ハイパーコンバージドインフラストラクチャー（HCI）とは？

コンバージドインフラ（CI）は、従来のインフラを別の形で購入する方法のひとつであり、通常はベンダーやシステムインテグレータによって事前に統合された状態で提供されます。ただし、事前に統合されているとはいえ、CIは従来型インフラと同様にハードウェア中心のコンポーネントで構成されているため、組織内のサイロ化を解消したり、従来のインフラに起因する課題を根本的に解決したりするものではありません。

一方、HCIは、インフラの設計、購入、デプロイ、管理、拡張といったプロセスそのものを見直すアプローチです。HCIはコモディティハードウェア上にデプロイされ、インフラに必要なあらゆるインテリジェンスをソフトウェアとして実装しています。

HCIは、インフラ全体を俯瞰して制御しながら、IT運用における手作業や複雑なプロセスを自動化できるよう、ゼロから設計されています。その結果、従来型インフラとは根本的に異なるアーキテクチャを実現し、ビジネスの俊敏性やアプリケーションの可用性、パフォーマンス、セキュリティ、コスト効率といった点で、大きな変化をもたらします。

CIとHCIの比較について、さらに詳しく知りたい場合は、こちらをご覧ください。

パブリッククラウドサービスと同様に、HCI技術においても、ITチームは現在必要なリソースから導入を開始し、アプリケーションのニーズに応じて段階的にスケーリングできます。HCIでは、モジュール式の構成要素を組み合わせることで、ビジネスの成長に合わせて既存環境を混乱させることなくスケールアウトが可能です。

一方、従来のインフラでは、各階層が特定の役割や要件に基づいて分離されています。特にストレージは、大型でモノリシックなストレージアレイ上にデプロイされることが多く、設計や導入が複雑になりがちです。その結果、アプリケーションを追加するとパフォーマンスが低下するケースも少なくありません。

さらに、ストレージアレイの容量が上限に達した場合、新たに大型のアレイを導入する必要があり、追加したアレイは既存のアレイとは別に管理しなければなりません。このような煩雑さを回避するため、従来型インフラではITチームが3～5年先を見据えた長期的なキャパシティ計画を立てる必要がありました。

データは毎年50％以上の割合で増加しており、ブロック、ファイル、オブジェクトといったさまざまな形式で保存されています。その結果、可視性や制御に関する新たな要件が生まれ、ストレージ管理者に求められる役割は年々高度化しています。さらに、どのようなストレージアーキテクチャにおいても、クラウドストレージとの連携を考慮する必要があります。

しかし、従来のストレージインフラでは、こうした新たな要求に十分対応できません。従来型インフラはサイロ化されており、構成が複雑で柔軟性に乏しく、リソースが十分に活用されていないケースも少なくありません。また、データの可視性が限定的で、新たなコンプライアンスや制御の要件にも対応しづらいという課題があります。そもそもクラウド以前の設計思想に基づいているため、クラウドのような運用モデルや機能を取り入れること自体が困難でした。

HCIは、こうしたサイロ化を解消し、コンピューティングやストレージといったすべてのリソースを単一のプラットフォームに集約することで、管理と制御を大幅に簡素化します。インフラは可能な限り「見えない」存在であることが望ましく、HCIはその考え方をストレージ領域にまで拡張します。

HCIでは、ストレージ容量が必要な場合にはストレージ向けのノードを、コンピューティングリソースが必要な場合にはCPUリソースを重視したノードを追加するなど、その時々の要件に応じて異なるタイプのノードを単一のクラスタに組み込むことができます。これにより、ストレージ管理はよりシンプルかつ柔軟になり、将来的な要件の変化にも対応しやすくなります。

結論から言うと、可能です。HCIは当初、VDIやROBO（リモートオフィス・ブランチオフィス）といったユースケースから導入が進みましたが、利用が広がるにつれて、本番環境やデータセンターのワークロードにも活用されるようになりました。将来の成長を見据えてリソースを柔軟に拡張できる点も評価され、HCIは急速に普及しています。

適切に設計されたHCIソリューションは、幅広く多様なアプリケーション環境において、大規模かつ安定したパフォーマンスを発揮します。HCIのアーキテクチャは、高い性能を実現すると同時に、従来のSANと同等の機能を提供します。現在では、多くのHCI環境で主要なデータベースの認証が取得されており、極めて厳しい要件を持つデータベースやアプリケーションにも適していることが実証されています。

HCI上で動作する代表的なアプリケーションには、次のようなものがあります。

• データベース
  Oracle、SAP HANA、Microsoft SQL Server、MySQL、PostgreSQL、IBM DB2 など

• ビジネスクリティカルなアプリケーション
  Oracle E-Business Suite、SAP Business Suite、Microsoft Dynamics、Epic、Meditech など、主要なハイパーバイザーがサポートする仮想化サーバーアプリケーション

• ビッグデータ
  Splunk、MongoDB、Elastic、Hadoop など

• クラウドネイティブ
  Kubernetes、Docker、Puppet、Chef を使用したクラウドネイティブアプリケーションの構築およびデプロイ

• 仮想デスクトップインフラ（VDI）
  Citrix、VMware Horizon

• リモートオフィス・ブランチオフィス（ROBO）
  プリントサーバー、ファイルサーバー、オフィスサーバー、カスタムアプリケーション

HCIシステムは、大きく分けて分散インフラプレーンと分散管理プレーンの2つのコンポーネントで構成されています。

分散インフラプレーンは、複数のノードで構成されるクラスタ全体で動作し、ゲストアプリケーションに対してストレージ、仮想化、ネットワーキングといったサービスを提供します。ゲストアプリケーションが仮想マシン（VM）ベースであるか、コンテナベースであるかを問わず、同じインフラサービスを利用できます。

一方、分散管理プレーンにより、HCI全体のリソースを単一の場所、単一の画面から容易に管理できます。これにより、サーバー、ストレージ、ストレージネットワーク、仮想化ごとに個別の管理ツールを用意する必要がなくなります。

HCIソリューションは完全にソフトウェア定義で設計されており、特定のプロプライエタリなハードウェアに依存しません。そのため、HCIでは複数のサーバーベンダーが提供するさまざまなアプライアンスやサーバープラットフォームを選択でき、用途や要件に応じた柔軟なハードウェア構成が可能です。

HCIの特長のひとつは、既存のIT環境の大半と円滑に統合できる点です。HCIは、サーバーやディスク、フラッシュストレージデバイスといったコモディティハードウェア上にデプロイされ、ソフトウェアを中心としたアプローチによって、データセンター、パブリッククラウド、さらにはエッジ環境に至るまで、一元的に管理可能なシステムを構築します。

このような設計により、HCIは既存環境と共存しながら段階的に導入することが可能です。将来的には、組織内の一部の既存インフラを置き換えるケースもありますが、ビジネスクリティカルなアプリケーションやシステム、既存の運用プロセスを十分にサポートできるよう設計されています。

その結果、ITスタッフは既存環境の維持と新しい基盤の運用を無理なく両立でき、運用にかかる時間と労力を抑えながら、さらなる効率化を図ることができます。

ハイパーコンバージェンスは、ITエコシステム全体をカバーする単一のソフトウェアレイヤーを提供することで、サイロ化したシステムを排除します。シームレスな統合により、システム全体のパフォーマンスや俊敏性、耐障害性の向上が期待できます。HCIがもたらす主なメリットは、次のとおりです。

• 迅速で効率的なスケーラビリティ
  HCIは非常に高い柔軟性を備えており、ビジネスやアプリケーションのニーズの変化に応じて、ワークロードを段階的にスケーリングできます。

• 複雑性と管理負担の軽減
  一般的にレガシーインフラは、長年にわたって断片的に追加されたシステムの集合体であるため、管理や保守が複雑になりがちです。HCIでは、複数の環境を単一のシステムとして統合的に管理・保守できるため、ITスタッフの負担を軽減できます。

• コスト効率の向上
  HCIはコモディティハードウェアを利用するため、コスト効率に優れています。また、仮想マシン（VM）を活用することで、組織内のハードウェア台数を全体的に削減でき、冷却費用や電力コストの削減にもつながります。

• シンプルな管理
  HCIの管理は直感的かつ効率的に行えるよう設計されており、一部のレガシーシステムのように高度な専門スキルを必要としません。

• インフラとリソース利用の最適化
  HCIは仮想化技術を活用することで、コンピューティング、ストレージ、ネットワーキングといったリソースを、より徹底的かつ効率的に活用できるようにします。

HCIには多くの利点がある一方で、技術的な観点からいくつかの留意点が存在します。ただし、こうした点は選択するHCIベンダーやソリューションによって大きく異なります。

一般的に、HCIプラットフォームは高いスケーラビリティを提供しますが、中には特定のベンダーのハードウェアやリソースのみの利用を前提とするものもあります。また、クラウドとの統合性についても、すべてのHCIプラットフォームが同等というわけではありません。製品によっては、データセンターとパブリッククラウド間で、リソースやデータを効率的かつシームレスに連携できない場合があります。

さらに、高可用性を実現するためには冗長構成が不可欠ですが、選択したHCIソリューションによっては、こうした冗長性が高価な追加オプションとして提供されるケースもあります。

このような制限や課題は、HCIソリューションやベンダーを十分に比較・検討することで回避できる場合がほとんどです。導入にあたっては、拡張性やクラウド連携、可用性の実装方法などについて適切な質問を行い、自社の要件に合った製品であるかを確認することが重要です。

ハイパーバイザーとHCIは、名称や発音が似ていることから混同されがちですが、同じものではありません。

ハイパーバイザーは、仮想マシン（VM）を実行するためのソフトウェアであり、HCI上で動作するVMやリソースの利用状況を制御・管理する役割を担います。一方、HCIは、サーバー、ストレージ、ネットワーク、仮想化といったインフラ全体を統合・管理するためのプラットフォームです。

仮想化はHCIを構成する重要な要素のひとつであるため、HCIはハイパーバイザーに大きく依存しています。その結果、多くのHCI環境ではハイパーバイザーが広く利用されていますが、HCIそのものがハイパーバイザーであるわけではありません。

HCIを導入・運用する際に限らず、セキュリティは常に最優先で考慮すべき要素です。HCI環境におけるセキュリティを確保するためには、いくつかの基本的なベストプラクティスを押さえておく必要があります。

• 許可されたユーザーのみにアクセスを制限する
  最小特権の原則を徹底し、不要なアクセス権限を与えないことで、内部からの脅威や誤操作のリスクを抑えることが重要です。

• 各コンポーネントの保護を維持する
  転送中および保管中のデータ暗号化に加え、VMのファブリック保護や、HCI環境に適合したバックアップソフトウェアを活用することで、攻撃やデータ損失のリスクを低減できます。

• エージェントレス型セキュリティによる保護の一元化
  エージェントレス型のセキュリティ機能を利用することで、各コンポーネントに個別のセキュリティエージェントを導入する必要がなくなり、運用の複雑さを抑えつつ、セキュリティ管理を一元化できます。

• 徹底防御のアプローチ
  セキュリティ機能を階層的に組み合わせることで、ストレージ、コンピューティング、ネットワーキングといった各レイヤーを多面的に保護できます。これにより、特定のコンポーネントが攻撃を受けた場合でも、被害の拡大を防ぐことが可能です。

HCIが登場した当初は、主にリモートオフィスやブランチオフィス（ROBO）の接続や、リモートワーカー向けの仮想デスクトップインフラ（VDI）を実現するために利用されていました。しかし現在では、組織やソリューションベンダーがHCIの可能性と多くの利点に気づき、より幅広い用途で活用されるようになっています。現在もVDIやROBOは代表的なユースケースですが、それ以外にもさまざまな活用例があります。

• データセンター管理
  HCIを活用することで、組織が保有するデータを効率的かつ容易に管理・保管・分析し、必要なときに迅速にアクセスできるようになります。仮想化により、1台のサーバー上で複数のアプリケーションやサービスを同時に実行でき、HCIが各サーバーに必要なリソースを継続的に提供します。

• テスト・開発環境
  DevOpsの分野では、新しいアプリケーションの開発やテスト、QA用途として、HCI上の仮想マシン（VM）が活用されるケースが多くあります。VMが論理的に分離されているため、問題が発生しても他のシステムやサービスに影響を与えにくい点が特長です。

• データ分析
  データ分析には、高いパフォーマンスと、必要なときにリソースを確保できる俊敏なインフラが求められます。HCIは、こうした要件に対応できる柔軟な基盤として活用されています。

• セカンダリバックアップおよびディザスタリカバリ
  スタンドアロン型のバックアップやディザスタリカバリ基盤では、HCIの統合された分散システムの特性を十分に活かせない場合があります。そのため、HCIのシームレスで統合された機能を最大限に活用できるバックアップやディザスタリカバリのユースケースでも、HCIが選ばれています。