クラウドネイティブストレージとは何ですか？
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現代のアプリケーションは、サポートするワークロードと同じくらい動的なストレージを必要とする。クラウドネイティブストレージはまさにそれを実現します。ソフトウェア定義型でコンテナ対応のインフラストラクチャであり、自動的にスケーリングし、Kubernetesとシームレスに統合し、分散環境全体で永続的なデータアクセスを提供します。従来の物理ハードウェアに依存するストレージとは異なり、クラウドネイティブストレージはソフトウェアを通じてリソースを抽象化することで、マイクロサービスアーキテクチャにおける柔軟性、自動化、および回復力を実現します。
クラウドネイティブストレージ（CNS）とは何ですか？
クラウドネイティブストレージとは、コンテナ、マイクロサービス、および動的なワークロード向けに特別に設計されたソフトウェア定義ストレージのことです。これは、ソフトウェアによって物理ハードウェアを抽象化し、コンテナストレージインターフェース（CSI）を介してストレージをKubernetesに公開し、アプリケーションのライフサイクルに沿った永続ボリュームを提供します。CNSは自動化、携帯性、および拡張性を重視しており、ストレージはプラットフォームとアプリケーションに合わせて拡張、縮小、および修復されます。
クラウドネイティブストレージの仕組み
抽象化— ストレージはソフトウェア定義レイヤーを通じてハードウェアから分離され、ノードやクラスタ間でリソースが共有されます。
Kubernetes 統合— CSI ドライバーは、動的プロビジョニング、ボリューム拡張 (運用上の弾力性のため)、アタッチ/デタッチ、スナップショット、永続ボリューム要求 (PVC、ポッド レベルのストレージ要求) のライフサイクル管理、それらを永続ボリューム (PV、クラスタ ストレージ リソース)にマッピングすることを可能にします。
ポリシー主導型の運用— StorageClassはパフォーマンス、回復力、配置に関するポリシーを定義するため、開発者は必要なものを要求するだけで、プラットフォームがそれを実現する方法を決定します。
回復力― レプリケーション、自己修復、およびポリシーベースの配置により、ノード/クラスター全体でデータが保護されます。
移植性— データとポリシーは、オンプレミス、ハイブリッド、マルチクラウド環境を問わず、ワークロードに追従します。
クラウドネイティブストレージの主な特徴
一貫性― 分散システムは、レプリケーションとコンセンサスを使用してノード間でデータを同期させます。アプリケーションは、予測可能な読み書きセマンティクスを利用できます。
耐久性― ノードとゾーン全体にわたる冗長性により、ハードウェアおよびソフトウェアの障害から保護され、データの損失を防ぎます。
可用性― 自己修復機能、フェイルオーバー機能、トポロジーを考慮した配置により、ダウンタイムを最小限に抑え、アップグレード時や障害発生時にもアクセスを維持します。
拡張性— サービスの中断なしにノードを追加することで、容量とパフォーマンスを水平方向に拡張できます。負荷分散と配置は自動化によって処理されます。
パフォーマンス— キャッシング、階層化（フラッシュ/ディスク/オブジェクト）、およびスマートな配置により、多様なワークロードに対してI/Oスループットとレイテンシが最適化されます。機械学習パイプラインには、トレーニングデータセット用の高性能ストレージと、GPUクラスタ用の柔軟なスケーリング機能が必要です。CNSは、これらの動的なワークロードをシームレスにサポートします。
デプロイメント— CSI、StorageClasses、およびその他のKubernetesプリミティブを介したネイティブなKubernetes統合により、ハンズフリーのライフサイクル管理とGitOpsフレンドリーなワークフローを実現します。
クラウドネイティブストレージの種類
オブジェクトストレージ― 高い拡張性を持ち、バックアップ、メディア、アーカイブ、AIデータセットなどの非構造化データ向けに設計されています。
ブロックストレージ― データベースやトランザクション処理アプリケーション向けの低遅延ボリューム。
共有ファイルストレージ— 同時読み書きを必要とするアプリケーション向けのRWXアクセス。開発チームは、CI/CDパイプライン内の複数のポッド間でビルド成果物とログを保存するために、共有RWXファイルシステムとしてCNSを使用します。
一時ストレージ— 高速で、ポッドスコープのスクラッチ/キャッシュ。永続ストレージとは異なり、ポッドのライフサイクルに直接結びついているため、ポッドが削除されたり、障害が発生したりするとデータが失われます。
ストレージタイプ | ユースケース | 性能 | 粘り強さ |
オブジェクトストレージ | バックアップ、メディア、アーカイブ、ログ、AIデータセット | 中程度（高いスループットと拡張性、低遅延はそれほど一般的ではない） | 持続的 |
ブロックストレージ | データベース、トランザクションアプリケーション | 高（低遅延、高IOPS） | 持続的 |
共有ファイルストレージ | 同時読み書きを必要とするアプリケーション | 中程度から高 | 持続的 |
一時的なストレージ | ポッドスコープのスクラッチスペース、キャッシュ | 高速（高速ローカル） | 非永続的 |
クラウドネイティブストレージアーキテクチャの主要コンポーネント
クラウドネイティブデータベース管理
クラウドネイティブ環境におけるデータベースは、コンテナ化されたデプロイメント、迅速なプロビジョニング、および弾力的なスケーリングの恩恵を受け、これらは俊敏性と回復力にとって不可欠です。しかし、分散マイクロサービス間でステートフルデータを管理すると、レプリケーション、フェイルオーバー、パフォーマンスの一貫性に関して複雑さが増す。手動でのパッチ適用、バックアップ、チューニングは時間と労力を要し、リスクも伴います。
Nutanix Database Service (NDB) は、ハイブリッドおよびマルチクラウド環境全体にわたって、自動プロビジョニング、パッチ適用、バックアップ/リカバリ、およびパフォーマンス最適化により、運用を効率化します。NDBは、ガバナンスとポリシーを一元化することで、チームがコンプライアンスを維持しながら、日常的な作業負担を軽減するのに役立ちます。
クラウドネイティブファイルシステム（CNFS）
CNFSは、マイクロサービスやコンテナワークロード向けに最適化された、分散型でスケーラブルなファイルシステムです。これにより、ポッドやクラスター間でファイルへの永続的かつ共有された（読み書き実行）アクセスが可能になり、コンテンツアプリ、分析パイプライン、CI/CDアーティファクトなどをサポートし、シームレスなスケーリングと高可用性を実現します。
クラウドネイティブなデータ保護
クラウドネイティブ環境における保護は、アプリケーション固有の設定を使用した、クラウド全体にわたる継続的なバックアップ、不変のスナップショット、レプリケーション、およびポリシー主導型のリカバリを中心としています。真のクロスクラウドモビリティを実現するには、アプリケーションとその状態は単一のポータブルなエンティティとして移動する必要があります。バージョン管理は偶発的な変更を防ぎ、自動化は人的ミスを減らし、目標復旧時間（RTO）／目標復旧時点（RPO）を改善します。堅牢な戦略には、オフサイトバックアップ、定期的な災害復旧テスト、ランサムウェア対策（不変性、暗号化、ロールベースのアクセス制御）が含まれます。
クラウドネイティブストレージの利点
クラウドネイティブストレージは、組織がコンテナ化された環境でデータを管理する方法を変革します。
拡張性と柔軟性― クラウドネイティブストレージはワークロードに応じて自動的に拡張されるため、手動操作なしで容量を増減できます。この柔軟性により、アプリケーションはトラフィックの急増やリソースの変化に効率的に対応できます。
例：大手ECサイトでは、季節的なセール期間中にアクセス数が急増する。クラウドネイティブストレージは、ストレージリソースを自動的に拡張することで、ダウンタイムなしでトランザクションの急増や製品カタログの更新に対応できます。
パフォーマンスと信頼性― ワークロードがノード間やクラスター間で移動しても、分散環境全体で一貫したパフォーマンスを提供します。インテリジェントなデータ配置やキャッシングなどの組み込みメカニズムにより、I/O操作が最適化され、高スループットと低遅延を実現します。調査によると、クラウドネイティブストレージの導入により、クエリパフォーマンスが31%向上し、レイテンシが27%削減され、ステートフルアプリケーションのパフォーマンスが測定可能なレベルで向上することが示されています。
例：銀行やフィンテック企業は、低遅延かつ高スループットのストレージを必要とする決済ゲートウェイや不正検出システムなどのステートフルアプリケーションを運用している。CNSは、フェイルオーバー発生時であっても、分散クラスタ全体で一貫したパフォーマンスを保証します。
移植性― クラウドネイティブストレージにより、永続データへのアクセスを失うことなく、ワークロードをプライベートクラウド、パブリッククラウド、ハイブリッドクラウド間で自由に移動できます。この移植性により、マルチクラウド戦略がサポートされ、災害復旧計画が簡素化されます。
例：レガシーアプリケーションを最新化する組織は、柔軟性を確保するために開発ワークロードをパブリッククラウドで実行し、制御とセキュリティのために本番環境はオンプレミスに維持することがよくあります。CNSの移植性により、ワークロードがAWS、Azure、またはプライベートデータセンターのいずれで実行されていても、開発データベース、構成ストア、および永続的なアプリケーション状態が同期された状態に保たれます。これにより、一貫性と安定性を損なうことなく、近代化を加速させることができます。
コスト効率― 自動化とリソース最適化により、過剰なリソース確保の必要性が減り、インフラコストが削減されます。動的プロビジョニングにより、ストレージリソースは必要なときにのみ割り当てられるため、全体的な利用率が向上します。IDCのNutanixクラウドプラットフォームのビジネス価値に関するレポートによると、企業は効率的なリソース利用によりインフラストラクチャコストを41%削減しており、エンタープライズ展開ではコンピューティングおよびストレージリソースで年間147万ドルの節約が見込まれると報告している。さらに、新しいストレージの導入速度が88%向上することで、価値実現までの時間が短縮され、運用コストが削減されます。
例：SaaSプロバイダーは、ピーク時の利用停止を避けるために、ストレージ容量を過剰に確保することがよくあります。クラウドネイティブストレージでは、動的なプロビジョニングと自動階層化により、必要なときにのみリソースが割り当てられるため、遊休容量が削減され、インフラストラクチャコストが低減されます。
データの回復力― クラウドネイティブストレージは、組み込みのレプリケーションとフォールトトレランスにより、ハードウェア障害やノード停止からデータを保護します。これらの機能により、ハイブリッドおよび分散型デプロイメントにおいて高い可用性と耐久性が確保されます。
例：病院や研究機関は、患者の記録や画像データを安全かつ堅牢に保存するためのストレージを必要としている。CNSは、HIPAAおよびGDPRの要件を満たすための複製、暗号化、およびコンプライアンス機能を提供します。
避けるべきよくある間違い
すべてのコンテナを一時的なものとして扱う― ステートフルなアプリケーションでは、永続的なボリュームと慎重なデータ管理が必要です。
ストレージの種類とデータ形式の不一致— ストレージの種類（オブジェクト、ブロック、ファイル）を選択する際にデータの特性を無視すると、パフォーマンスの低下とコスト効率の低下につながります。
ストレージのパフォーマンス クラスを無視すると、I/O 要件と階層が一致しない（たとえば、コールド ストレージ上のデータベース）と、レイテンシと不安定性が発生します。
高価なストレージ階層を過剰にプロビジョニングする— アクセス頻度の低いデータを高性能な階層に保存すると、コストが膨らみます。コストとアクセスパターンに合わせて、階層化ポリシーを導入する。
単一クラウドストレージへの依存― 密結合はベンダーロックインを生み出し、移植性と回復力を制限する。
アクセスモードの見落とし— ReadWriteOnce (RWO) と ReadWriteMany (RWX) の混同は、スケジューリングの競合や可用性の問題を引き起こします。
バックアップと災害復旧を軽視する― レプリケーションは完全な災害復旧戦略ではありません。バックアップ、不変性、およびフェイルオーバーのオーケストレーションも必要です。
保管計画に関する考慮事項（チェックリスト）
キャパシティプランニングと成長モデリング— 基本要件、将来予測、バッファ容量
パフォーマンスの基準設定とモニタリング— ベンチマーク、SLA、負荷テストの手法
プロトコルのサポートと互換性— 必須プロトコル（iSCSI、NFS、S3、CSI）、環境間の一貫性、パフォーマンス特性
コスト管理と最適化― TCO分析、階層化戦略、適正規模化
複数テナントと隔離— テナントの境界線、割り当て、騒音対策
統合と互換性— アプリケーション要件、移行パス、バックアップ検証
セキュリティとコンプライアンス― 暗号化、ロールベースアクセス制御（RBAC）、データ主権に関する考慮事項
運用準備状況― 文書作成、訓練、サポート契約
クイック決定ガイド
アクセスモード— ワークロードはReadWriteOnce（RWO）またはReadWriteMany（RWX）のどちらを必要としますか？
パフォーマンスクラス— I/Oプロファイル（IOPS、スループット、レイテンシ）をストレージ層（NVMe / SSD / HDD / オブジェクト）に合わせます。
一貫性要件— ワークロードごとに読み書きのセマンティクスとレプリケーション係数を定義する。
データ保護レベル— スナップショット、バックアップ、レプリケーション、不変性、およびテスト済みの復旧目標（RPO/RTO）を含みます。
セキュリティとコンプライアンス— 暗号化、テナント分離、監査証跡、およびデータ所在地管理を確実に実施する。
コスト目標— 動的なプロビジョニング、自動階層化、ライフサイクルポリシーを活用して最適化します。
Nutanixによるクラウドネイティブストレージ
Nutanixは、実績のある Nutanix AOS を基盤とした Nutanix Cloud Platform を通じて、クラウドネイティブワークロード向けに統合された、拡張性とセキュリティに優れたストレージを提供します。Nutanix Cloud Platformは、自動自己修復、スナップショット、レプリケーション、適応型パフォーマンス最適化機能を備えた、成熟したエンタープライズグレードのソフトウェア定義ストレージプラットフォームです。Cloud Native AOSでは、この実績のあるストレージ技術がAmazon EKSなどのプラットフォーム上でコンテナとしてネイティブに動作し、ハイパーバイザーを必要とせずにコンテナストレージインターフェース（CSI）を介してKubernetesとシームレスに統合されます。ストレージは、ハイブリッド環境全体でアプリケーションに合わせて自動的に拡張および修復されます。
ステートフルアプリケーションをさらにサポートするために、 Nutanix Database Service（NDB）はデータベースのプロビジョニング、パッチ適用、およびバックアップを自動化します。Nutanixの中核となるオブジェクトストレージ、ブロックストレージ、ファイルストレージ機能と組み合わせることで、これらのソリューションは、チームが永続データを容易に管理し、AIパイプラインに必要な膨大なデータセットを処理し、回復力のある自動化されたアーキテクチャを構築することを可能にします。
AIとクラウドネイティブストレージ
企業がAIや機械学習のワークロードを採用するにつれて、拡張性、セキュリティ、高性能を備えたストレージの必要性が極めて重要になってくる。従来のインフラストラクチャは、AIパイプラインの膨大なデータセットとGPU駆動型の計算要件をサポートするのにしばしば苦労する。クラウドネイティブストレージは、柔軟な拡張性、ポリシーに基づいたデータ配置、および高度なハードウェアアクセラレータとの統合を提供することで、これらの課題に対処します。
このビデオでは、Nutanixが統合ストレージ上に構築されたクラウドネイティブインフラストラクチャを使用して、企業がAIワークロードを拡張できるようにする方法について説明します。本稿では、ほとんどのAIパイロットプロジェクトが規模拡大に失敗する理由、エッジ、コア、クラウドにわたるNutanixの統合アプローチ、高性能AIを実現するNVIDIA GPUとの統合、そして分析やランサムウェア対策のためのData Lensといった高度な機能について解説する。
クラウドネイティブストレージに関するよくある質問
クラウドネイティブストレージは、コンテナ、マイクロサービス、および動的なワークロード向けに構築された、ソフトウェア定義型のソリューションです。スケーラブルで自動化された柔軟なストレージを提供し、 Nutanix Kubernetes PlatformなどのKubernetesプラットフォームと統合することで、最新のクラウド環境における回復力が高く効率的なデータ管理のための迅速なプロビジョニング、高可用性、分散アーキテクチャを実現します。
クラウドネイティブストレージは、ソフトウェア定義アーキテクチャを用いてストレージを物理インフラストラクチャから切り離すことで、柔軟性と回復力を高めます。データの耐久性を高めるためにノード間でデータを複製し、コンテナストレージインターフェース（CSI）を介してKubernetesと統合することで、永続ボリュームのプロビジョニングと管理を自動化します。これにより、ストレージの移植性、拡張性、およびコンテナ化されたアプリケーションのライフサイクルとの整合性が確保されます。
クラウドネイティブストレージは、自動的な拡張性、高いパフォーマンス、そしてクラウド間での移植性を提供します。自動化と動的なプロビジョニングによってコストを削減すると同時に、レプリケーションとフォールトトレランスによって分散環境におけるデータの回復力と高可用性を確保します。
クラウドネイティブファイルシステムは、コンテナ化された環境向けに構築された、分散型で拡張性の高いソリューションです。従来のファイルシステムとは異なり、マイクロサービスや動的なワークロードに最適化されており、コンテナやクラスタ間でシームレスな共有データアクセスを提供します。
Nutanixは、ハイブリッド環境およびマルチクラウド環境全体にわたって、組み込みの冗長性、自動バックアップ、および高速復旧機能を提供します。スナップショット、レプリケーション、ポリシー主導型自動化などの機能により、コンテナ化されたワークロードやステートフルなワークロードの可用性が確保され、保護が簡素化されます。
クラウドネイティブストレージはソフトウェア定義型であり、コンテナとマイクロサービス向けに設計されており、自動スケーリング、クラウド間での移植性、CSIを介したシームレスなKubernetes統合を提供します。従来のストレージは物理的なハードウェアに依存しており、手動でのプロビジョニングとスケーリングが必要となる。重要な違いは、クラウドネイティブストレージはアプリケーションに合わせて自動的に拡張、縮小、修復されるのに対し、従来のストレージは変更を行う際に手動での介入が必要となる点です。
