大サーバ構成 #3

2 Intel E5-2660v2 2.2Ghz / 25MB

20 256GB 4GB サーバ内のより高速なデータ処理

C3160 最大サーバ構成 #4

2 Intel E5-2695v2 2.4Ghz / 30MB

24 256GB 4GB サーバシステム内での高性能なシステム処理 (dedupe, transcoding)

Colusa-1 サーバノード


• C3160 SIOC は、ネットワークI/O用に１つのシングル Cシリーズ mLOM アダプタスロットに対応：

• C3260は、VIC技術(ASIC)をベースにしたオンボード組み込みのSIOC （C3160と実装方式が異なる）

System IO Controller (SIOC)

Cisco mLOM Adapter Card トータルポート数（システム当り）

ネットワー帯域スループット SIOC 管理

クアッド 1 Gigabit RJ45 8 (4 per card) 8Gbs/s Up to ~880MB/sec Standalone (pass through Cisco IMC)

デュアル 10 Gigabit SFP+ 4 (2 per card) 40Gb/s Up to ~4.75GB/sec Standalone, (pass through Cisco IMC)

デュアル 10 Gigabit 10GBASE-T 4 (2 per card) 40Gb/s Up to ~4.75GB/sec Standalone, (pass through Cisco IMC)

• システム IOコントローラ(SIOC)はC3xxxシリーズの心臓部にあたり、システムサービス, CMC（マネージメントコントロール）と network I/Oに対応します

• 3160 SIOC をアップグレードすることによりC3160 から C3260に変更可能

• 最大２つSIOC構成が可能

IO コントローラトータルポート数（システム当り）

ネットワー帯域スループット SIOC 管理

Quad 10 Gigabit SFP+ “Cruz SIOC”

8 (4 ports per SIOC) 80Gbs/s Up to 9GB/sec Standalone / UCS Managed (SIOC CMC)

Colusa-1 SIOC


ディスク拡張モジュール（Disk Expander Module）

システム最大ドライブ数

ディスク容量ノード

disk expanderを利用したC3160 / C3260 構成

60 最大 240TB （4TB ドライブ利用時）

• 高密度なストレージサーバを構成 “4Uサイズでデータ用に60スロット”

• 合計62 ドライブ (60+ブート用 2つSSD)

• C3260でもサポート。ただし、２つ目のサーバノードを搭載する場合は、取り除く必要あり

• 上記以外のHDDや SSD種類は非サポート（リリース時）

• C3160では、２つ目のサーバノードスロットに搭載可能 • 追加で 4TB ドライブx４個、16TBストレージが追加可能

• RAIDコントローラが付属

• オプション追加モジュール；ドライブ搭載数拡張

Colusa-1 Disk Expander


ドライブ / ストレージ管理

ドライブオプション C3160 C3260（予定）

最大容量(max) 240TB / 4TB ドライブ 224-360TB / 4-6TB ドライブ

総ドライブスロット 62 (60 LFF + 2 SFF) 60 (56 LFF + 4 SFF)

LFF HDD ドライブ数 / 容量 Up to 60 / 4TB NL-SAS 56 / up to 6TB NL-SAS

SSD Main ドライブ数/ 容量 Optional シングル row 200GB* Multiple SSD options

OSブート、ミラードライブ (SFF)

2x 120GB eMLC SSD 4x 480GB eMLC SSD

補足: * SSDドライブオプションは後日対応

（製品仕様詳細は変更になる可能性があります）

• 共通のストレージ機能: • Full MegaRAID support (RAID 0/1/10/5/50/6/60) • 最大4GB RAIDキャッシュに対して SuperCap によるキャッシュバック

アップ • JBOD “pass through” モード • SSDは OS ブート / ミラー専用として利用 • 全ドライブはホットスワップ対応（グローバルホットスペア）

• C3160 : 全ドライブは、シングルサーバノードに割当て • C3260 : ドライブは管理者により制御でき、各ノードにダイレクトに

割当可能

C3160 全ドライブはサーバに割当

C3160 Drives

C3260 サーバノード毎の要件に応じて、管理者が動

的に割当可能

サーバ１にドライブを割当

サーバ２にドライブを割当

C3260 Drives


• C3160はCephのオブジェクトストアやブロックベースでのCephの展開に最適です。

• 高いスループットの為に最適化されています。

• 電力効率も最適化

• ペタバイトのローカルストレージを、標準的な19インチラックで実現

• 投資保護と管理コストの削減

Ceph ストレージノードとしての Cisco UCS C3160

FS FS FS FS Filesystem:

btrfs, xfs, ext4

Enterprise HDD

w/SSD for

Journals

Ceph Object

Storage Daemon

FS

OSD OSD OSD OSD OSD



Cisco UCS C3160 – Ideal For Exchange 2013

• 大きなメールボックスの配置が可能 (10+ GB メールボックス)

• JBOD ストレージ配置モデル

• 最大60の大容量でコスト効率のいいドライブ

• ディスク毎の複数データベース

• オートリシード

• 読み書きアクセラレーションのキャッシュアシスト

• ベアメタルサーバーとしての配置をサポート

• データセンターHAやサイト回復のため、Database Availability

Group で運用可能

• メールボックスサーバのみまたは、CASとメールボックスサーバなど複数の役割を持たせた運用が可能


インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco Unified Computing System (UCS)

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