Cisco Virtual Wide Area Application Services(vWAAS)

Cisco Virtual Wide Area Application Services: 技術概要

ソリューション概要





Cisco Virtual Wide Area Application Services:技術概要



概要


企業は、エンド ユーザにプライベート クラウドおよび仮想プライベート クラウド ベースのアプリケーション配布を WAN 経由で提供することで、コスト削減しつつ、ビジネスの敏捷性を向上させようとしています。自社のビジネス アプリケーションをクラウドに移行したいと希望する一方で、エンド ユーザにクラウド ベースのアプリケーション配布を行うときのパフォーマンスへの悪影響を減らしたいと考えています。

IT 管理者は、アプリケーション配布コストの削減に対処しながら、アプリケーション可用性を確実にしようとしています。その結果、IT 管理者による仮想化およびクラウド コンピューティングの採用が急増していますが、アプリケーションをクラウドに移行する際にいくつかの課題に直面しています。業界の調査によると、主な課題の 1 つとしてアプリケーションのパフォーマンスがよく指摘されています。クラウドとエンド ユーザの間にある WAN やインターネット リンクの存在は、ビジネス アプリケーションのパフォーマンスに影響します。アプリケーション パフォーマンスの課題への解決策の 1 つは、WAN の最適化をクラウド インフラストラクチャの一部にすることです。

このドキュメントでは、Cisco® Virtual Wide Area Application Services(vWAAS)ソリューションがアプリケーション配布の課題をどのように解決しているかと、プライベート クラウドと仮想プライベート クラウドをベースとしたネットワークでの低いアプリケーション パフォーマンスを緩和する方法を説明します。さらに、Cisco vWAAS を使用すると、クラウド サービス プロバイダーは、一連のクラウド サービスにおいて、付加価値サービスとして、WAN 経由で最適化されたアプリケーション パフォーマンスを提供できます。また、社内および社外のユーザがビジネス アプリケーションをクラウドへ移行することを容易にします。

クラウドの採用における課題


クラウドベースのモデルでは、テクノロジーの消費モデルの変更を約束し、企業はビジネス敏捷性を向上させ、オンデマンドのプロビジョニングとインフラストラクチャおよびサービスのティアダウンによってコストを削減できると同時に、ユーティリティ ベースのモデルによって強化されます。最初に採用されたのはパブリック クラウドであり、現在では、プライベート クラウドと仮想プライベート クラウドが構築されつつあります。通常、プライベート クラウドは、企業の構内で展開されます。仮想プライベート クラウドは、クラウド サービス プロバイダーによって構築され、使用ベースのモデルから企業のリソースを拡大する方法を提供します。

企業全体でのプライベート クラウド製品の採用は、慎重に行われてきました。最近の IDC 業界調査では、クラウド採用に関するトップ 3 の阻害因子の 1 つとして、セキュリティと可用性に加えて、アプリケーション パフォーマンスが挙げられています。

クラウドにおける WAN 最適化サービスの主な要件


クラウド環境でサービスとしての WAN 最適化を提供するには、次のいくつかの要件を満たす必要があります。

  • オンデマンド展開モデル:WAN 最適化サービスを特定のアプリケーション サーバの仮想マシンと関連付けて、基本コンピューティング サービスと比較して差別化された最適化アプリケーション サービスを提供する敏捷性と能力をクラウド プロバイダーに与えます。
  • 拡張性を高められる最低限のネットワーク設定:新しいサーバ仮想マシンは、増加するアプリケーション ロードに対応するようにインスタンス化されるので、これらの新しい仮想マシン インスタンスを最適化するために必要なネットワーク設定は、最小限にする必要があり、作業がまったく必要ないことが理想的です。
  • 仮想マシンのモビリティ対応:クラウド リソース プールには動的な性質があるので、一連のアプリケーション サーバに提供される WAN 最適化サービスは、アプリケーション サーバ仮想マシンの物理的な場所に関係なく、継続的に利用可能である必要があります。
  • マルチテナント展開のサポート:マルチテナント展開モデルは、クラウド サービス プロバイダーによるハードウェアの必要数の低減やハードウェア固定費の削減を可能にするため、サポートされている必要があります。
  • 弾力的なスケールアウト展開:WAN 最適化サービスは、要求が増大または減少するにつれ、さまざまなテナントに対して同時にさまざまな方法で拡大・縮小する必要があります。このプロセスでは、弾力的なスケールアウト型展開アーキテクチャが必要になります。

これらの要件を満たすソリューションは、仮想化する必要があります。ラックにマウントし、スタック接続して、配線が必要なハードウェア アプライアンスとは異なり、仮想アプライアンスはオンデマンドで展開できます。仮想化によって、それぞれのテナントに専用のデバイスが必要ないため、複数の組織にサービスを提供する環境においてハードウェア コストが削減されます。ユーザからの要求の増大に合わせて、IT 管理者は、仮想アプライアンスをさらに高性能のプラットフォームに移すことや、既存のプラットフォームにさらにリソースを割り当てて仮想コンピューティング環境の拡張性のある性質を利用することによって、仮想アプライアンスのパフォーマンスを簡単に拡大できます。ただし、仮想フォームファクタだけではすべての要求を満たすのに十分ではありません。

Cisco Virtual WAAS:初めてのクラウド対応 WAN 最適化ソリューション


Cisco Virtual WAAS(vWAAS)は、業界初のクラウド対応 WAN 最適化ソリューションです。Cisco vWAAS は、プライベート クラウド インフラストラクチャおよび仮想プライベート クラウド インフラストラクチャから配布されるビジネス アプリケーションを促進する仮想アプライアンスであり、最適のユーザ エクスペリエンスを提供します。Cisco vWAAS は、VMware ESXi ハイパーバイザおよび Cisco Unified Computing System™(UCS)x86 サーバ上で稼動して、敏捷性と弾力性のある、マルチテナント展開を提供します(図 1)。

Cisco vWAAS は、アプリケーション固有であり、仮想化に対応した、オンデマンド方式で展開される唯一の WAN 最適化ソリューションです。Cisco vWAAS サービスは、Cisco Nexus® 1000V スイッチのポリシーベースの設定を使用して、アプリケーション サーバ仮想マシンの生成・移動時においても常に関連付けられます。このアプローチによって、クラウド プロバイダーは、ネットワーク設定や中断をほとんど伴わずに、WAN 最適化サービスを迅速に提供できます。

Cisco vWAAS は、プライベート クラウドおよび仮想プライベート クラウド ベースのアプリケーション配布サービスを社内および社外のユーザに WAN 経由で提供することを計画している企業およびサービス プロバイダーの両方を対象に設計されています。Cisco vWAAS は、物理データセンター内と、サービス プロバイダーから提供されるプライベート クラウドと仮想プライベート クラウドで展開できます。

Cisco vWAAS によって、ビジネス アプリケーションのクラウドへの移行が可能になり、クラウド ベースのアプリケーションのエンド ユーザへの配布におけるパフォーマンスが改善します。これによって、サービス プロバイダーは、一連のクラウド サービスにおいて、付加価値サービスとして、WAN 経由の卓越したアプリケーション体験を提供できます。

図 1  Cisco vWAAS 展開アーキテクチャ

図 1 Cisco vWAAS 展開アーキテクチャ
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Cisco WAAS Central Manager は、共通 Cisco WAAS 管理ツールであり、物理 Cisco WAAS アプライアンス、Cisco vWAAS インスタンス、Cisco Services-Ready Engine(SRE)モジュールに統合された Cisco Integrated Services Router(ISR; サービス統合型ルータ)、および Cisco WAAS Express をネットワークで管理するために使用でき、システム全体で同じレベルのハイ アベイラビリティとスケーラビリティを提供します。さらに、Cisco vWAAS Central Manager(vCM)は、仮想アプライアンス フォーム ファクタに展開でき、物理および仮想の Cisco WAAS インスタンスに対する集中管理を提供します。

Cisco vWAAS は、VMware vSphere 4.0 インフラストラクチャをベースにした仮想マシンとして展開され、Cisco vWAAS 仮想マシンのオーケストレーションとプロビジョニング向けの VMware vCenter 管理との統合を提供します。

Cisco vWAAS は、Cisco WAAS と同じレベルの包括的 WAN 最適化とアプリケーション アクセラレーションを提供します。Cisco WAAS ソリューションの詳細については、『Cisco WAAS ソリューションの技術概要』 [英語] を参照してください。

Cisco vWAAS へのトラフィックは、さまざまなインターセプション オプションを使用して最適化用にリダイレクトできます。Cisco vWAAS では、クラウド対応の WAN 最適化向けにサーバ仮想マシンと同じ場所に展開する場合に有効な Cisco Nexus 1000V vPATH インターセプション テクノロジーをサポートしています。さらに、Cisco vWAAS は、Web Cache Control Protocol(WCCP)や Policy-Based Routing(PBR; ポリシーベース ルーティング)などの従来からある out-of-path のインターセプション テクノロジーもサポートします。両方のインターセプション オプションは、データセンターとプライベート クラウドや仮想プライベート クラウドで利用可能です。使用されているインターセプション手法にかかわらず、複数の Cisco vWAAS 仮想マシンは、ブランチ オフィスでもデータセンターやプライベート クラウドのどちらにおいても、同一の VMware ESX/ESXi ホスト内の他のサーバ仮想マシンと共存できます。

Cisco vWAAS 展開オプション


Cisco vWAAS は次の 2 つの展開オプションをサポートします。

1. 従来の out-of-path インターセプションによる WAN エッジ展開:この展開は、ブランチ オフィスやデータセンター、およびプライベート クラウドに適用できます。WAN エッジは、最適化される WAN 側のトラフィックのインターセプションを行う場所として一般的です。WCCP などのテクノロジーを使用した out-of-path インターセプションは、このレイヤでのトラフィックをインターセプトするために推奨される方法です。Cisco vWAAS は、WCCP Version 2(WCCPv2)を全面的にサポートし、単一グループ内で最大 32 個のデバイスを、ロード バランシング、フェールオーバー、サービス中断を伴わない Cisco vWAAS 仮想マシンの追加と削除といった機能とともに展開できます(図 2)。

図 2 Cisco vWAAS トラフィック インターセプション

図 2 Cisco vWAAS トラフィック インターセプション
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この展開モデルでは、図 2 に示すように、Cisco vWAAS 仮想マシンに対応する VMware ESXi ホストが、WAN エッジのそばで WCCP がイネーブルになったスイッチまたはルータに接続されます。複数の Cisco vWAAS 仮想マシンは、単一の WCCP クラスタ内に共存でき、WCCP ルータによってインターセプトされたすべてのトラフィックを最適化します。これらの仮想マシンを、単一または複数の物理サーバに分散させることができます。物理アプライアンスと仮想アプライアンスは、同一の WCCP クラスタに混在させることができます。すべての標準 WCCP 設定とベスト プラクティスは Cisco vWAAS に適用可能です。

2. サーバレイヤでの革新的な vPATH インターセプション(新規):この展開は、プライベート クラウドと仮想プライベート クラウドで適用可能であり、前述のように、WAN 最適化をクラウド対応のサービスにするためのいくつかの要件を満たすように支援します。この展開モデルにおいて、Cisco vWAAS 仮想マシンは、同一の VMware ESXi ホスト内でサーバ仮想マシンの隣に配置できます。Cisco Nexus 1000V アーキテクチャによって提供される仮想ネットワーク サービスのポリシーベースのオーケストレーションを使用して、Cisco vWAAS は、アプリケーションごとまたはサーバ グループごとの単位で展開できます。Cisco Nexus 1000V の vPATH インターセプションは、これらのサーバとの間のすべてのトラフィックをインターセプトして、それを最適化のために Cisco vWAAS 仮想マシンに転送するメカニズムを提供します。

Cisco vWAAS が Cisco Nexus 1000V 仮想ネットワーク サービスをサポート


プライベート クラウドと仮想プライベート クラウドのネットワーク サービスは、サーバ仮想マシンと共存し、かつ関連付けられることで、敏捷性、弾力性、マルチテナント性が実現できます。Cisco Unified Network Services フレームワークでは、(Cisco vWAAS のような)仮想ネットワーク サービスをアプリケーション サービスと共存させることができます。このアーキテクチャでは、アプリケーション サーバ ノードがある場所から別の場所に動的に移動したとしても、最小限のサービス中断とハイ アベイラビリティによって仮想化されたネットワーク サービスを提供します。

このアプローチは、次世代データセンター アーキテクチャを計画しているお客様に対して、投資の保護に加えて、内部および外部のユーザに対する迅速なサービス構築を可能にする IT 配布モデルの実現を目的としたプライベート クラウドと仮想プライベート クラウドを提供できるようにします。クラウドに移行する際、ネットワーク インフラストラクチャへの WAN 最適化の継続的な統合に向けて明確なビジョンを提供しているのは、シスコだけです。

Cisco Nexus vPATH インターセプション


Cisco Nexus 1000V は、すべてのアプリケーション サーバ仮想マシンに仮想化対応のネットワーク サービスを提供します。この機能の中心にあるのはポート プロファイルです。これは、物理または仮想インターフェイスのいずれかに動的に適用できる、インターフェイス コンフィギュレーション コマンドの集合体です。特定のポート プロファイルに対するすべての変更は、それに関連付けられているすべてのポートに即座に伝達されます。ポート プロファイルは、VMware vCenter 管理コンソールで VMware ポート グループと同様に表示可能です。Cisco Nexus 1000V の詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/nexus1000/ を参照してください。

Cisco Nexus 1000V は、最適化が必要なサーバのポート プロファイルに Cisco vWAAS を接続するためのメカニズムを提供します。これらのサーバとの間のすべてのトラフィックは、vPATH によってインターセプトされ、最適化のために Cisco vWAAS 仮想マシンに転送されます。vPATH インターセプションは、Cisco Nexus 1000V port-profile 属性(vn-service)を使用してトラフィックを Cisco vWAAS にリダイレクトします。管理者は、Cisco vWAAS によって最適化されるサーバのポート プロファイルを指定する必要があります。ポート プロファイルが指定された後、Cisco vWAAS は、1 つまたは複数のポート プロファイルを接続してトラフィックを最適化する必要があります。Cisco WAAS 自動検出によって、特定の TCP 接続がエンドポイント デバイス(Cisco Wide Area Application Engine(WAE)または Cisco vWAAS)によってだけ確実に最適化されるようにします。

Cisco vPATH インターセプションは、Cisco Nexus 1000V ポート プロファイルに基づいて、次の利点を提供します。

  • ネットワーク属性は、仮想マシンにとともに移動する:この機能によって、仮想マシンの WAN 最適化トラフィックへのモビリティ対応が提供されます。サーバ仮想マシンがある VMware ESXi ホストから別のホストに移動されるとしても、これらのサーバとの間のトラフィックは、同一の Cisco vWAAS によって引き続き最適化されます。
  • ポート プロファイルによる新規サーバ仮想マシンに対するネットワーク属性の継承:Cisco vWAAS は、これらのサーバ仮想マシン向けにトラフィックの最適化を即座に開始します。このアプローチは、最低限のネットワーク設定と弾力性のあるスケーラビリティを備えたオンデマンド展開モデルを提供します。
  • 独立したポート プロファイルがマルチテナント環境で各テナント用に設定できる:これらのポート プロファイルは、独立した Cisco vWAAS インスタンスに接続して、全面的なマルチテナント機能を提供できます。

図 3 では、緑色で示されているポート プロファイルの仮想マシンが最適化対象のサーバです。これらのサーバ仮想マシンとの間のすべてのトラフィックは、Cisco Nexus 1000V vPATH モジュールによってインターセプトされ、最適化のために Cisco vWAAS にリダイレクトされます。赤色のポート プロファイルのあるサーバ仮想マシンは、最適化されていない仮想マシンです。vPATH は、これらの仮想マシンとの間のトラフィックはインターセプトしません。

図 3 Cisco vPATH インターセプション

図 3 Cisco vPATH インターセプション


さまざまな物理ホスト内の仮想マシンとその複数のサーバ ポート プロファイルは、1 つの Cisco vWAAS インスタンスにリダイレクトできます。図 3 では、Web-Server 3 が、ポート プロファイルの設定に基づいて Cisco vWAAS 1 または 2 によって最適化できます。vPATH は、VMware vMotion 処理または仮想マシン モビリティの場合に、中断のない運用を確実にします。Web-Server 2 は、VMware ESX Server 1 から Server 2 に移動した場合、設定の変更を必要とすることなく、VMware ESX Server 1 上の Cisco vWAAS 1 によって最適化を続行されます。

Cisco vWAAS SAN ベースのディスク ストレージ(新規)


Cisco WAAS アプライアンスと Cisco ISR ネットワーク モジュールには、Cisco WAAS Data Redundancy Elimination(DRE)バイト キャッシュと Common Internet File System(CIFS)キャッシュを格納するためのハードディスク ストレージがあります。Cisco vWAAS は、ディスク ストレージ用の次のオプションをサポートしています。

  • 物理アプライアンスと同様の Direct-Attached Storage(DAS; 直接接続ストレージ)
  • ファイバ チャネルによる SAN(Small Computer System Interface(SCSI)および SCSI over IP(iSCSI))

SAN ストレージが利用可能な場合、Cisco vWAAS は、VMware ESX と ESXi が提供する共有ストレージ インフラストラクチャを使用できます。この場合、VMware High Availability、vMotion、Storage vMotion などの高度な機能をイネーブルにすることが必要になります。詳細については、『VMware SAN コンフィギュレーション ガイド』 [英語] を参照してください。

SAN ベースのストレージ(SCSI と iSCSI の両方)を Cisco vWAAS とともに使用することを推奨します。ただし、WAN 最適化のパフォーマンスに関しては SAN ベースのストレージと DAS でそれほど違いはありません。

主な機能と利点


Cisco vWAAS は、Cisco Nexus 1000V アーキテクチャに基づいたポリシーベースの運用を使用した、業界初のクラウド対応 WAN 最適化ソリューションであり、クラウドの主な要件を提供します。

  • オンデマンド オーケストレーション:Cisco vWAAS は、ポリシーベースの運用を通してクラウドにおけるオンデマンド オーケストレーションを実現した業界初の WAN 最適化ソリューションです。Cisco vWAAS は、Cisco Nexus 1000V のポリシーベースの設定を使用して、アプリケーション サーバ仮想マシンの生成時や移動時においても動的に関連付けられます。
  • ハイ アベイラビリティ:1 台の Cisco vWAAS 仮想マシンに障害が発生しても、別の Cisco vWAAS 仮想マシンが、VMware High Availability(HA)を使用して、同じホストまたは別のホスト上でアクティブになります。また、Cisco vWAAS は、リソースの最適化と管理のために VMware Distributed Resources Scheduler(DRS)もサポートします。
  • 耐障害性の高い持続的なパフォーマンス:Cisco vWAAS SAN ベースのストレージは、障害の発生時にキャッシュ保護と持続的な高パフォーマンスを確保できます。Cisco vWAAS 仮想マシンに障害が発生した場合、新しい仮想マシンは、VMware HA を使用してアクティブになります。新しい仮想マシンは、障害の発生した仮想マシンが使用していたのと同じキャッシュ ストレージを使用し、中断なく WAN 最適化の圧縮のメリットを提供します。

まとめ


ブランチ オフィスへのクラウドベースのアプリケーション配布は、不十分なパフォーマンスが懸念されたため、使用が控えられていました。WAN 最適化は、この問題に対処する戦略的なテクノロジーです。クラウド サービス プロバイダーは、クラウド対応の WAN 最適化サービスを取り入れることでサービスを差別化し、将来的なサービスとしてのコンピューティング、ネットワーク、ストレージのコモディティ化を回避できます。

クラウド対応の WAN 最適化ソリューションの要件には、アプリケーション サーバ仮想マシンの作成や移動に関するオンデマンド オーケストレーションとネットワーク設定の簡素化や、柔軟なスケールアウト、マルチテナント サポートといったものがあります。WAN 最適化の仮想アプライアンスだけでは十分ではありません。

Cisco vWAAS は、Cisco Nexus 1000V シリーズ アーキテクチャに基づいたポリシーベースの運用を使用した、業界初のクラウド対応 WAN 最適化ソリューションであり、これらの要件を満たしています。Cisco vWAAS は、既存の Cisco WAAS アプライアンスおよびルータに統合されたモジュールと完全に相互運用可能であり、仮想アプライアンスとしても利用可能な共通のセントラルマネージャによってすべて管理できます。Cisco vWAAS は、DRE キャッシュに対する SAN ストレージなどの高度な機能を提供し、コンピューティングとストレージ リソースを分離することによって障害から迅速に回復できます。Cisco vWAAS を使用すると、プライベート クラウドと仮想プライベート クラウド アーキテクトは、一連のクラウド サービスにおいて、付加価値サービスとして、WAN 経由で卓越したアプリケーション体験を提供できます。

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