※ 本記事は、Thomas Thyenによる”Oracle Cloud VMware Solution vSAN sizing and scaling“を翻訳したものです。
2022年7月14日
Oracle Cloud VMwareソリューションは、IntelまたはAMDベア・メタル・ホストに基づくことができ、次のVMware製品スタックに基づくOracle Cloud Infrastructure（OCI）上のVMwareソフトウェア定義のデータ・センター（SDDC）ソリューションです。
- VMware vSphere Hypervisor (ESXi)
- VMware vCenter Server
- VMware vSAN
- VMware NSX-T
- VMware HCX Advanced Edition (別途請求されるEnterprise Edition)
VMware vSANは、ハイパーコンバージド・インフラストラクチャ（HCI）システムをサポートするソフトウェア定義のエンタープライズ・ストレージ・ソリューションです。vSANは、ESXiハイパーバイザ内のソフトウェアの分散レイヤーとして、VMware vSphereと完全に統合されています。vSANはローカルまたは直接接続のデータ・ストレージ・デバイスを集計し、vSANクラスタ内のすべてのホストで共有される単一のストレージ・プールを作成します。
vSANでは、外部の共有ストレージが不要になり、ストレージ・ポリシーベースの管理によってストレージ構成が簡素化されます。仮想マシン（VM）ストレージ・ポリシーを使用すると、ストレージの要件および機能を定義できます。
VMwareソリューション・ベア・メタル・シェイプ
Oracle Cloud VMwareソリューションのESXiホストでは、次のシェイプがサポートされています。
| プロセッサ | OCIシェイプ | CPU or ソケット | コア or ソケット | 合計コア数 | メモリー | ストレージ |
| Intel | BM.DenseIO2.52 | 2 | 26 | 52 | 768 GB | 51.2 TB |
| AMD | BM.DenselO.E4.128 – 32 | 2 | 16 | 32 | 2,048 GB | 54.4 TB |
| AMD | BM.DenselO.E4.128 – 64 | 2 | 32 | 64 | 2,048 GB | 54.4 TB |
| AMD | BM.DenselO.E4.128 – 128 | 2 | 64 | 128 | 2,048 GB | 54.4 TB |
詳細は、Dense I/Oシェイプを参照してください。
VMwareソリューション・クラスタの最小サイジング
VMwareソリューション・クラスタでサポートされる最小サイズ設定は、常に3つのホスト（1つのホスト障害を許容できるRAID-1構成をサポートするために、vSAN標準クラスタに必要な最小ホスト数）です。
Intelベースの3ホスト・クラスタには、次の仕様があります。
- クラスタ当たり156コア
- クラスタ当たり2,304-GBメモリー
- クラスタ当たり153 TB NVMe SSD（ベア・メタル・シェイプRAW容量）
- 122.22 TB vSAN ストレージ
AMDベースの3ホスト・クラスタには、次の仕様があります。
- クラスタ当たり96, 192, or 384コア
- クラスタ当たり6,144-GBメモリー
- クラスタ当たり163 TB NVMe SSD（ベア・メタル・シェイプRAW容量）
- 129.9 TB vSAN ストレージ
クラスタ・タイプ
Oracle Cloud VMwareソリューション・クラスタは、3つのフォルト・ドメインにまたがった単一の可用性ドメインでのみ使用可能な単一可用性ドメイン・クラスタ、または可用性ドメインがフォルト・ドメインとして機能する可用性ドメインをまたがって拡張可能なマルチ可用性ドメイン・クラスタのいずれかです。
単一の可用性ドメイン・クラスタ
単一可用性ドメイン・クラスタは、可用性ドメイン内の3つのフォルト・ドメインにまたがり、ESXiはローカル・ストレージをvSANデータストアに集約します。各OCIフォルト・ドメインは、VSANフォルト・ドメインとして機能します。
マルチ可用性ドメイン・クラスタ
マルチ可用性ドメイン・クラスタは、OCIリージョン内の3つのアベイラビリティ・ドメインにまたがって、ESXiはローカル・ストレージをvSANデータストアに集約できます。各可用性ドメインは、可用性ドメインにまたがるOracle Cloud VMwareソリューション・クラスタを構築するフォルト・ドメインとして機能します。この設定により、VMwareソリューション・クラスタとそのVMの最大可用性が提供されます。
Oracle Cloud VMwareソリューション vSANのサイジング
Oracle Cloud VMwareソリューション上のvSANクラスタに参加している各ESXiホストは、vSANディスク・グループを表す8つのNVMe SSDデバイスでスタックされます。ディスク・グループは、1つのキャッシュ・デバイスと7つの容量デバイスで構成されるストレージ・リソースのローカル・アグリゲーションを表します。すべてのキャッシュ・デバイスと容量デバイスはNVMeベースであり、他のストレージ・コントローラを必要としないため、Oracle Cloud VMwareソリューションでは単一のディスク・グループが使用されます。この構成により、vSANディスクグループ設計の単一障害点がなくなります。
容量デバイスは、vSANクラスタにESXiホストが存在しているvSANストレージの合計量を表します。
IntelベースのESXiホストVSAN RAW容量
VMwareソリューションのIntelベースのESXiホストには、8つの5.82-TB NVMe SSD（vSANキャッシュに1つのNVMe SSD、vSAN容量に7つのNVMe SSD）が構成されています。この構成により、ESXiホストvSAN RAW容量は40.74TBになります。
容量デバイス・サイズ * 容量デバイスの数 = ESXi vSANホストRAW容量
VMwareソリューション・クラスタvSAN RAW容量
Intelベースのクラスタでサポートされる最小構成は、Cloud VMware Solution vSANクラスタである3つのESXiホストです。
ESXiホストvSAN RAW容量 * ESXiホストの数 = クラスタvSAN RAW容量
AMDベースのESXiホストVSAN RAW容量
AMDベースのESXiホストは、8つの6.18-TB NVMe SSD（vSANキャッシュに1つのNVMe SSD、vSAN容量に7つのNVMe SSD）で構成されます。この構成により、ESXiホストvSAN RAW容量は43.3TBになります。
容量デバイス・サイズ * 容量デバイスの数 = ESXi vSANホストRAW容量
AMDベースのクラスタVSAN RAW容量
AMDベースのクラスタでサポートされる最小構成は、3つのESXiホストであり、3つのホストVSANクラスタに対して合計vSAN RAW容量は129.9TBになります。
ESXiホストvSAN RAW容量 * ESXiホストの数 = クラスタvSAN RAW容量
容量依存性
Oracle Cloud VMware Solution vSANクラスタの使用可能な容量は、クラスタのvSAN RAW容量をスケール・アウトするためにプロビジョニングされたESXiホストの数に依存しません。次の要因は、クラスタのサイズ設定およびスケーリングにも影響します。
- Failure tolerance method (FTM)
- Failures to tolerate (FTT)
- ホスト予約
- 重複除外と圧縮
- 操作の予約とホスト再構築の予約
- VMサイジング (vCPUとvMEM)
- vSphere高可用性リソース (vCPUとvMEM)
FTM and FTT
vSANのストレージ容量を計画およびサイズ設定する際は、FTMおよびFTTが重要な役割を果たします。VMの可用性要件に基づいて、この設定により、vSAN容量の消費量が倍増することがあります。
- FTM: vSANオブジェクトのRAIDレベル
- FTT: ホスト障害は、vSANクラスタが低下せずに耐える必要があります
RAID-1 (ミラーリング): パフォーマンス
- FTTが0に設定されている場合、消費量は1xです。 (100GB VMDK = 100GB vSAN)
- FTTが1に設定されている場合、消費量は2xです。 (100GB VMDK = 200GB vSAN)
- FTTが2に設定されている場合、消費量は3xです。 (100GB VMDK = 300GB vSAN)
- FTTが3に設定されている場合、消費量は4xです。 (100GB VMDK = 400GB vSAN)
RAID-5/6 (コーディングの消去): 容量
- FTTが1に設定されている場合、消費量は1.33xです。 (100GB VMDK = 133GB vSAN)
- FTTがふに設定されている場合、消費量は1.50xです。 (100GB VMDK = 150GB vSAN)
| RAID構成 (FTM) | FTT | 必要なホスト | FTT計算 | vSAN使用済 | vSANフリー |
| RAID-1 (ミラーリング) | 1 | 3 | 2n+1 | 50% | 50% |
| RAID-5 (コーディングの消去) | 1 | 4 | 3+1 | 25% | 75% |
| RAID-1 (ミラーリング) | 2 | 5 | 2n+1 | 67% | 33% |
| RAID-5/6 (コーディングの消去) | 2 | 6 | 4+2 | 33% | 67% |
| RAID-1 (ミラーリング) | 3 | 7 | 2n+1 | 75% | 25% |
RAID-1 (ミラーリング) 対 RAID-5/6 (コーディングの消去)
- vSANのRAID-1（ミラーリング）では、2n+1ホストまたはフォルト・ドメイン・アルゴリズムが使用されます（nはFTTの数です）。
- vSANのRAID-5/6（コーディングの消去）には、それぞれ許容される1つまたは2つの障害に応じて、3+1（RAID-5）または4+2（RAID-6）のホストまたはフォルト・ドメインの要件が採用されています。
- RAID-5/6（コーディングの消去）では、許容される3つの障害はサポートされていません。この設定は、RAID-1（パフォーマンス）でのみ使用できます。
ホスト予約
vSANでのホスト予約は通常、ESXiホストをvSANクラスタに予約します。つまり、これらのホストはVSANクラスタに参加しており、障害またはメンテナンス操作が発生した場合にクラスタの可用性要件に応じて、専用フェイルオーバー・リソースとして機能します。このオプションの設定により、可用性と回復性が向上します。
n+1では、ホストの障害またはメンテナンス操作に関して、vSANクラスタの可用性要件を満たすために追加のホストが保証されます。
n+2では、任意の時点でn+1予約を維持するために、vSANクラスタの可用性要件を満たすために2つの追加ホストが保証されます。ホストに障害が発生したり、保守が必要な場合、パフォーマンスや可用性の低下は発生しません。
重複除外と圧縮
複製解除と圧縮は、VDIフル・クローンなどの非常に複製解除可能なワークロードに最適です。On-diskフォーマット・バージョン3.0以降では、余分なオーバーヘッドが追加され、通常はデバイスあたり1 – 2%の容量しか追加されません。ソフトウェア・チェックサムを有効にした複製解除と圧縮には、デバイスあたり約6.2%の容量の追加オーバーヘッドが必要です。
削減率は、ワークロード・タイプごとにvSANクラスタに重複排除および圧縮によって領域が節約される方法を示すVMware測定に基づいています。これらの比率は、参照値としてオンプレミス環境で測定される希望のワークロード削減率に常に調整してください。
削減率インジケータ:
- General purpose VMs: 1.5
- Databases: 2.0
- File services: 1.5
- VDI full clone: 8
- VDI instant clone: 2
- VDI linked clone: 2.5
- Tanzu: 1.5
操作の予約とホスト再構築の予約
操作の予約は、ポリシーの変更、リバランス、データ移動など、内部操作の実行に必要な形式のvSANを定義します。
vSANには、事前に容量を予約するオプションがあり、1つのホスト障害後に内部操作を実行し、データをコンプライアンスに修復するために十分な空き領域を確保できます。事前に予約容量を有効にすることで、vSANはワークロードを作成するためにスペースを使用することを防ぎ、クラスタで使用可能な容量を節約することを意図しています。デフォルトでは、予約済み容量は無効になっています。
vSANクラスタに十分な空き領域がある場合は、操作の予約およびホスト再構築の予約を有効にできます。操作の予約は、VSAN内部操作のためにクラスタ内の予約領域です。ホスト再構築予約は、単一ホスト障害時に修復できるvSANの予約領域です。
ホスト再構築の予約を有効にすると、1つのホストがクラスタ内の容量に相当します。ホスト再構築の予約はn+1の原則に基づいて動作します。たとえば、同一のハードウェア構成の4ノードクラスタでは、十分な再構築容量を確保するために、ホスト再構築の予約容量が25%必要です。vSANクラスタのサイズが大きくなると、ホストの再構築予約が減少します。たとえば、同一のハードウェア構成の8ノードのクラスタでは、ホスト再構築の予約には12.5%が必要です。
VMサイジング (vCPUとvMEM)
vSANクラスタが水平にスケールすると、vSAN容量はvCPUおよびvMEMリソースで線形にスケーリングされます。これにより、提供されたvSANストレージと比較して、未使用の潜在的なvCPUおよびvMEMリソースが発生します。
VMware vSphere高可用性リソース (vCPUとvMEM)
VMware vSphere高可用性は、ホストがメンテナンス・モードになる必要がある場合やハードウェア・エラーのために失敗した場合に、vCPUおよびvMEMリソースのクラスタ容量を予約する機能を提供する、すべてのvSphereデプロイメントの不可欠な部分です。これにより、クラスタ内のすべてのVMに十分なvCPUおよびvMEMリソースが提供されることが保証されます。通常、この高可用性予約は、クラスタ内のホスト数に基づいてパーセントで計算されます。同一のハードウェア構成の3ノードのクラスタでは、十分な高可用性容量を確保するために、33%の予約容量が必要です。同一のハードウェア構成の8ノードクラスタでは、十分な再構築容量を確保するために、高可用性予約では12.5%の予約容量が必要です。この例では、n+1シナリオの高可用性予約を示します。n+2の場合、予約のサイズは倍になります。
Oracle Cloud VMwareソリューションvSANのスケーリング
多くのオンプレミスvSANクラスタとは異なり、Oracle Cloud VMwareソリューションはスケールアウトのみのソリューションです。つまり、ディスク・グループを拡張するディスクを追加したり、より多くのディスク・グループを作成したりしてESXiホストをスケール・アップすることはできません。Oracle Cloud VMwareソリューションは、クラスタにホスト（水平スケーリングとも呼ばれる）を追加することで、vSANストレージ・レベルでのみスケーリングできます。クラスタは、1つのSDDCで3台のホストから最大64台のホストに拡張できます。
Oracleでは、1つのリージョン内の可用性ドメインにまたがってデプロイされたVMware SDDCは、最大16個のESXiホストを超えることはできません。
選択したVMシェイプ（IntelまたはAMD）に応じて、クラスタのスケーリングは、必要なvCPU、vMEM、ストレージ要件（FTMおよびFTT）、および潜在的なストレージ保存技術によって、ワークロード・タイプに応じて重複除外および圧縮が行われます。
次の表は、8ノードのOracle Cloud VMware Solution vSANクラスタのCPUとvCPUの比率が1: 2のRAW容量を示しています。ただし、重複除外や圧縮などのストレージ保存技術、操作やホストの再構築の予約は適用されません。実際の使用可能なvSAN容量は、VMオブジェクトごとにFTMおよびFTT設定によって決まります。
| ノード | プロセッサ・タイプ | ソケット | ソケット当たりのコア | 物理コア | 論理コア | メモリー | ストレージ | vCPU合計 | vMEM合計 | vSAN合計 |
| 8 | Intel | 2 | 26 | 52 | 104 | 768 GB | 40.74 TB | 832 | 6,144 GB | 325 TB |
| 8 | AMD | 2 | 16 | 32 | 64 | 2,048 GB | 43.3 TB | 512 | 16,384 GB | 346 TB |
| 8 | AMD | 2 | 32 | 64 | 128 | 2,048 GB | 43.4 TB | 1024 | 16,384 GB | 346 TB |
| 8 | AMD | 2 | 64 | 128 | 256 | 2,048 GB | 43.3 TB | 2048 | 16,384 GB | 346 TB |
VMware vSAN sizer
VMware vSANクラスタのサイジングとスケーリングを検証するための有用で強力なツールは、VMware vSAN Sizerです。VM CPU、メモリー要件、n+1またはn+2構成、重複除外と圧縮、CPUからvCPUへの比率、運用予約、ホストの再構築の予約を考慮した、異なるFTMおよびFTTレベルの混合ワークロード・クラスタのサイズを計算する機能が提供されます。
まとめ
このブログでは、Oracle Cloud VMwareソリューション上のVMware vSANの一般的なサイジングとスケーリングの原則を、IntelまたはAMDベースの異なるタイプのクラスタについてまとめ、ワークロードをOracle Cloud VMwareソリューションに移行したい、ローカルのVMware SDDCをOracle Cloud VMwareソリューションSDDCに拡張したい、ディザスタ・リカバリにOracle Cloud VMwareソリューションを使用したい、あるいは単にレガシー・ワークロード、VMware Tanzu、VDIなどをOracle Cloud VMwareソリューション上でホストするためにグリーンフィールドOracle Cloud VMwareソリューションの導入から始めてみたい、そんなお客様のためにサイジングとスケーリング・オプションを紹介します。
このトピックについて詳しく知りたい場合は、次のリンクからOracle Cloud Infrastructure上のVMwareについて詳しく知ることができます。