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Cisco Unified Computing System: Microsoft SQL Server ワークロードの課題に対応

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Cisco Unified Computing System: Microsoft SQL Server ワークロードの課題に対応



概要


この文書は、Microsoft SQL Server ワークロードに対して、最適なハードウェア容量およびプラットフォームの利点を提供したいと考えている企業のシステム管理者およびデータベース管理者(DBA)を対象としています。この文書では、社内で最新の Microsoft SQL Server ワークロードをサイジング、計画、導入、管理、およびスケーリングする際に、システム管理者および DBA が把握しておかなければならない各種要件について説明します。さらに、このような要件や SQL Server 2012 およびそれ以前のワークロードの概要に加え、Intel® Xeon® プロセッサを搭載したサーバで構成されている Cisco Unified Computing System™ (Cisco UCS™)ソリューションが提供する独自の利点と優位性について説明します。

対象システム:この文書で説明する SQL Server のベスト プラクティスおよび Intel® Xeon® プロセッサを搭載した UCSプラットフォームの利点は、SQL Server 2012、2008 R2、および 2008 を対象としています。

企業における Microsoft SQL Server ワークロードの効果的な最適化


Microsoft SQL Server 2012、2008 R2、および 2008 のワークロードを効果的に最適化するには、要求の高い条件下でも快適なパフォーマンスを提供できる堅牢なハードウェアを用意するだけでは不十分です。競争力を維持し、最良の価値を提供するためには、Microsoft SQL Server ワークロードの管理に際して、IT 技術者は、以下の事項をバランス良く考慮する必要があります。

  • 要求および複雑性の増大:情報の保存と処理に依存する企業の現状下では、パフォーマンスの向上、応答時間の短縮、そしてワークロード容量の追加に対する要求は今後も増加の傾向にあるでしょう。特に、Microsoft SQL Server が CPU とメモリに大きく依存している点は言うまでもなく、適切な I/O 構成を確保することが重要である点においては、企業が抱える IT 関連の問題と同様に、Microsoft SQL Server は、非常に複雑で要求も厳しい課題の 1 つと言えるでしょう。
  • ビジネス上の洞察に対する要求の増大:ビジネス インテリジェンスに対応するソリューションの均等化が進むにつれて、競争力の維持を図りたい企業には、オンライン トランザクション処理(OLTP)およびウェアハウスのワークロードの数と規模の拡大を強いられています。Microsoft SQL Server は、OLTP とオンライン分析処理(OLAP)のワークロードを効果的に処理するものの、そのようなワークロードの構成、パフォーマンス、ストレージ、および処理に対する要件が大きく異なるため、IT 技術者は、さらに多くの要求や要件の管理を避けて通ることはできません。
  • セキュリティ:データおよびデータ保存の必要性が増加するにつれ、保存する機密情報の量も相応に増加します。機密情報が開示されることは、今日の企業にとって重大な問題となるだけではありません。法規制の遵守や監査の必要性など、セキュリティを考慮する上で情報の保存と処理の能力に対する要求が高まり、さらに複雑性も増していきます。
  • 拡張性:戦略的レベルにおける実現可能性を長期にわたって維持していくためには、IT 技術者は業界のベストプラクティスと規格を常に遵守し、必要に応じて相互運用性と拡張性を強化する必要があります。ベスト プラクティスや規格に準拠するということは、相応のトレーニングやスキルが必要になるということであり、管理のオーバーヘッドが増加します。
  • 可用性と継続性:ミッションクリティカルなシステムやデータへの最適なアクセスを保証するため、IT 技術者は、ローカルで発生する可能性のあるソフトウェアおよびハードウェア レベルの障害についての考慮(ハイ アベイラビリティ(HA)ソリューションによる冗長性)だけでなく、長期間にわたってデータセンター自体が使用不能になる可能性のある障害についても考慮(ディザスタ リカバリ(DR)ソリューション)しなければなりません。つまり、ビジネス継続性の維持に必要なデータの保存と同期を確保するために、HA と DR に対応するシステムおよびソリューションには、ネットワーク、ストレージ、トラフィック容量の増強が必要である、という事実を IT 技術者は知っておく必要があります。
  • 管理性:処理能力に対する要求の高まり、データストレージの必要性、および複雑性の増大に十分対応していくため、企業の IT 部門には高い即応性が求められます。言い換えれば、プロビジョニングの迅速化、スムーズな拡張性、技術的な問題を短時間でかつ効率的に解決できることが期待されており、IT 技術者が戦術的な問題にはまって身動きが取れないという事態を避けなければなりません。
  • コストの抑制:IT 部門は、成果を収めるためには、予算に関する課題全般の管理に加え、あらゆる取り組みや投資を行う際には、総所有コスト(TCO)と相対所有コスト(RCO)を評価する必要があることを常に意識していなければなりません。

システム エンジニアや DBA は、競合するさまざまな問題を効果的に管理し、現在の IT 環境における戦術上の重荷や障害とならないよう、企業の成功を促進するための戦略上のメリットを提供していく必要があります。

Microsoft SQL Server ワークロード最適化の課題


ワークロードの最適化を本当の意味で成功させるためには、システム管理者と DBA は、Microsoft SQL Server ワークロードに固有の特徴を理解し、ワークロードの最適化を困難にしている今日の IT 環境のトレンドとワークロードの要件とを比較する必要があります。

OLTP ワークロードの最適化

今日の OLTP システムは、エンタープライズ リソース プランニング(ERP)、基幹業務(LoB)、サプライ チェーン管理(SCM)など、さまざまなアプリケーションやソリューションのためのバックエンドとしての役割を果たしています。また OLTP データベースは、一部の意思決定支援システム(DSS)ソリューションのための基盤としても使用できます。このことは、OLTPデータベースが一般に企業内の最新ビジネスのバックボーンとして機能することを意味しています。

実行時の特性という観点からは、個々の Microsoft SQL Server OLTP データベースには大きな違いがあるものの、ほとんどすべての Microsoft SQL Server OLTP ワークロードは、アプリケーション、ユーザ、および顧客からの要求が増大した場合でも、常に高い応答性を維持し、必要に応じてすばやく拡張する必要があります。

ハードウェアの要求が高い Microsoft SQL Server OLTP

この点に関して、企業内の Microsoft SQL Server OLTP ワークロードは、アグリゲート時に非常に要求が高くなることが一般的です。ビジネスとエンドユーザの要求に応えるためには、テラバイト単位のストレージ、大量の RAM、そして驚異的な処理能力が必要です。

DBA とシステム管理者は連携して OLTP ワークロードを適切に管理する責務がありますが、現実には、リソースの割り当てやサーバの構成における小さな問題によって、データベースに負荷がかかった時にパフォーマンス上の問題が発生することも少なくありません。異なる状況や環境において Microsoft SQL Server ワークロードの動作の仕方が複雑に変化するため、構成上の問題やハードウェアのボトルネックが、他の(場合によっては複数の)箇所のボトルネックであるように見えることがよくあります。たとえば、DSS ソリューションでは、大規模なテーブルでクエリーが頻繁に実行される列では、インデックスが適切に定義されていないと、CPU とメモリに大きな負荷がかかります。また、定期的に発生するその他のクエリーを実行するために十分な RAM を使用できないと、その負荷が I/O サブシステムにかかります。そして、この負荷によって CPU に対する要求はさらに高まります。ディスクから大量のデータを繰り返し取得するために、サーバが繰り返しカーネル モードに入ってしまうからです。結果として、サーバは処理速度が低下し、全体的な動作が鈍くなります。経験豊富な DBA でなければ、このような問題の根本的原因をすばやく特定することは困難です。ほとんどの DBA は、このような事例において、ハードウェア(ディスク、CPU、RAM)のボトルネックが発生していることに気が付くだけです。

この種のトラブルシューティングが複雑であるにもかかわらず、多くの企業では、パフォーマンス上の問題に対して(可能な場合には)単にハードウェアを追加して対処する方法が、一般化しています。この方法は、多くの場合、最適な解決策ではありませんが、その場しのぎの実用的な手段として使われ、DBA が問題の根本的原因を追跡し、適切かつ長期的な解決策を探す間、ミッションクリティカルなシステム、ユーザ、顧客に不要なダウンタイムを回避できます。

複雑な Microsoft SQL Server OLTP の構成

Microsoft SQL Server OLTP ワークロードは複雑で、適切に管理することが困難な場合があります。たとえば、OLTP ワークロード用に新しいサーバをプロビジョニングする場合、DBA、システム エンジニア、および SAN 管理者が大規模な計画、調整、テストを実施するのが一般的です。Microsoft SQL Server OLTP ワークロードに対してディスク リソースを適切に構成するため、最低限の要件に対応するには、ベスト プラクティスの観点から次の事項を考慮する必要があります。

  • OS と SQL のバイナリ データ:企業における Microsoft SQL Server のほぼすべての導入事例において、システムと Microsoft SQL Server エンジンのストレージ要件は、皮肉にも、重要度と要求が最も低い I/O 要件です(そのため、通常はクラスタリングを通して冗長化されます)。したがって、システムおよび OS と Microsoft SQL Server のバイナリ データには、デバイス上(直接接続)の RAID-1 ストレージで十分です。
  • Microsoft SQL Server の tempdb:Microsoft SQL Server は tempdb ファイルに大きく依存します。特に、スナップショット分離(整合性に悪影響を及ぼすことなくロックとブロックの懸念を解消することで、企業 OLTP 環境での 同時実行を支援します)では、使用率および同時実行の頻度が高いときに tempdb リソースに対する要求が増加します。同様に、データのアグリゲートや並べ替えが頻繁に行われる DSS などのソリューションでは、複数の同時要求に連続的に応答する必要があるため、tempdb が急変する可能性があります。このため、企業 OLTP ワーク ロード用の tempdb は通常、できる限り高速のストレージに配置する必要があります。ソリッド ステート ストレージは IOPS(1 秒あたりの I/O 処理数)がきわめて高いことから、tempdb をソリッド ステート ストレージ上にプロビジョニングする企業が増えています。
  • Microsoft SQL Server のログ ファイル:OLTP ワークロードは、最大限のスループットとパフォーマンスを実現するために、ログ ファイルの適切なプロビジョニングに大きく依存します。そのため、ログ ファイルを適切にプロビジョニングすることは極めて重要です。簡単に言うと、個々の OLTP データベースには、Microsoft SQL Server の先行書き込みロギング(データベースとデータの整合性の維持を支援します)の要件に適切に対応できる十分なスループットが必要です。このようなロギングは、ほとんどの OLTP システムで発生する大量の書き込みに対応するために必要とされます。ログの割り当てを適切に行わないと、個々のデータベースのログ ファイルを専用の論理ユニット番号(LUN)または RAID グループに展開しなければならなくなり、I/O サブシステムの停止として発生する Microsoft SQL Server でのログの書き込み待ちが起こりやすくなります。これは、ロギングとその他の読み取りまたは書き込みとの間でドライブヘッドが切り替えを行う際に時間がかかりすぎていることを意味します。結果的に、企業 OLTP 環境の Microsoft SQL Server ログ ファイルには、RAID-10(または SSD 対応)ストレージが必ずと言ってよいほど必要になります。
  • Microsoft SQL Server のデータ ファイル:基盤となる OLTP データに対する書き込みアクティビティの全体的な割合によっては、一部の DSS データベースや、その他の書き込み頻度がそれほど高くない Microsoft SQL Server データベースを RAID-5 ストレージ上に適切にプロビジョニングできます。これは、絶対的なパフォーマンスよりもサイジングが大きな問題になる場合に有効です。ただし、書き込みアクティビティが、データ ファイルに対する全体的なアクティビティの 15 〜 20 %、またはそれ以上に達する場合は、RAID-5 の書き込み特性の弱点を回避するため、RAID-10 が必要になります。しかし、その結果、規模の大きい OLTP ワークロードに対して十分な記憶域を割り当てることにより、コストが増加する場合があります。

以上の事項は、Microsoft SQL Server ワークロードについてストレージのプロビジョニングと割り当てを適切に行うために、ベスト プラクティスの観点から必要であると見られる基本事項にすぎません。サービス レベル契約(SLA)や予想成長率に対応して、必要な記憶装置の数を判断するキャパシティ プランニングや分析を正しく行わないと、結果として、パフォーマンス上の問題が生じ、往々にして最悪のタイミングで起きたりすることは、経験豊富な DBA であれば周知のことでしょう。

したがって、Microsoft SQL Server ワークロードのサイジング、構成、およびプロビジョニングを適切に行うかどうかが、小規模なワークロードとエンタープライズクラスのワークロードとを分離し、成功と失敗とを分ける、大きな分岐点になります。

適切に設計されていないアプリケーション

システム管理者と DBA がよく経験する別の問題として、偶然にも成功してしまうアプリケーションがあります。つまり、十分な計画や予測を行わないまま作成された後、IT 部門に手渡され、導入されるアプリケーションです。そのようなアプリケーションの多くは、利用率が上昇していきます。利用率が上がると今度は、ハードウェア要件やフィーチャー クリープ(予定外の機能が追加されること)の面で、アプリケーションに対する要求が高まります。フィーチャー クリープによって、適切なサポート アーキテクチャがないまま、コードの自然発生的な拡張が促されます。通常これが、アプリケーション パフォーマンスの低下と、サポートする Microsoft SQL Server バックエンド データベースに対する過度の要求を招きます。そのようなソリューションは、そう遠くない将来、ハードウェア リソースを急速に大量消費する可能性があります。

以上のような問題を適切に対処しなければ、設計が不十分なアプリケーションによって IT 部門は必要以上に苦しむことになります。と言うのも、ソリューションの機能を維持するために必要な監視作業、トラブルシューティング、および処理リソースの量が膨大になるのがその理由です。多くの場合、IT 担当者を悩ませるほどに巨大化し、不適切なアプリケーションは、使用を停止することもできなければ(使用頻度が高いため)、容易に作り直すこともできません(フィーチャー クリープの繰り返しによってビジネス ロジックと複雑さが泥沼化しており、新しいアーキテクチャやソリューションに取り込むことがほとんど不可能なため)。

設計が不適切であるにもかかわらず利用度の高いアプリケーションに関して DBA とシステム管理者が取ることができる最善の策は、そのアプリケーションへリソースの割り当てを続け、周辺のシステムとアプリケーションに対する悪影響の軽減に努めることしかありません。

OLAP ワークロードの増加に対する要求への対応

Microsoft SQL Server OLTP ワークロードの複雑さと要件への対応に加え、企業内のビジネス インテリジェンスに関する取り組みには利点があることから、増加を続けるウェアハウス ソリューションと OLAP ソリューションを管理する IT 部門へのニーズは今後も拡大するでしょう。このニーズによって今度は、より大型で強力なシステムに対する要求が高まり、ビジネス上の洞察をタイミング良く、かつ現実に沿って提供する機能を提供し、また実行可能であることが期待されます。

OLAP ワークロードと OLTP ワークロードは、どちらも Microsoft SQL Server によって効果的に処理できますが、その特徴と、必要となるハードウェアは大きく異なります。

ウェアハウス ワークロードと OLAP ワークロードの最適化

OLAP ワークロードを最適化するには、OLAP ワークロードと OLTP ワークロードとの間の、パフォーマンス上の特徴およびニーズの根本的な違いを理解する必要があります。どちらのタイプのワークロードも大量のストレージ、RAM、CPU を必要としますが、これらのハードウェア コンポーネントの使用やアクセスに関する具体的な方法はきわめて異なります。OLTP ソリューションは通常、正当なインデックスを使って、書き込みや読み取りの回数を減らすために最適化および設計されます。一方、OLAP ワークロードの一般的な特徴としては、ビジネス上の洞察を計算および提供する間に、大量の順次読み取りが発生し、統合する新しいデータを OLTP システムなどのビジネス システムからインポートする場合は同様に大量の書き込みが発生します。

別の言い方をすれば、OLAP ソリューションでのディスク、メモリ、CPU の特徴と要件は、OLTP ワークロードとは大きく異なります。本当の意味で OLAP ワークロードと OLTP ワークロードに共通する唯一の特徴は、どちらも Microsoft SQL Server 上で実行されることと、ハードウェア要件、構成、および最適化作業の点で要求が高いということです。

したがって、ビジネス上の洞察に対する要求がこれからも高まることを考えると、OLTP ワークロードと OLAP ワークロードのさまざまな要件とニーズを調整する必要性は解消されそうもありません。結果的に、DBA、システム管理者、および IT部門は、即応性を維持し、戦略的な利点を提供し続けるために、両タイプのワークロードのニーズを満たすための方法をうまく管理して対応する必要があります。

Microsoft SQL Server の管理性に関する課題


OLTP ワークロードか OLAP ワークロードの処理であるかということに関わらず、企業内の Microsoft SQL Server ホストは一般に、大がかりな管理作業を必要とする大規模で強力なホスティング資産です。したがって、そのようなホストを効率良く管理するには、統合や仮想化などの手法により、IT の即応性と管理性をさらに必要とする最新の IT プラクティスやパラダイムと Microsoft SQL Server ワークロードおよびホストなどの歩調が合っていることが必要となります。

Microsoft SQL Server と統合

サーバレベルの統合は、サーバ ルームの拡大や無駄をはぶき、電源、設置スペース、冷却、処理能力、管理に関して生じる要求とコストを削減するためには、実証された方法ではありますが、その一方で、サーバ統合の取り組みは、要求の高い Microsoft SQL Server の特徴と衝突する可能性があります。たとえば、サーバ統合への取り組みにおいては SAN への依存が増加します。SAN では、大幅なコスト削減、管理とプロビジョニングのニーズのシンプル化、およびパフォーマンスとスループットの向上を同時に実現できるからです。しかし、SAN 管理者が成功の指標として単純な統合率ばかりに注視しすぎると、ストレージのサイジング要件を、ストレージに必要な決定要因として使用できなくなります。その結果、Microsoft SQL Server ストレージは、SAN レベルで RAID グループに統合されることが多くなります。その場合、ファイル サーバ、重要度の低いアプリケーション要件と開発要件、および重要性の低いその他の資産と記憶装置が共有されるため、ディスクの競合が発生します。

同様に、メモリ バルーン ドライバは、仮想マシン内の OS メモリの冗長性を低減することにより、全体的な統合率を向上させることができる優れた方法です。しかし、大規模な Microsoft SQL Server ワークロードは RAM に依存するため、統合率を押し上げる目的で設計された過剰なポリシーや構成によってメモリが不足すると、処理が桁違いに遅くなります。同様の問題が、多くの Microsoft SQL Server ワークロードの処理能力に該当します。

以上のことから、複雑で要求の高い Microsoft SQL Server ワークロードの場合、Microsoft SQL Server は「他の要素との協調が難しい」と考えるべきです。このことは、Microsoft SQL Server ワークロードは、統合ができないとか、他のワークロードへの干渉を避けるための調整ができない、という意味ではもちろんありません。そうではなく、ハイエンドなワークロードで実行される操作が複雑であることから(また、処理されるデータ量が膨大であることから)、大部分の Microsoft SQL Server をファイル サーバ、セカンダリ アプリケーション サーバ、セカンダリ開発サーバと同じように扱うことはできない、という事実を再確認するべきだということです。Microsoft SQL Server ワークロードが正常に動作するためには、競合のない十分なリソースをワークロードに割り当てる必要があります。

Microsoft SQL Server とシステム仮想化

システムレベルの仮想化は、10 年ほど前から、技術的ソリューションの 1 つとして利用されてきました。しかし、登場した当初、DBA はこれを Microsoft SQL Server にとって最適な選択肢とは見なしていませんでした。仮想化の制約により、コスト増を伴うさまざまなパフォーマンス上の問題が発生する可能性があったためです。ここ数年間は(システムレベルの仮想化技術が成熟するにつれて)、ほとんどの Microsoft SQL Server ワークロードを効率良く仮想化できるようになりました。

ただし、正常に仮想化できない Microsoft SQL Server ワークロードがまだあることから(RAM 要件が 1 TB を超えるワークロード)、本来であれば仮想化と統合によって高い即応性の利点を享受できるはずの企業や IT 組織が、物理サーバ、仮想サーバ、およびワークロードで構成される混合環境の管理を余儀なくされています。

Microsoft SQL Server と IT の管理性

データセンターが高度に統合(または仮想化)されている環境内で、個々に分離された物理ワークロードを管理すると、IT 部門の俊敏性が低下する可能性があります。入念な計画や適切なツールがなければ、物理ワークロードや仮想ワークロードの管理に IT 管理者がさまざまな管理ツールを使い分けなければならず、管理上の拡張性は全体的に低下するでしょう。

そのため、ハイエンドの Microsoft SQL Server ワークロードが企業内にある場合は、システム管理のアプローチにおいて即応性と戦略性を発揮または維持したい IT 部門にとって、新たな問題となる可能性があります。そのため、Microsoft SQL Server ワークロードを適切に管理するには、単に大型の強力なハードウェアを的確に提供することではなく、それを超えた能力が必要とされますが、ワークロードによっては、このようなニーズに対応することは簡単なことではないでしょう。IT 部門が戦略的な利点を提供し、一方で Microsoft SQL ワークロードを管理するためには、特定の能力が必要となります。それは、増え続けるワークロード容量とハードウェアを常にプロビジョニングおよび提供するニーズと、IT 部門の全体的な即応性を高める目的でデータセンターを適切に統合、仮想化、および管理するニーズをバランス良く調整する能力です。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ:要求の高いワークロードに対応した設計


次世代のデータセンター プラットフォームを構成する、Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS ラック サーバは、コンピューティング、ネットワーキング、ストレージ、仮想化、および管理性の利点を 1 つのプラットフォームに統合することを目的に設計されており、IT 部門の俊敏性を向上させ、全体的な総所有コストを削減し、企業内の Microsoft SQL Server ワークロード用の優れたコンピューティング プラットフォームとして機能します。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS の起源と利点

2005 年、シスコの子会社として Nuova Systems が設立されました。この会社のビジョンは、1 つの統合されたネットワーク ファブリック上で SAN および LAN トラフィックを透過的に集約するインフラストラクチャをサポートする、新しいクラスのサーバを作り出すことでした。このビジョンの達成に向けて、Intel® Xeon® プロセッサおよびチップセットに基づく、まったく新しい次世代のサーバ プラットフォームが構築され、最も要求の厳しいワークロードを処理できる最先端のサーバが実現しました。2007 年、シスコは Nuova Systems を正式に買収し、Nuova のユニファイド ファブリックをシスコ独自のネットワーク テクノロジーに統合する、大規模な取り組みを開始しました。この取り組みによって、総合的な次世代サービスの構築が進められ、Cisco Unified Computing System として生まれ変わりました。現在、Cisco UCS サーバは Cisco UCS C シリーズ ラック サーバおよび Cisco UCS B シリーズ ブレード サーバの 2 つのフォーム ファクタで提供されています。どちらもきわめて高い処理能力とストレージ能力を備え、卓越したスケーラビリティを実現します。

ハードウェアの能力と機能だけで判断しても、Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ ラインは、要求の高い Microsoft SQL Server ワークロードのための魅力的なコンピューティング プラットフォームとして、すぐに DBA やシステム管理者の注目を集めました。しかし、Cisco UCS 統合アダプタ(または仮想インターフェイス カード [VIC])と、プロビジョニング、スケーラビリティ、管理性のための組み込みサポートによって実現する戦略的な利点を考えれば、Cisco UCSサーバは、要求の高い Microsoft SQL Server ワークロードを適切に処理するために必要な能力以上の効果を発揮することができます。Cisco UCS サーバは、業界トップクラスのプラットフォームとして、企業が高パフォーマンスを達成し、管理上のコストや問題を削減できるようサポートします。このような利点により、Cisco UCS サーバは要求の高い Microsoft SQL Server ワークロードに対応できる優れたプラットフォームと位置づけることができます。

次世代のサーバ ハードウェア

Cisco UCS C シリーズ ラック サーバ(表 1)は、優れたハードウェア能力および機能を提供します。たとえば、2 ラック ユニット(2RU)と 2 ソケットのフォーム ファクタから始まるシステムでは、最大 2 テラバイト(TB)の RAM をアドレス指定できます(このような大量の RAM をアドレス指定するために従来必要であった 4 または 8 ソケット サーバより小規模なシャーシに、メモリ要求の高い Microsoft SQL Server ワークロードを導入することが可能になります)。

Cisco UCS サーバ シャーシには、小型フォーム ファクタ(SFF)/大型フォーム ファクタ(LFF)内蔵ディスクのサポート、包括的なフロントパネル診断/計装、冗長電源、USB/ビデオ ポートに加え、統合型ネットワーキング接続/機能(ユニファイド ファブリック アダプタのサポートなど)が装備されています。

表 1 Cisco UCS C シリーズ ラック サーバ:機能の概要

  Cisco UCS C22M3 Cisco UCS C24 M3 Cisco UCS C220 M3 Cisco UCS C240 M3 Cisco UCS C260 M2 Cisco UCS C420 M3 Cisco UCS C460 M2
マルチコア プロセッサ Intel( Xeon( E5-2400 製品ファミリ - 最大 2 基 Intel® Xeon® E5-2400 製品ファミリ - 最大 2 基 Intel( Xeon( プロセッサ E5-2600 製品ファミリ - 最大 2 基 Intel( Xeon( プロセッサ E5-2600 製品ファミリ - 最大 2 基 Intel( Xeon( プロセッサ E7-2800 製品ファミリ - 最大 2 基 Intel( Xeon( プロセッサ E5-2600 製品ファミリ - 最大 4 基 Intel( Xeon( プロセッサ E7-4800 製品ファミリ - 最大 4 基
フォーム ファクタ 1 RU 2 RU 1 RU 2 RU 2 RU 2 RU 4 RU
最大メモリ容量 192 GB 192 GB 512 GB 768 GB 1 TB 1.5 TB 2 TB
内蔵ディスク ドライブの数 最大 8 台 最大 24 台(SFF)、12 台(LFF) 最大 8 台(SFF)、4 台(LFF) 最大 24 台(SFF)、12 台(LFF) 最大 16 台 最大 16 台 最大 12 台
内蔵ディスクの最大容量 最大 8 TB SFF:24 TB、LFF:36 TB SFF:8 TB、LFF:12 TB SFF:24 TB、LFF:36 TB SFF:16 TB SFF:16 TB SFF:12 TB
統合型ネットワーキング機能 統合型 GbE LOM(LAN-on-motherboard)ポート X 2、10 Gbps ユニファイド ファブリック(オプション) 1 GbE LOM ポート X 2、10 Gbps ユニファイド ファブリック(オプション) 1 GbE LOM ポート X 2、10 Gbps ユニファイド ファブリック(オプション) 1 GbE LOM ポート X 4、10 Gbps ユニファイド ファブリック(オプション) 1 GbE LOM ポート X 2、10 GbE ポート X 2 1 GbE LOM ポート X 4、10 Gbps ユニファイド ファブリック(オプション) 1 GbE LOM ポート X 2、10 GbE ポート X 2
PCIe を介した I/O PCIe Gen3 スロット X 2 基:x8 ハーフハイトかつハーフ長 X 1 基、x16 フルハイトかつハーフ長 X 1 基 PCIe Gen3 スロット X 5 基:x4 ハーフハイトかつハーフ長 X 1 基、x8 ハーフハイトかつハーフ長 X 3 基、x16 フルハイトかつ 3/4 長 X 1 基 PCIe Gen3 スロット X 2 基:x16 ハーフハイトかつハーフ長 X 1 基、x16 フルハイトかつハーフ長 X 1 基 PCIe Gen3 スロット X 5 基:x8 X 3 基 (フルハイトかつハーフ長 X 2 基、ハーフハイトかつハーフ長 X 1 基)、x16 X 2 基(フルハイトかつハーフ長 X 1 基、フルハイトかつ 3/4 長 X 1 基) PCIe Gen2 スロット X 6 基:x8 ロープロファイルかつハーフ長 X 3 基、x16 フルハイトかつハーフ長 X 2 基、x4 ロープロファイルかつハーフ長 X 1 基 PCIe Gen3 スロット X 4 基:x16 フルハイトかつハーフ長、水平 X 2 基(ライザー カード)、x8 ハーフハイトかつハーフ長 X 2 基(マザーボード) PCIe Gen2 スロット X 10 基:オプションの LSI MegaRAID コントローラを介して RAID サポートを構成するための 11 番目のスロットを使用できます。


1. C200 M2 4 ディスク構成シャーシの場合、RAID 構成は 0、1、5、6 のみで、RAID 10、50、60 は対象外です。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバは、さまざまな I/O のニーズを処理できる種類豊富な PCIe 拡張スロットにより、柔軟なスケーラビリティを実現します。たとえば、ネットワーキング機能の強化、オンボードの高パフォーマンス SSD 展開、さまざまな OEM およびベンダー(EMC、Emulex、QLogic、Broadcom など)製ストレージとやり取りができ、広範囲に及ぶ相互運用性と制御のニーズに対応します。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ

Cisco UCS C シリーズ サーバは、Intel® Xeon® E5-2400 および E5-2600 製品ファミリ プロセッサのサポートに加え、Intel® Xeon® E7-2800 および E7-4800 シリーズ プロセッサもサポートします。各サーバは、ソケットあたり 6、8、10 個のコアを備え、最大速度 3.3 GHz で動作します。

最大 4 基のハイエンド プロセッサをプロビジョニングできるため、スケールアップの必要な Microsoft SQL Server ワークロードのために十分なコンピューティング能力が提供されます。また、最大 10 個のコアを含むソケットを複数使用することは、NUMA アーキテクチャを導入している企業にとって、物理サーバ上の複数の独立した Microsoft SQL Server インスタンスを、仮想化されない統合ワークロードとして実行するための強力なオプションとなります。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ:物理メモリ

表 1 に示すとおり、Cisco UCS C シリーズ サーバ ラインのメンバーは、特許取得済みの Cisco® Extended Memory Technology の使用を通して、最大 2 TB の RAM をアドレス指定できます (Cisco UCS B シリーズ ブレード サーバ ラインのハイエンド製品は、最大 1.5 TB の RAM をサポートします)。シスコの拡張メモリ テクノロジーにより、特許取得済みの ASIC を搭載した Cisco UCS サーバは、通常、業界をリードする他社のプラットフォームでは提供される RAM の 2 倍の量をアドレス指定できます。2 ソケットのサーバでも 16 GB の DIMM で最大 1024 GB の RAM をアドレス指定できます。

2 〜 4 個のソケットを備えたさまざまな Cisco UCS サーバ シャーシで最大 384 GB、512 GB、768 GB、1024 GB、1.5 TB、2.0 TB の RAM をアドレス指定する能力があるため、企業は必要に応じて、メモリを完全または部分的に補完するホストを容易に導入できます。このようなキャパシティは企業にとって、段階的にメモリ要件を満たすための選択肢となり、潜在的なキャパシティを無駄にすることがありません。同様に、個々の NUMA ノード上で複数の Microsoft SQL Server インスタンスを使用してワークロードの分離を実装している企業にとって、大量の RAM をアドレス指定する能力はとても有益です。

Microsoft SQL Server ワークロードを円滑化するうえで物理メモリの重要性がきわめて高いことを考えると、DBA およびシステム管理者にとって最大 2 TB の RAM を備えたサーバの可能性は魅力的です。また、シスコの拡張メモリ テクノロジーは、Cisco UCS サーバ プラットフォームでアドレス指定できるメモリの量を拡張するだけでなく、使用可能なシステム メモリの遅延を軽減(最大 27 %)するのにも役立ちます。これにより、実アドレス空間に加えて、全体的なパフォーマンスが向上します。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ:ディスク

ストレージの容量とパフォーマンスは Microsoft SQL Server ワークロードにとって重要な考慮事項ですが、ハードウェアに十分な能力があることを前提とすると、俊敏な IT 技術者は必要に応じてストレージを購入するだけで設備投資資金を償却できます。そのため Cisco UCS プラットフォームは、オンボード ストレージ容量とサーバ外部接続という形で、拡張のための優れた選択肢と機能を備えています。

オンボード ストレージの場合、Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバは 2.5 インチ SFF ディスクによってデバイス密度を高めます。Microsoft SQL Server ワークロードは通常、ミッションクリティカルなワークロード用に冗長アクセスが可能なデバイス外部のストレージを必要としますが(クラスタでホストする)、デバイス上で膨大な記憶領域(SSD を含む)を使用できることは、特定のワークロードを処理する際に大きな資産となります。

SAN などのデバイス外部のストレージ機能に大きく依存する Microsoft SQL Server ワークロードにとって、Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバは高度な柔軟性を提供します。PCIe 拡張スロット(オプションのストレージ コントローラ アクセス用)を装備しており、高度に最適化されたシスコ ユニファイド ファブリックとのやり取りをネイティブにサポートします。シスコ ユニファイド ファブリックは、LAN トラフィックと SAN トラフィックを統合することで、インフラストラクチャ上で大規模な拡張性と大幅なコスト削減を可能にします。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ:ネットワーク I/O

Cisco UCS サーバには、最高レベルのネットワーキング コンポーネントと、TCP オフロード エンジン、ジャンボ フレーム、業界標準のネットワーキング最新技術をサポートする機能などが組み込まれています。さらに、Cisco UCS の高い統合力により、Cisco UCS サーバはパフォーマンス面でも利点と強化点をもたらします。具体的には、仮想化されたワークロードを含む場合、物理ネットワーク インターフェイス カード(NIC)から直接、仮想化されたワークロードのメモリ内にパケットの内容を配置できます。この機能により、Microsoft SQL Server ワークロードの仮想化時に見受けられるネガティブなパフォーマンス特性が相殺されます。Cisco UCS サーバはまた、物理的な Microsoft SQL Server ワークロードに対して最高レベルの I/O パフォーマンスを提供するシスコ ユニファイド ファブリックをネイティブにサポートし、仮想化された Microsoft SQL Server のスループットを最適化します。後者は、ユニファイド ファブリックの利点を仮想マシンに透過的に拡張する Cisco データセンター仮想マシン ファブリック エクステンダ(VM-FEX)テクノロジーで実現されます。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ:統合型ネットワーク ファブリック

Cisco UCS サーバ プラットフォームの本質的な利点は、シスコ ユニファイド ファブリックをネイティブにサポートしていることです。パフォーマンスに優れ、仮想化に対応したシスコ ユニファイド ファブリックは、単一のケーブル上で SAN トラフィックと LAN トラフィックを透過的に統合して大規模な I/O スケーラビリティを確保し、インフラストラクチャのコストと管理コストを削減し、総所有コスト(TCO)を最大 45 % 削減します。

Microsoft SQL Server を導入している企業は、シスコ ユニファイド ファブリックを使用することで以下を実現することができます。

  • 業界初で最大規模の、10 Gbps Fibre Channel over Ethernet(FCoE)アダプタおよびファイバ チャネル アダプタによる完全な相互運用性のある構成が利用できます。
  • 既存のイーサネット インフラストラクチャを使用して、圧倒的な I/O スループットが要求されるソリューションでの冷却、ラック、電源、および設置スペースの全体的な要件を削減します。
  • 大型で複雑なワークロードであっても大規模なスケーラビリティが確保しやすくなります。
  • Cisco Data Center Network Manager(DCNM)と透過的に連携して、(物理マシンと仮想マシンの)プロビジョニングをシンプル化し、モニタリングおよび稼働時間管理の効率を向上させます。
  • 複数の拠点に対する Microsoft SQL Server の高可用性要件とディザスタ リカバリ要件に対応します。同時に、管理コストだけでなく、災害時にかかわらず常にビジネスの継続性を保証するために必要なデータの冗長化と同期に関連するオーバーヘッドを削減します。

表 1 に示すとおり、ローエンドの Cisco UCS C シリーズ サーバは、2 つの 10 Gbps 統合型アダプタを使用することでシスコ ユニファイド ファブリックのオプション サポートを提供します。同様に、幅広い組み合わせの PCIe スロットが用意された Cisco UCS サーバはすべて、Microsoft SQL Server の最も厳しいネットワーキングとストレージの要件を満たし、シスコ ユニファイド ファブリックのコストと管理性の利点を提供します。

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバ:柔軟なスケーラビリティ

Cisco UCS プラットフォームは、コンピューティング リソースと管理機能を 1 つの統合型プラットフォームにまとめるために特別に設計されており、その上、高度な柔軟性とスケーラビリティも維持しています。表 1 に示した PCIe 拡張スロットを介して、その柔軟性をサポートしています (Cisco UCS B シリーズ ブレード サーバも高い拡張性を備えています)。スケーラビリティは、個々の Cisco UCS サーバが持つハードウェア機能と、最大 160 台の別個の物理サーバを、連携して管理される単一のデータセンターへとスケールアップする機能により実現が可能です。

Intel® Xeon® プロセッサ E5 ファミリ

Cisco UCS C シリーズ ラック サーバおよび B シリーズ ブレード サーバは、Intel® Xeon® プロセッサ E5 および E7 製品ファミリを装備しています。

  • 多目的に利用できる Intel® Xeon® E5 プロセッサ ファミリは、柔軟性と効率性に優れたデータセンターの中核を 担っています。Intel® Xeon® プロセッサ E5 ファミリは、パフォーマンスと組み込み機能の適正な組み合わせを低コストで実現することを目的に設計されており、さまざまなアプリケーションで適応性のあるパフォーマンスを発揮します。さらに、Intel の統合型 I/O によって I/O 遅延が劇的に低減されるため、データのボトルネックを解消し、俊敏性を向上させることができます。仮想化プラットフォームやクラウド コンピューティングのプラットフォームから、設計の自動化システムやリアルタイムの金融トランザクション処理システムに至るほぼすべての環境において、Intel® Xeon® プロセッサ E5 ファミリの活用によって、コンピューティングとストレージのパフォーマンスが強化され、データセンターの運用を効率化できます。
  • Intel® Xeon® プロセッサ E7 ファミリは、ビジネスに不可欠なデータの安全性を管理および維持する、ミッションクリティカルな IT 部門の課題を解決するために設計されています。Cisco UCS B440 M2、C460 M2、C260 M2 などの強力で信頼性の高いサーバは、最上位レベルの Intel® Xeon® プロセッサ E7 ファミリを装備しており、データ要件の最も厳しいワークロードに最適なパフォーマンスを提供し、スケーラビリティに加え、メモリや I/O の処理能力を向上させます。このような機能により、企業は短期的なビジネス要件の変化にすばやく適応でき、一方で長期的なビジネス成長のための要件にも対応することができます。高い信頼性をもつセキュリティ機能は、データの整合性を維持するだけでなく、トランザクションの暗号化を加速化し、ミッションクリティカルなアプリケーションの可用性を向上させます。強力で信頼性の高い Intel® Xeon® プロセッサ E7 製品ファミリは、ビジネスに不可欠なソリューションに優れた柔軟性をもたらします。

Cisco UCS のパートナーシップと相互運用性

最新のサーバ プラットフォームには、強力なハードウェアと管理性を提供する機能を超えた要素が求められています。サーバ プラットフォームは、ホスト対象となるワークロードおよびやり取りを行うシステムとの相互運用性と最適化を実現する必要があります。そのため、シスコは、Microsoft、VMware、EMC、NetApp などの業界リーダーとの戦略的なパートナーシップを継続しています。

Microsoft との継続的なパートナーシップとコラボレーションにより、Cisco UCS プラットフォーム上での Microsoft SQL Server ワークロードの最適化、およびベストプラクティスに関するガイドラインの遵守が可能となり、これには、Microsoft Hyper-V ホスト上で動作する Microsoft SQL Server のための、ワークロードの仮想化や管理性のソリューションが含まれます。VMware とのコラボレーションにおいても、VMware vSphere 管理対象ホスト上で同様の利点を得ることができます。また、ストレージ ベンダーとの継続的なパートナーシップによって、最高クラスのストレージ容量およびパフォーマンスに依存するデータセンター内でのミッションクリティカルな I/O 処理が常に正常に行われるようになります。

Cisco UCS プラットフォームによる Microsoft SQL Server 管理コストの最適化


Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS プラットフォームは、最高レベルのハードウェア構成と柔軟性だけにとどまらない利点を提供します。Cisco UCS プラットフォームは、即応性に優れた IT 部門のベスト プラクティスを考慮して特別に設計されており、多数の管理機能を透過的に統合することから、企業の IT 部門は、システムの管理性について戦略的かつ積極的なアプローチを取ることができます(図 1)。

図 1 Cisco UCS は、ネットワーク、コンピューティング、ストレージ、および仮想化を、結合力のある単一のシステムに統合する

図 1 Cisco UCS は、ネットワーク、コンピューティング、ストレージ、および仮想化を、結合力のある単一のシステムに統合する


Cisco UCS プラットフォームが持つ管理性の利点

Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS の第一の目的は、コンピューティング、SAN、LAN、仮想化、そして管理性のリソースを組み合わせて、1 つのプラットフォームに統合することでした。この目的を達成することで得られる具体的な利点はあまりに多く、ここですべてを説明することはできません。そこで以下では、最高レベルのハードウェアを組み合わせることで、IT 部門の即応性を実現、維持するための業界のベスト プラクティスの水準に達することを目指すシステム管理者と DBA に当てはまる重要な利点の例を紹介します。

Cisco UCS Manager

  • Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバは、スタンドアロン構成で使用するか、結合力のある単一の統合型コンピューティング システムのメンバーとして使用することを念頭に置いて設計されています。即応性の高い管理を可能にするため、Cisco UCS Manager には、管理コストを削減し、管理用のスケーラビリティ機能を強化する、柔軟性に優れた標準ベースの管理ツールおよびインターフェイスが用意されています。このような機能により、(物理サーバと仮想サーバの)異種環境や、Cisco UCS などのサーバが同一のデータセンター内に導入される場合においても、最適な管理性が実現します。
  • 統合型の管理に対するシスコのアプローチにおける第一の考慮事項は、お客様の投資を最適化するために、Cisco UCS Manager によって最適に管理され、結合力のある単一のデータセンターへの移行を促進することです。Cisco UCS Manager を使用すると、システム管理者は、コンピューティング、SAN、LAN、仮想化、および管理性に関する考慮事項を、一元管理できる結合力のある単一のインフラストラクチャに統合することで、時間、電力、労力を節約できます。

シスコ サービス プロファイル

  • Cisco UCS Manager が提供するポリシーベースのサービス プロファイルは、プロビジョニング作業を効率化し、サーバ コンポーネント(CPU、メモリ、I/O アダプタなど)の構成と使用を簡略化して、構成の一貫性を維持しやすくします。同様に、シスコ サービス プロファイルは、Microsoft SQL Server の OLTP および OLAP ワークロードのプロビジョニング要件と管理要件を合理化し、ワークロードの処理に必要な柔軟性とカスタマイゼーションを維持して、ビジネスの即応性を向上させます。

Cisco Validated Design プログラム

  • サーバの効率的なプロビジョニングおよび導入の加速化に関して、システム管理者を支援するその他の手段として、Cisco UCS サーバ プラットフォームは Cisco Validated Designs プログラムを完全統合しています。シスコが提供する、実地テストと検証済みの多様なシステム ソリューションや参照アーキテクチャは、さまざまな Microsoft SQL Server ワークロード(OLTP、データ ウェアハウス、OLAP のソリューションなど)を効率良く導入するために必要となる構成のオーバーヘッドを軽減するのに役立ちます。

Cisco Unified Management と拡張性

  • Cisco UCS が提供するインフラストラクチャの拡張機能と管理ツールは、管理性の実現に費やすコストを削減し、IT 部門の即応性を向上させます。Cisco UCS プラットフォームのもう 1 つの目的は、サードパーティ製またはカスタムの管理ソリューションですでに標準化が済んでいる企業のニーズを認識し、それに対応することです。統合型の管理に対するシスコのアプローチは、既存のサードパーティ ソリューションとのやり取りをサポートします。また、既存の管理ソリューションとの統合を必要に応じて支援する標準ベースの API とインターフェイスの実装を通して、カスタマイズされた管理ソリューションの開発をサポートします。

シスコのユニファイド コンピューティング ソリューションを選ぶ理由


Microsoft SQL Server の要求は、非常に厳しい水準に位置しています。Intel® Xeon® プロセッサを搭載した Cisco UCS サーバは、最も厳しい Microsoft SQL Server の課題に対応するためのハードウェア能力を提供します。それよりも重要なことは、企業が IT の即応性や全体的な管理性について妥協する必要はなく、Microsoft SQL Server ワークロードの要求を満たすために必要な柔軟性と管理上の利点が Cisco Unified Computing System によって提供されるということです。

関連情報


業界における実績およびベンチマーク

2012 年の「Best of TechEd」賞 - 画期的な テクノロジー対して贈られる賞を受賞:Cisco UCS サーバおよび UCS Manager。Windows IT Pro より抜粋:「Cisco UCS Manager は、Cisco UCS サーバ用の低レベルのハードウェア設定、BIOS 設定、および構成設定すべてについて、完成度の高いプログラム可能性を提供し、それらの導入、複製、管理を、短時間で、しかもリモートで実現する。Cisco USC サーバは、PowerShell または System Center Orchestrator を使って完全に管理することもできる」

TPC、SPEC、VMmark の結果を紹介する Cisco UCS ベンチマークが、Web サイト
http://www.cisco.com/web/JP/product/hs/ucs/industry_benchmarks.html に掲載されています。

Intel® Xeon® プロセッサの詳細については、
http://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/servers/server-products.html をご覧ください。

Cisco UCS プラットフォームの利点を検証する、数多くの関連ベンチマークと専門的な技術データが、Web サイト
http://www.principledtechnologies.com/clients/reports/Cisco/Cisco.htm に掲載されています。

選ばれたハードウェア リソース

Cisco Unified Computing System のサービス プロファイル。シスコ サービス プロファイルの詳細と、Cisco Unified Computing System のアーキテクチャと利点については、Web サイト
http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/ps10265/ps10281/white_paper_c11-590518.html で解説しています。

Cisco データセンター仮想マシン ファブリック エクステンダ(VM-FEX)。VM-FEX 機能のドキュメント、利点、および概要。
http://www.cisco.com/web/JP/solution/datacenter/fex/vm-fex.html

選ばれた管理リソースおよび Microsoft SQL Server 構成リソース

シスコ データセンター ソリューション:シスコ プラットフォームを使用して、Microsoft アプリケーションを最適にホストおよび管理します。Cisco Unified Computing System の概要を説明し、その利点を、全体的なパフォーマンス、管理性、コストの面から解説するホワイト ペーパー。参照先として複数のケース スタディも紹介しています。
http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns340/ns517/ns224/ns955/ns963/brochure_c02_676057.pdf [英語]

関連情報

Cisco UCS サーバの詳細と、このサーバの Microsoft SQL Server ワークロードにとっての利点については、
http://www.cisco.com/web/JP/solution/datacenter/appucs/app_microsoft.html をご覧ください。

Cisco UCS サーバのビルドと価格に関する Web サイト:

http://buildprice.cisco.com