前提条件

・本体にHDDが3台以上搭載されている。
・FreeNAS 0.7.1 stable (AMD64)がインストールされている。
新世代のRAID「RAID-Z」で高速ストレージを構築しよう(1)と、PRIMERGY TX100とFreeNASで、超かんたん格安静音ファイルサーバを構築しようの記事を、あわせてご覧ください。

注意点

・FreeNASのZFSは多くの本番環境で運用されていますが、記事執筆時点では、基本的に「実験的」リリースです。自己責任でご利用ください。
（FreeBSD 8.0ベースのFreeNASでは、ZFSがv13となり、プロダクションレベルに達しています）

構築手順

1)ZFS storage pool deviceでディスクをマウント

　メニューの[ディスク]→[マネージメント]から、ディスクを追加。
　マウント時にファイルシステム事前フォーマットを「ZFS storage pool device」にしておく。

2)仮想デバイスを作成

ここからは、メニューの ディスク→ZFS を開いて作業します。
[プール]タブの[仮想デバイス]を選択

名前：仮想デバイスの識別名称を入力
タイプ：（RAID-Zは「シングルパリティRAID-5」。RAID-Z2は「ダブルパリティRAID-5」を選択）
デバイス：RAID構築するディスクを選択します（3台以上）

3)仮想デバイスをプールする

[プール]タブの[マネジメント]を選択

名前：プール名
仮想デバイス：先ほど作成した仮想デバイス

こうなればOkです。
サイズがRAID構築に利用したディスクを単純に合計したぶん（つまり、パリティの容量を考慮しない）表示されています。

4)ファイルシステムの作成

[データセット]タブの[データセット]を選択

名前：データセット名（マウント名称になります）
プール：先ほど作成したプール名称
圧縮：通常はOFFで利用します。
ディスク領域が少ない場合は"gzip-9"等と指定するとディスク圧縮機能が働きますが、パフォーマンスが低下します。圧縮率は9段階で指定可能。

こうなればOkです。

iSCSIの設定

iSCSIの初期設定

メニューの、[サービス] ＞ [iSCSIターゲット] を選択。

デフォルトのままで、右上「有効」のチェックを入れ「保存して再起動」をクリックします。

iSCSIターゲットの設定

[ターゲット]タブの[エクステント]　右下の + をクリック。

エクステント名：iSCSIエクステントの識別名称
タイプ：ここでは「ファイル」を指定します
パス：ディスクイメージのパスを指定します
ファイルサイズ：このiSCSIエクステントに割り当てるディスク領域を指定します
※ここの容量を2TB以上に設定すると、Windows 2000/XP/2003(nonSP)等でマウントできません。これらのOSで利用する場合は、2TB未満の容量を指定してください。

[ターゲット]タブの[ターゲット]　右下の + をクリック。
エクステントの設定
基本的にデフォルト設定のままで「保存」をクリック。

これでiSCSIの構築は完了です。
Windowsマシン等からマウントして利用することができるようになりました。Microsoft iSCSI Software Initiatorを利用すれば、このiSCSIボリュームをマウントできます。
（パフォーマンスを発揮するには、専用iSCSIカードの導入をおすすめします）

VMWare ESXiにiSCSIディスクをマウントする

ここからは、VMWare vSphere Clientでの作業になります。

VMWare vSphere Clientを起動したら、[構成]タブ の [ハードウェア] → [ストレージアダプタ]をクリック。そして、iSCSIソフトウェア・アダプタを選択して「プロパティ」をクリック

[構成...]をクリック

[有効]にチェックを入れ、OKボタンをクリックしてウィンドウを閉じる。
その後[動的検出]タブの[追加]をクリック

構築済みのFreeNASサーバのIPアドレスを入力

「ホストバスアダプタを再スキャンすることをお勧めします」というダイアログが出るので、「はい」をクリック。

iSCSIターゲットが表示されます。

[ストレージ]の[ストレージの追加]をクリック。

ディスク/LUNを選択。

先ほど構築したiSCSIターゲットを選択

ディスクが検出されるので、そのまま「次へ」をクリック

データストア名を入力

デフォルトのまま「次へ」をクリック

「終了」をクリック

これで、仮想マシンにiSCSIディスクを指定可能になりました。

　サーバ本体のHDDには限りがあります。いくら大容量のメモリと高速CPUを搭載していても、ストレージに限界がくれば、新しい仮想マシンを作成することはできません。
　そのような場合でも、このようにiSCSIで外部ストレージを接続すれば、ストレージ問題を解決することができます。

　iSCSIストレージは難しくありません！RAID5で高いパフォーマンスを発揮しようとすると、どうしてもRAIDカードなどのコストがかかってしまいますが、それもFreeNAS + RAID-Zを使えば解決です。
　当店にご相談いただければ、このようなソリューションに最適なサーバをご提案させていただきます。
　仮想サーバとストレージは、ottoserverにご相談ください！

FreeNASの導入にオススメなサーバ

HP ProLiant MicroServer

ファイルサーバに最適な、静音・小型・低価格サーバ！
CPU は非力ですが、そのぶん省電力で、ファイルサーバなら必要充分です。
節電サーバとしてもおすすめ。

HP ProLiant ML110 G6

クアッドコア Xeon 搭載のエントリーサーバ。扱いやすい人気機種です。

　現在、ストレージシステムで広く利用されているRAID-5には、以下の欠点があります。

・「RAID5書き込みホール」問題

→データとパリティの間で不整合が起きた状態。サイレントクラッシュと呼ばれる障害が発生し、データが破壊されてしまいます。
（※ただし、これはバッテリバックアップつきキャッシュ搭載のハードウェアRAIDカードを使用することで、防ぐことができます）

・パフォーマンス

　パリティの計算が必要なので、特にソフトウェアRAIDの場合は書き込み速度が低下します
（※ただし、ハードウェアRAIDカードを搭載することで、ある程度高速に処理することができます）

　これらの問題を解決するのが、新世代のRAID「RAID-Z」です。

RAID-Zの特徴

　RAID-Zには、以下の特徴があります。

・ストライプ全体への書き込み

　RAID-5と違い、常にストライプ全体へデータを書き込みます。
　ZFSのコピーオンライトと組み合わせることで、「RAID5書き込みホール」問題を回避することが可能です。

・高速

　RAID-Zは、リードモディファイライトを行いません。
　RAID-5ではリードモディファイライトが必須なため、HDDを1回余分に回す必要があります。RAID-Zではこれを行わないため、パフォーマンスが上がっています。
　実際にベンチマークを取り、パフォーマンスを測定してみました。

RAID5の場合


RAID-Z (メモリ8GB)の場合

（参考）メモリ1GBの場合


（参考）メモリ512MBの場合

iSCSI接続での書き込み速度ベンチマーク
	Seq/Read	Seq/Write	Random (512k)	Random (4k)	Random (4k/QD32)
RAID5	58.03	22.30	18.42	0.699	0.278
RAID-Z 8GB RAM	91.99	62.47	43.44	4.206	0.753
RAID-Z 1GB RAM	81.12	44.49	23.96	0.811	0.419
RAID-Z 512MB RAM	68.35	16.76	9.187	0.652	0.366

メモリ8GBの場合は読み書きがすべて大きく高速化されています。
512MBの場合は逆に速度が落ちてしまいました。RAID-ZはZFSを使用するため、大容量のメモリが必要です。
（ちなみに、一般的には「最低2GBのメモリが必要」と言われているようです）

---

RAID-Zの導入には、以下の環境が必要です。

・ZFS対応のOS

　Solaris10,Open Solaris,FreeBSD,FreeNASなど。

・大容量メモリ

　最低512MB以上のメモリがないと、カーネルパニックを起こしてしまい、使用できません。旧型サーバで利用する場合には注意が必要です。
　ZFS自体が高速CPUと大容量メモリの搭載を前提に設計されたファイルシステムですので、メモリ容量が少ないと性能を発揮しません。
　当店で検証を行った場合、512MBの場合はソフトウェアRAID-5と同等の書き込み速度。1GBで約2倍、8GBで約3倍でした。大容量メモリを搭載することで、より高いパフォーマンスを発揮することができます。

64bit OS

　必須ではありませんが、ZFSコードの多くが64bitで書かれているため、32bit OSでRAID-Zを運用すると、パフォーマンスが大きく低下します。そのため、64bit OSでの運用を強く推奨します。
また32bit OSでは扱えるメモリに限りがあるため、大容量メモリを搭載してZFSのパフォーマンスを引き出すことができません。
　FreeNASもx64(amd64)版がありますので、こちらの利用をおすすめします。
　仮想環境で運用する場合は、VTテクロノジ対応のサーバが必要です。

高速なCPU

　ZFS/RAID-Zは、CPUへの負荷が高めです。

　テスト環境のPentium Dual Core E5200/2.5GHzでも50%を大きく超え、75%にせまる勢いでCPUを使用しています。
　ファイルサーバとはいえ、あまりに非力なCPUだと、パフォーマンスを発揮できません。

今回の記事を簡単にまとめると、以下のようになります。

・RAID-Zは、RAID5を改良したもの。
・RAID5よりも高速で、信頼性も高い。
・比較的高いスペックが必要。

　次回は、VMWareにFreeNASで構築したRAID-ZストレージをiSCSIで接続し、iSCSIストレージに仮想マシンをインストールします。

FreeNASの導入にオススメなサーバ

hp ProLiant MicroServer

ファイルサーバに最適な、静音・小型・低価格サーバ！
CPU は非力ですが、そのぶん省電力で、ファイルサーバなら必要充分です。
節電サーバとしてもおすすめ。

　仮想化導入の際、VTテクノロジを搭載していない、古いCPUを搭載したサーバへの導入を検討しているお客様もいらっしゃると思います。そこで気になるのがパフォーマンス。

　実際にVTテクノロジの有無で、どの程度パフォーマンスが変化するのか、当店で実験してみました。
　ベンチマークにはCrystalMark 2004R3を利用。仮想サーバにはVMWare ESXi 4.0を使用しています。

　※条件をそろえるため、仮想マシンに割り当てるCPUはそれぞれ1つ、RAMは1GBずつで統一しています。OSはどちらもWindows Server 2003です。

　結果は以下の通りです。

　「CPUやメモリの速度だけを見るとほとんど差がなく、I/Oに大きく差が出る」結果となりました。
　ここから「DNSサーバなど、負荷（特にディスクアクセス）の少ない分野においてはVTテクノロジの影響は少ないが、データベースサーバなど、I/O負荷の大きい分野ではVTテクノロジは有無はパフォーマンスに大きく影響する」ことが推察できます。
　(GDIやDirectXの速度にも大きく影響することから、ゲーム等の分野にもVTテクノロジは重要と言えます。たとえば64bit Windows7で動作しない、古いゲーム等を動作させるために仮想化技術(VMWare Playerや、Windows XPモード等)を使用する場合にも、VTテクノロジを搭載した機種をお勧めします)

　仮想化において、仮想マシンを複数同時に起動した場合、もっともネックになりやすいのは、ディスクアクセス速度です。「VTの有無はI/Oに大きく影響する」「仮想マシンの複数稼働には、I/O速度が重要」ということから、以下のようなことが結論づけられます。

・仮想マシンを多数起動する場合は、「VTテクノロジを搭載した、ディスクの速いサーバ」が必要
・VTテクノロジは、I/O負荷の大きなサーバにも必要
・逆にいえば、仮想マシンが少なく、I/O負荷も小さい場合、VTテクノロジはそれほど重要にはならない

（補足：64bit OS導入の際にもVTテクノロジは必要になります。たとえば、Windows Server 2008 R2を仮想環境にインストールしようとしても、VTテクノロジを搭載していないサーバではインストーラが正常に動作しません）

　当店は、仮想化技術を利用したサーバの販売実績も多数ございます。仮想化技術導入の際は、ぜひご相談ください。

新品 Fujitsu PRIMERGY TX100 S1 ottoカスタムモデル
［VTテクノロジなし］デュアルコア Intel Pentium Processor E5200 2.5GHz搭載のタワー型サーバー
仮想化実験用に最適です。複数の仮想マシンを同時に利用する場合にはおすすめできません。

新古 Fujitsu PRIMERGY RX100 S5 PGR1051BA2 カスタムモデル(intel Xeon E3110)
［VTテクノロジ搭載］デュアルコア Intel Xeon Processor E3110 3GHzのエントリー1Uラックマウント型サーバー
VTテクノロジ搭載1Uサーバのエントリーモデル

新品 IBM System x3550 797882J SASカスタム
［VTテクノロジ搭載］クアッドコア Intel Xeon Processor X5470 3.33GHz搭載の1Uラックマウント型サーバー
メモリ8GB、SAS 300GB 15k x2 HDD搭載。仮想化環境でも高いパフォーマンスを発揮できます。

　発売されたばかりのIntel Xeon 5xxx系最速CPU "W5590"を2基搭載したワークステーションHP Z800 Workstationを現在店舗にてデモ中です！

　今回は Intel Xeon W5590 x 2の速度を実感していただくため、Cinebench R10にてベンチマークを実行しました。
　これは3DCGソフトウェアCINEMA 4Dのレンダリングエンジンを使用したベンチマークソフトで、実環境にきわめて近い処理速度の測定を行うことができます。

　結果は以下の通りです。

　なんと…… 32271 (TurboBoost有効時)という結果になりました！
　参考までに、他機種の結果を一覧表にまとめてみました。

他機種との比較

・一般的なワークステーション(Core 2 Quad Q9650搭載の HP xw4600)の2.73倍
・Core i7 Extreme Edition 975 (Bloomfield, 3.33GHz)の1.96倍
・Mac Pro (Early 2008) カスタマイズ 3.2GHz 8Coreモデルの1.69倍
・Mac Pro (Early 2009) カスタマイズの最速モデル(Xeon X5570 x2搭載)と比較しても1.32倍

　まさに圧倒的です！

速さの理由

　Intel Turbo Boost Technology
　Xeon W5590は、一定の条件を満たす場合に、CPUの動作クロックを 3.3GHzからさらに向上させて動作します。
　マルチスレッドアプリケーションでも処理速度は向上しますが、マルチスレッドに対応していないアプリケーションの場合、さらに高い処理速度を実現します。

　QuickPath Interconnect
　従来のFSBに置き換わる QuickPath インターコネクトテクノロジにより、2x6.4GT/s (2プロセッサ構成により、4x6.4GT/s) という圧倒的なデータ転送速度を実現します。
　大量のデータ処理を行うCG、CAD、サーバなどに最適です。

　DDR3 R-DIMM トリプルチャネル
　DDR3 (PC3-10600) R-DIMMを 3 Channel 接続することにより、DDR2-800 デュアルチャネル環境と比較した場合のデータ転送速度は 12.8GB/secから32GB/secとなり、飛躍的に速度が向上します。

　Hyper Threading
　仮想的に1プロセッサコアあたり2スレッドの処理を同時実行できるため、Xeon W5590 x 2 CPU環境の場合 16スレッドの処理を同時に実行することができます。

デモ中です！

　この圧倒的な処理速度を体感してみませんか？

　以下の構成にて、当店にて実際にデモ中です！ぜひ一度ご覧ください。

　CPU : Intel Xeon W5590 (3.33GHz, Gainestown(Nehalem-EP) , L2 Cache/4x256kB, L3 Cache/8MB, QPI 2x6.4GT/s, Quad Core, HT, TDP 130W) を2基搭載
　Chipset : Intel 5520
　RAM : 24GB PC3-10600 R-DIMM
　HDD : SAS 146GB 15000rpm
　VGA : NVIDIA Quadro FX 3800 ( VRAM 1GB )
　RAID : LSI Logic SAS RAID 1068E 8Port SAS Controller
　NIC : Broadcom 5764 GbE x2
　OS : Windows XP Professional x64 Edition
　光学ドライブ : DVDスーパーマルチ (二層記録対応, LightScribe対応)
　電源 : 80PLUS SILVER対応 1110W
　冷却 : 水冷式
　その他 : EIST、TurboBoost、HyperThreadingなどを有効化

レンタル可能です

　販売だけでなく、レンタルも取り扱っております。
　「このプロジェクトを乗り切るために、レンダリングの速いマシンが欲しい……けど、ハイスペックなマシンを新規購入する予算がない」というお客様は、ぜひレンタルをご検討ください。

　以下にベンチマークのログを記載します。

CINEBENCH R10
****************************************************

Tester           : otto

Processor        : Intel(R) Xeon(R) CPU W5590 @ 3.33GHz
MHz              : 3330
Number of CPUs   : 16
Operating System : WINDOWS 64 BIT 5.2.3790

Graphics Card    : Quadro FX 3800/PCI/SSE2
Resolution       : <fill this out>
Color Depth      : <fill this out>

****************************************************

Rendering (Single   CPU): 4598 CB-CPU
Rendering (Multiple CPU): 32296 CB-CPU

Multiprocessor Speedup: 7.02

Shading (OpenGL Standard)          : 6714 CB-GFX
****************************************************

新 品 HP z800 Workstation w5590x2CPU

　コストをかけずにシステム全体の信頼性を向上させたいお客様は、現在稼働中のサーバをコールド・スタンバイ構成へ移行させてみてはいかがでしょうか？

　コールド・スタンバイ構成とは、同じ設定をしたサーバを待機させておき、ハードウェアが故障した場合にそちらへ交換する方法です。
　ホット・スタンバイ構成の場合はリアルタイムにデータの同期を取るため、故障時ダウンタイムの大きな低下が図れますが、導入・運営コストが比較的高くついてしまうデメリットがあります。
　しかしコールド・スタンバイは、同じ構成のハードウェアを準備するだけで構成できますので、ホット・スタンバイと比較するとシンプルで手間がかからず、なおかつ構築費用も安くすむメリットがあります。

　たとえば、Oracle 10gやSQL Server 2005などは、コールドスタンバイ構成の場合、別途ライセンスを用意する必要がありません。
　サーバ2台での冗長化を行う場合、ホットスタンバイ構成の場合は2台分のライセンスが必要になりますが、コールドスタンバイの場合、1台分のライセンスで運用できます(ただし、2台のサーバを同時に使用することはできません)。

　コストが安くすむ反面、故障時のダウンタイムはゼロにならず、ホットスタンバイほど厳密な信頼性は確保できません。しかしそれでも、故障時にハードウェア調達やソフトウェアのインストールなどの作業が必要なくなるため、スタンバイ構成を取らない場合と比較すると劇的にダウンタイムを短くすることができます。
　ホット・スタンバイ構成と比較すると、コストも手間もかからないため、ネットワーク管理専用要員がおらず、「サーバの信頼性を向上させたいけど、人的リソースを割けない」「信頼性は欲しいけど、予算が厳しい」企業様に特におすすめできます。

　当店には現行品だけでなく、HP ProLiant DL360 G4pなど、メーカによる生産が終了したサーバ製品も取り扱っておりますので、現在稼働中のサーバをコールド・スタンバイ構成に移行したいお客様はお気軽にご相談下さい。