Kubernetesとコンテナの実行に最適化された統合システム「Diamanti」のアーキテクチャはどうなっているか［PR］

2020年1月21日

DockerとKubernetesに代表されるコンテナ型仮想化技術は、これからの情報システムインフラにおいて広く使われるものになることが確実視されています。

コンテナ型仮想化のメリットは、コンテナの軽量さや容易なパッケージング機能などによって、さまざまな状況にすぐに対応できるアジャイルかつ柔軟なインフラを実現できることです。迅速な開発サイクルの構築や、従来の業務アプリケーションから新たな分散アプリケーションにも対応し、企業のデジタルトランスフォーメーションを支えるものになるでしょう。

このコンテナ型仮想化技術に最適化された統合システムがいま、新たに登場しています。それがDiamantiです。

高性能なコンテナプラットフォームとして導入後すぐに利用可能

DiamantiはコンテナとKubernetesに最適化されたサーバとストレージ、そしてソフトウェアによる統合システムです。

Diamantiの利点は、高速なストレージとネットワークを備えたベアメタルサーバ上にあらかじめLinux OS、Docker、Kubernetesのソフトウェア群が組み込まれているため、システムを起動後すぐにコンテナプラットフォームとして使い始めることができる点が挙げられます。

さらに、サーバハードウェアそのものがコンテナとKubernetesの実行に最適化された構成であるため、ソフトウェア実行時に非常に高い性能を発揮。コンテナごとのQoSの管理も可能になっています。

同社によると、わずか15分でコンテナプラットフォームとして利用開始可能。性能面では、1ノード当たり100万IOPS、100マイクロ秒以下のレイテンシという高いストレージ性能を実現すると説明されています。

さらに仮想化ハイパーバイザを不要にすることなどによるハードウェアの利用効率の向上と運用管理の容易化を実現。企業での利用に欠かせないディザスタリカバリ対応機能なども備えています。

Diamanti D2の内部構成

DockerコンテナとKubernetesに最適化された統合システムの中身はどうなっているのか、「Diamanti D20 44コアモデル」の仕様と内部構成を見てみましょう。

Diamanti D20 44コアモデルは1Uサイズの筐体に冗長化電源を装備。22コア搭載のIntel Xeonプロセッサを2基搭載。メモリ容量は768GB、ストレージは8TBのNVMe SSDを4基搭載。

これとは別に、OSとDockerイメージを格納するためのストレージとして480GB SATA SSDを2基搭載しています。

さらにネットワークインターフェイスとして10GbEを4つ搭載しています。

こうしたハードウェアの高い能力を、Kubernnetesとコンテナに最適化させてる仕組みが、ソフトウェアとしてDiamantiに備わっています。

さまざまなオーバーヘッドを回避、QoSも実現

そのもっとも基本的な点が、仮想化ハイパーバイザを使わずベアメタルの上にLinux OSとKubernetes、Dockerを実行することで、仮想化によるオーバーヘッドを回避してプロセッサの能力を最大限活用できることです。

そのうえで、物理的なネットワークインターフェイスカードを仮想化する「SR-IOV」（Single Root I/O Virtualization）機能を用いてコンテナごとに仮想ネットワークインターフェイスを割り当てることで、コンテナから高速なネットワーク通信を実現。仮想化ネットワークによるオーバーレイなどの余計なオーバーヘッドは生じません。

SR-IOVによるインターフェイスの仮想化はストレージにも使われています。NVMe RAIDストレージコントローラがSR-IOVで仮想化され、コンテナごとに仮想ボリュームを直接割り当てています。特別なストレージドライバなどは不要で、ストレージ仮想化なども用いていないことで、コンテナから高性能なストレージの能力を最大限活用できるようになっています。

しかもストレージではログ構造を持つ独自のファイルシステムを採用。SSDの耐久性を保ちつつ、ほぼシーケンシャルな書き込みによる高速化を実現。さらにRAIDコントローラによるストライピング処理などによる高速化など、さまざまな仕組みによって高いストレージ性能を実現しています。

これらI/Oの能力はコンテナごとに帯域管理が可能になっており、コンテナごとにQoSを設定することができるようになっていることもDiamantiでコンテナを利用する際の大きなアドバンテージになっていると言えるでしょう。