アプリケーション データ用のスケールアウト ファイル サーバーの概要

適用対象: Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2012

スケールアウト ファイル サーバーは、ファイル ベースのサーバー アプリケーション記憶域として継続的に使用可能なスケールアウト ファイル共有を提供するように設計されています。 スケールアウト ファイル共有では、同じクラスターの複数のノードから同じフォルダーを共有できる機能が提供されます。 このシナリオでは、スケールアウト ファイル サーバーの計画および展開方法に焦点を当てます。

クラスター化されたファイル サーバーを展開および構成するには、次のいずれかの方法を使用します。

  • アプリケーション データ用のスケールアウト ファイル サーバー このクラスター化されたファイル サーバー機能は、Windows Server 2012 で導入されました。これを使用すると、Hyper-V 仮想マシン ファイルなどのサーバー アプリケーション データをファイル共有に格納し、記憶域ネットワークに期待するのと同等のレベルの信頼性、可用性、管理容易性、高パフォーマンスを手に入れることができます。 すべてのファイル共有が、すべてのノードで同時にオンラインになります。 このタイプのクラスター化されたファイル サーバーに関連付けられたファイル共有はスケールアウト ファイル共有と呼ばれます。 これはアクティブ - アクティブと呼ばれることもあります。 Hyper-V over SMV (サーバー メッセージ ブロック) または Microsoft SQL Server over SMB を展開する場合は、このファイル サーバーの種類を使用することをお勧めします。
  • 汎用ファイル サーバー これはフェールオーバー クラスタリングの導入以来、Windows Server でサポートされているクラスター化されたファイル サーバーの後続です。 このタイプのクラスター化されたファイル サーバーと、そのクラスター化されたファイル サーバーに関連付けられたすべての共有は、一度に 1 つのノードでオンラインになります。 これはアクティブ - パッシブまたはデュアル アクティブと呼ばれることもあります。 このタイプのクラスター化されたファイル サーバーに関連付けられたファイル共有はクラスター化されたファイル共有と呼ばれます。 情報ワーカーのシナリオを展開する場合は、このファイル サーバーの種類を使用することをお勧めします。

シナリオの説明

スケールアウト ファイル共有では、クラスターの複数のノードから同じフォルダーを共有できます。 たとえば、サーバー メッセージ ブロック (SMB) スケールアウトを使用している 4 ノード ファイル サーバー クラスターがある場合、Windows Server 2012 R2 または Windows Server 2012 を実行しているコンピューターでは 4 つのノードのいずれからでもファイル共有にアクセスできます。 これは、新しい Windows Server のフェールオーバー クラスタリング機能と Windows ファイル サーバー プロトコル SMB 3.0 の機能を使用することで実現されます。 ファイル サーバー管理者は、スケールアウト ファイル共有と継続的に使用可能なファイル サービスをサーバー アプリケーションに提供し、オンラインにするサーバーを増やすだけで要求の増大に迅速に対応することができます。 これらすべては運用環境で実行することができ、サーバー アプリケーションにとっては完全に透過的です。

スケールアウト ファイル サーバーにより提供される主な利点は次のとおりです。

  • アクティブ/アクティブ ファイル共有。 すべてのクラスター ノードが SMB クライアント要求を受け付けて処理できます。 ファイル共有コンテンツをすべてのクラスター ノードから同時にアクセス可能にすることにより、SMB 3.0 クラスターおよびクライアントは連携して、計画的なメンテナンスやサービスの中断を伴う予期しない障害の間に、代わりのクラスター ノードへの透過フェールオーバーを提供します。
  • 帯域幅の増加。 最大共有帯域幅は、すべてのファイル サーバー クラスター ノードの合計の帯域幅です。 以前のバージョンの Windows Server とは異なり、合計の帯域幅は、1 つのクラスター ノードの帯域幅には制限されなくなりました。制約は、補助記憶域システムの機能によって定義されます。 ノードを追加することで合計の帯域幅を増大することができます。
  • ダウンタイムなしでの CHKDSK。 Windows Server 2012 での CHKDSK は、ファイル システムが修復のためにオフラインになる時間を劇的に短縮するように大幅に機能強化されています。 クラスター化共有ボリュー ム (CSV) はオフライン フェーズを排除することで、これをさらに一歩進めます。 CSV ファイル システム (CSVFS) は、ファイル システムでハンドルを開いたまま、アプリケーションに影響を与えることなく、CHKDSK を使用できます。
  • クラスター化共有ボリューム キャッシュ。 Windows Server 2012 での CSV には、読み取りキャッシュのサポートが導入されています。これにより、仮想デスクトップ インフラストラクチャ (VDI) などの特定のシナリオでのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。
  • より簡略化された管理。 スケールアウト ファイル サーバーでは、スケールアウト ファイル サーバーを作成してから、必要な CSV やファイル共有を追加します。 個別のクラスター ディスクを持つ複数のクラスター化されたファイル サーバーを作成し、それぞれのクラスター ノードでのアクティビティを保証する配置ポリシーを開発する必要がなくなりました。
  • スケールアウト ファイル サーバー クライアントの自動再調整。 Windows Server 2012 R2 では、自動再調整によって、スケールアウト ファイル サーバーのスケーラビリティと管理容易性が向上します。 SMB クライアント接続は (サーバーごとではなく) ファイル共有ごとに追跡され、クライアントは、ファイル共有で使用されるボリュームへのアクセスに優れたクラスター ノードにリダイレクトされます。 これにより、ファイル サーバー ノード間のリダイレクト トラフィックが減少し、効率性が向上します。 クライアントがリダイレクトされるのは、初期接続の後、クラスター記憶域が再構成された場合です。

このシナリオの内容

スケールアウト ファイル サーバーの展開に役立つ次のトピックを紹介します。

スケールアウト ファイル サーバーを使用する場合

ファイルを開く、ファイルを閉じる、新しいファイルを作成する、既存のファイル名を変更するなどのメタデータ操作がワークロードにより大量に生成される場合には、スケールアウト ファイル サーバーを使用しないでください。 一般的なインフォメーション ワーカーでは大量のメタデータ操作が生成されます。 スケールアウト ファイル サーバーが提供するスケーラビリティや簡潔さに注目している場合、およびスケールアウト ファイル サーバーでサポートされるテクノロジを必要としている場合にのみ、スケールアウト ファイル サーバーを使用してください。

次の表は、SMB 3.0 の機能、共通 Windows ファイル システム、ファイル サーバー データ管理テクノロジ、および一般的なワークロードを示しています。 テクノロジがスケールアウト ファイル サーバーでサポートされているかどうか、また、従来のクラスター化されたファイル サーバー (汎用のファイル サーバーとも呼ばれます) が必要かどうかも確認できます。

テクノロジ領域 機能 汎用のファイル サーバー クラスター スケールアウト ファイル サーバー
SMB SMB 継続的な可用性 (*) はい はい
SMB SMB マルチチャネル はい はい
SMB SMB ダイレクト はい はい
SMB SMB 暗号化 はい はい
SMB SMB 透過フェールオーバー はい (継続的な可用性が有効な場合) はい
ファイル システム NTFS はい NA
ファイル システム Resilient File System (ReFS) 記憶域スペース ダイレクトで推奨 記憶域スペース ダイレクトで推奨
ファイル システム クラスターの共有ボリューム ファイル システム (CSV) NA はい
ファイルの管理 BranchCache はい いいえ
ファイルの管理 データ重複除去 (Windows Server 2012) はい いいえ
ファイルの管理 データ重複除去 (Windows Server 2012 R2) はい はい (VDI のみ)
ファイルの管理 DFS 名前空間 (DFSN) ルート サーバーのルート はい いいえ
ファイルの管理 DFS 名前空間 (DFSN) フォルダー ターゲット サーバー はい はい
ファイルの管理 DFS レプリケーション (DFSR) はい いいえ
ファイルの管理 ファイル サーバー リソース マネージャー (画面とクォータ) はい いいえ
ファイルの管理 ファイル分類インフラストラクチャ はい いいえ
ファイルの管理 ダイナミック アクセス制御 (要求ベースのアクセス、CAP) はい いいえ
ファイルの管理 フォルダー リダイレクト はい 非推奨
ファイルの管理 オフライン ファイル (クライアント側キャッシュ) はい 非推奨
ファイルの管理 移動ユーザー プロファイル はい 非推奨
ファイルの管理 ホーム ディレクトリ はい 非推奨
ファイルの管理 作業フォルダー はい いいえ
NFS NFS サーバー はい いいえ
アプリケーション Hyper-V 推奨されません はい
アプリケーション Microsoft SQL Server 推奨されません はい

* * は、Windows Server 2019 で使用できます。

注意

フォルダー リダイレクト、オフライン ファイル、移動ユーザー プロファイル、またはホーム ディレクトリでは、継続的に使用可能なファイル共有を使用している場合、直ちに (バッファリングなしで) ディスクに書き込む必要のある多数の書き込みが生成されるため、汎用のファイル共有と比較してパフォーマンスが低下します。 また、継続的に使用可能なファイル共有にもファイル サーバー リソース マネージャー、および Windows XP を実行している PC との互換性がありません。 さらに、オフライン ファイルは、ユーザーが共有へのアクセスを失った後 3-6 分間はオフライン モードに移行しないことがあるため、オフライン ファイルの常時オフライン モードをまだ使用していないユーザーはイライラする可能性があります。

実際の適用例

スケールアウト ファイル サーバーは、サーバー アプリケーション記憶域に最適です。 スケールアウト ファイル共有にデータを格納できるサーバー アプリケーションの例をいくつか次に示します。

  • インターネット インフォメーション サービス (IIS) Web サーバーは、Web サイトの構成とデータをスケールアウト ファイル共有に格納できます。 詳細については、共有構成に関するページを参照してください。
  • Hyper-V は、構成およびライブの仮想ディスクをスケールアウト ファイル共有に格納できます。 詳細については、「Hyper-V over SMB の展開」を参照してください。
  • SQL Server は、ライブ データベース ファイルをスケールアウト ファイル共有に格納できます。 詳細については、「SQL Server をストレージ オプションとして SMB ファイル共有にインストールする」を参照してください。
  • Virtual Machine Manager (VMM) は、ライブラリ共有 (仮想マシン テンプレートと関連ファイルを含む) をスケールアウト ファイル共有に格納できます。 ただし、ライブラリ サーバー自体はスケールアウト ファイル サーバーにすることができず、スケールアウト ファイル サーバー クラスターの役割を使用しないスタンドアロン サーバーまたはフェールオーバー クラスター上に存在する必要があります。

スケールアウト ファイル共有をライブラリ共有として使用する場合は、スケールアウト ファイル サーバーと互換性があるテクノロジのみを使用できます。 たとえば、スケールアウト ファイル共有でホストされているライブラリ共有をレプリケートするために DFS レプリケーションを使用することはできません。 また、スケールアウト ファイル サーバーに最新のソフトウェア更新プログラムがインストールされていることも重要です。

スケールアウト ファイル共有をライブラリ共有として使用するには、最初に、ローカル共有を備えた、または共有なしのライブラリ サーバー (おそらく仮想マシン) を追加します。 次に、ライブラリ共有を追加するときに、スケールアウト ファイル サーバーでホストされているファイル共有を選択します。 この共有は、VMM で管理する必要があります。また、ライブラリ サーバー専用として作成されていなければなりません。 さらに、スケールアウト ファイル サーバーには必ず最新の更新プログラムをインストールします。 VMM ライブラリ サーバーおよびライブラリ共有の追加の詳細については、「VMM ライブラリにプロファイルを追加するを参照してください。 ファイル サービスおよび記憶域サービスの現在使用可能な修正プログラムの一覧については、マイクロソフト サポート技術情報の記事 2899011 を参照してください。

注意

インフォメーション ワーカーなど、一部のユーザーに対する負荷は、パフォーマンスにより大きな影響を与えます。 たとえば、ファイルを開く、閉じる、新しいファイルを作成する、既存のファイルの名前を変更するなどの操作を複数のユーザーが行うと、パフォーマンスに影響を及ぼします。 継続的な可用性によってファイル共有が有効になっている場合は、データの整合性が確保されますが、パフォーマンス全体にも影響します。 継続的な可用性では、スケールアウト ファイル サーバーのクラスター ノードでの障害発生時に整合性を確保するために、ディスクに対するデータの書き込みが必要です。 このため、ファイル サーバーに大きなファイルを複数コピーすると、継続的に使用可能なファイル共有のパフォーマンスが大幅に低下する場合があります。

このシナリオに含まれている機能

次の表で、このシナリオに含まれる機能を紹介すると共に、それをシナリオに活かす方法について説明します。

機能 このシナリオのサポート方法
フェールオーバー クラスタリング スケールアウト ファイル サーバーをサポートするために、フェールオーバー クラスターによって、分散ネットワーク名、スケールアウト ファイル サーバーのリソースの種類、クラスター共有ボリューム (CSV) 2、スケールアウト ファイル サーバーの高可用性の役割の各機能が Windows Server 2012 に追加されました。 これらの機能の詳細については、Windows Server 2012 でのフェールオーバー クラスタリングの新機能 [リダイレクト] に関するページを参照してください。
サーバー メッセージ ブロック スケールアウト ファイル サーバーをサポートするために、SMB 3.0 によって、SMB 透過フェールオーバー、SMB マルチチャネル、SMB ダイレクトの各機能が Windows Server 2012 に追加されました。

Windows Server 2012 R2 での SMB の新機能と変更された機能の詳細については、「Windows Server での SMB の新機能」を参照してください。

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