HCI (ハイパーコンバージドインフラ)とは

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)とはは、サーバーとストレージをインテリジェントなソフトウェアで統合した分散型インフラプラットフォームです。ビルディングブロックを柔軟に構築するため、個別のサーバー、ストレージネットワーク、ストレージアレイで構成される従来のインフラを HCI に置き換えることができます。HCI は、標準的なデータセンターのサーバーハードウェアとローカル接続のストレージデバイス（HDD またはフラッシュ）を組み合わせ、分散型のソフトウェアレイヤーで駆動することで、従来のインフラに伴う課題を解消します。

HCI（ハイパーコンバージドインフラ）の仕組み

HCI（ハイパーコンバージドインフラ) は、コンピューティング、ストレージ、ストレージネットワーク、仮想化を含むデータセンターのスタック全体を収束します。HCI は、一般的なデータセンターのサーバーハードウェアとローカル接続のストレージデバイス（HDD またはフラッシュ）を組み合わせ、分散ソフトウェアレイヤーで駆動されているため、従来のインフラの課題を排除できます。複雑かつ高価なレガシーインフラを、業界標準のコモディティサーバー上で動作する分散型プラットフォームに置き換えることで、エンタープライズでは、ワークロードの正確な配置やニーズに応じた柔軟な拡張ができるようになります。個々のサーバーはノードと呼ばれ、x86 プロセッサと SSD、HDD を搭載しています。各ノードで動作するソフトウェアは、あらゆる運用機能をクラスタ全体にわたって分散し、高パフォーマンス、高耐障害性を実現します。

ハードウェアプラットフォームの構成は、さまざまなリソース（CPU、RAM、ストレージ）を個別にスケーリングすることであらゆるワークロードに対応し、グラフィックスアクセラレーション用の GPU の有無にかかわらずプロビジョニングできます。すべてのノードにはストレージ性能を最適化するフラッシュメモリが搭載されており、全てのエンタープライズアプリケーションでレイテンシを最小限に抑えて最大限の I/O スループットを実現する、オールフラッシュのノードも使用できます。

分散ストレージとコンピューティングプラットフォームに加えて、HCI ソリューションには管理ペインも含まれており、HCI リソースを 1 つのインターフェースから容易に管理できます。そのため、サーバーやストレージ、ストレージネットワーク、仮想化の管理を個別に行う必要がなくなります。

ハイパーコンバージェンス技術の誕生

データセンターのインフラは 90 年代以降、データ保護と重要なデータベースへの電源供給のために SAN ストレージを中心に設計され、2000 年代初期、仮想化の急増とともに浸透し始めました。

しかし組織のテクノロジーへの依存は高まるばかりで、もはや従来の SAN ベースのインフラでは IT ニーズに対応できなくなっています。SAN ベースのインフラは複雑で扱いにくく、業務の優先順位の変化に対応するために IT チームが必要とする、柔軟かつ効率的なスケーリングができません。

世界的大手の Web スケール企業が、従来型インフラの限界という現実にいち早く直面し、スケーラビリティと信頼性、運用効率の諸課題を解決するために分散システム技術を開発しました。

2009 年、これらの複数の Web スケール企業のエンジニアたちは、自社の運用課題を解決するために開発した技術が市場全体に適応可能であることに気づきました。それらの技術を現実的にエンタープライズ規模のコンピューティングに導入するには新たなアプローチが必要であり、HCI（ハイパーコンバージドインフラ）のコンセプトが生まれました。

現在、HCI は、競争力を維持し、テクノロジー環境の変化に適用し、革新を推進する企業に選択されています。「ハイパーコンバージェンス」という言葉がいつ、誰によって作られたのかは議論が分かれますが、Nutanix は、2011 年に Complete Cluster という HCI に特化した製品を市場にリリースした最初のテクノロジー企業です。

HCI とクラウド：ハイパーコンバージェンスとクラウドの関係

Amazon Web Services（AWS）や Microsoft Azure、Google Cloud といった パブリッククラウドサービスを活用して業務用の IT アプリケーションをデプロイする企業が増えています。柔軟でダイナミックなパブリッククラウドサービスを活用することで、企業は変化するビジネスニーズに臨機応変に対応できます。

しかし、クラウドの利用は、柔軟性の向上を期待できる一方で、クラウドコンピューティングならではの課題もあります。パブリッククラウドでアプリケーションを構築してデプロイするには、従来の IT チームとは異なる専門的なスキルセットが必要であり、既に複雑にサイロ化された組織ではさらなる専門性が求められます。また、パブリッククラウドのリソースの利用は、オンプレミスインフラよりもコストがかかり、管理とセキュリティの課題も生じます。

Nutanix は、HCI がクラウドへの移行において極めて重要な役割を果たすという考えのもと、独自のソリューションを提供しており、他の HCI ベンダーと一線を画しています。HCI ではパブリッククラウドで使用されているシステムと同様の分散システム技術を活用するため、IT 組織は自社のデータセンター内にプライベートクラウドを構築できます。Nutanix HCI の導入により、クラウドコンピューティングの利点を自社のデータセンターに直接取り入れ、俊敏でスケーラブルなインフラを構築できます。また、Nutanix HCI サービスでは、任意のパブリッククラウドにシームレスに接続できます。これにより、 そのようなアプローチのおかげで、プライベートクラウドとパブリッククラウドを一体化したインフラにし、同じツール・同じ手順で一貫してアプリケーションを展開・管理できます。さらに Nutanix HCI は、オンプレミス、パブリッククラウドを含む異なるクラウド環境間でのデータとサービスの移動、容量バースト、ディザスタリカバリのユースケースをシンプルかつ柔軟に実現します。

Nutanix HCI (ハイパーコンバージドインフラ) ソリューションのメリット

複雑なレガシーインフラからシンプルなHCI (ハイパーコンバージドインフラ) に移行するメリットは数多くあります。移行の主な理由には、コスト削減、安定したパフォーマンスの向上、データセンターのフットプリントの縮小、IT チームの効率と生産性の向上、インフラの ROI の最大化が挙げられます。

• ターンキーインフラ：サーバー、ストレージ、ネットワーク、仮想化リソースを統合し、エンドツーエンドのシステム管理と運用管理の機能を提供します。
• 迅速なデプロイメント：わずか数分でインフラをデプロイできるため、IT 部門はビジネスを支援するアプリケーションやサービスに注力できるようになります。
• 完全なソフトウェア駆動型：主要なサーバープラットフォームをはじめ、さまざまなハードウェアプラットフォームをサポートします。
• 選択の自由：ビルトインされた仮想化機能を使用するか、任意のハイパーバイザを使用するか選択できます。また、サーバーのデプロイメントには、サーバーベンダーを幅広い選択肢のなかから選ぶか、OEMから事前統合されたアプライアンスを購入するかを選択できます。
• 高性能と優れた耐障害性：各ノードで動作する Nutanix HCI ソフトウェアは、全ての運用機能をクラスタ全体に分散します。
• 極めて柔軟な構成：単一のクラスタに対して、ストレージ、CPU、メモリリソースの量が異なるタイプのノードを無制限に追加できるため、さまざまなワークロードを最大限の効率で実行可能です。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ）に関する FAQ

HCI (ハイパーコンバージドインフラ） は IT の効率化をどのように促進するのか？

HCI は、通常のインフラスタックを、コンピューティングとストレージ、ネットワーキングを組み込んだ拡張性のある構成ブロックに縮小することでデータセンターの設置面積を削減します。フットプリントの大幅な縮小により、中核のデータセンターと同じインフラをエッジでも実行できるため、さらなる効率化と、耐障害性、びパフォーマンスの向上が期待できます。

個別のサーバーとストレージネットワーク、ストレージアレイを単一のハイパーコンバージドインフラソリューションに置き換えることで、業務に合わせて簡単に拡張できる アジャイルなデータセンターを構築できます。ハイパーコンバージェンスでは、インフラのあらゆる側面を集中管理できます。また、複数ベンダー間の互換性問題を解消して複雑さを軽減し、管理業務を簡素化します。

リソースが不足しても、担当のベンダーにサーバーとソフトウェアライセンスの追加を依頼するだけで、数クリックでデプロイできます。アプリケーションの所有者は、インフラの存在を意識する必要はなくなります。基盤のインフラについて心配する必要がないため、自分たちのワークロードにのみ集中できます。

コンバージドインフラとハイパーコンバージドインフラ（HCI）の違い

コンバージドインフラ（CI）は従来のインフラの別の購入方法で、通常、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ています。事前に統合されているとはいえ、CI は従来のインフラ同様、ハードウェアを中心としたコンポーネント上に構築されるので、組織のサイロ化を解消したり従来のインフラに関連する問題を解決したりはしません。

では、ハイパーコンバージェンスとはどのようなものでしょうか。ハイパーコンバージドインフラ（HCI）はインフラの設計、購入、デプロイ、管理及び拡張を完全に見直します。HCI はコモディティハードウェアにデプロイされ、あらゆるインテリジェンスをソフトウェアに搭載しています。インフラ環境を幅広く見渡して制御しながら、IT の足かせとなる面倒な作業を自動化できるようにゼロから設計されています。従来のインフラとは根本的に異なったアーキテクチャにより、ビジネスの俊敏性と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、コスト効率の点で劇的な変化をもたらします。

コンバージドインフラとHCI (ハイパーコンバージドインフラ）の比較について詳しくはこちらをご覧ください。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)技術は拡張可能か？

パブリッククラウドサービスと同様、HCI 技術においても、IT チームは現在必要とするものから始め、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、ビジネスニーズの成長に合わせて既存環境を混乱なくスケールアウトできます。それとは対照的に従来のインフラでは、各階層が特定のニーズに基づいて振り分けられています。特に、ストレージは大型のモノリシックなストレージアレイ上にデプロイされるため、設計とデプロイが複雑で、多くの場合アプリケーションの追加により速度が低下します。アレイが満杯になると、ストレージを追加するには別の大型アレイをデプロイするしかなく、追加したアレイは既存のアレイとは別に管理する必要があります。IT チームは このような煩雑さを回避するために、3 ～ 5 か年先を見越した計画を立てようとします。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)はストレージを簡素化できるのか？

データは毎年 50% かそれ以上の割合で増加しており、ブロック、ファイル、オブジェクトストレージに保存されています。可視性と制御に関する新たな要件が、ストレージ管理者に対する要求を高めています。また、どのようなストレージアーキテクチャでもクラウドストレージ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新たな要求に十分に対応できません。従来のインフラはサイロ化されており、複雑で柔軟性に限界があり、十分に活用されていません。

また、従来のインフラは、データの可視性を欠いており、新たなコンプライアンス及び制御の要件にも対応できません。そもそもクラウド以前に設計されたものであるため、クラウドのような機能を採用することは極めて困難です。HCI は、サイロ化を解消し、全てのリソースを単一のリソースに集約することで管理と制御を容易にします。インフラは「インビジブル」 なほうが良く、HCI は、その不可視性をストレージ領域まで拡げます。HCI では、ストレージが必要なときにはストレージのためのノード、コンピューティングの際には CPU のノード、あるいはその中間のノードなど、その時々のニーズに合わせてさまざまなノードを 1 つのクラスタに含めることができます。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)上で高性能アプリケーションを実行できるのか？

一言で言うと答えはイエスです。かつて HCI は 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始まりました。HCI ソリューションのユーザーが増え、本番環境及びデータセンターのワークロードにシステムを多用したり、将来に向けてリソースを準備したりするようになったことで HCI が急速に普及しました。

適切に設計された HCI ソリューションは広範かつ多様なアプリケーション環境のもとで、大規模なパフォーマンスを実現します。HCI のアーキテクチャが最高のパフォーマンスを実現し、SAN 同様の機能を提供します。現在の HCI はデータベースの認証を受けており、極めて厳しい要件の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 上で動作するアプリの代表例は次のとおりです。

• 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・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・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 (ハイパーコンバージドインフラ)環境で使用されるハードウェアとは？

HCI システムのコンポーネントには分散インフラプレーンと分散管理プレーンがあります。

分散インフラプレーンは、ノードのクラスタ全体で動作し、ゲストアプリケーションにストレージ、仮想化、ネットワーキングサービスを提供します。ゲストアプリケーションが VM またはコンテナベースかは問わず、同じサービスが提供されます。管理プレーンにより、グローバルな HCI リソースを１つの場所、画面で容易に管理できます。これにより、サーバー、ストレージネットワーク、ストレージ、仮想化のための個別の管理ソリューションが不要になります。HCI ソリューションは完全にソフトウェア定義であり、プロプライエタリなハードウェアに依存しません。HCI は、複数のサーバーベンダーによ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の選択肢を提供しています。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)を既存環境に統合できるか？

HCIの特長の 1 つは、既存の IT 環境の大半とうまく統合できる点です。これは、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などコモディティハードウェア上でデプロイされ、組織のデータセンターやパブリッククラウドサービス、さらにはエッジに至るまで、一元管理可能なシステムの構築に、ソフトウェアに主に依存しているのが理由です。HCI は、最終的には組織の一部の既存インフラを代替する可能性がありますが、ビジネスクリティカルなアプリケーションやシステム、運用プロセスのサポートは万全です。IT スタッフの時間と労力を抑えて、さらなる効率化を期待できます。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)のメリット

ハイパーコンバージェンスは IT エコシステム全て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、システムパフォーマンスと俊敏性、耐障害性の向上を期待できます。ハイパーコンバージェンスの他の利点は次のとおりです。

• 迅速で効率的なスケーラビリティ：HCI の極めて高い柔軟性により、ニーズの変化に応じてワークロードを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何年にもわたって断片的に追加された寄せ集めのシステムであるため、管理と保守が複雑になりがちです。HCI では、IT スタッフが複数の環境を 1 つのシステムで統合的に管理・保守できます。
• 手頃な価格：HCI はコモディティハードウェアを使用するため、コスト効率に優れています。また、仮想マシン（VM）を使うため、組織内のハードウェア数を全体的に減らし、冷却費用や電気代を節約できます。
• シンプルな管理：HCI の管理は極めて直感的かつ効率的で、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 は仮想化により、コンピューティングとストレージ、ネットワーキングのリソースをもっと徹底的かつ効率的に利用できるようにします。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)に制限はあるのか？

HCI には多くの利点がある一方で、HCI 技術にはいくつかの課題もあります。しかし、これらの課題は、選択した HCI ベンダーやソリューションによって異なる場合があります。

例えば、一般的にHCI プラットフォームは高いスケーラビリティ機能を提供しますが、なかには特定のベンダーのリソースだけを使用するよう求めるプラットフォームもあります。また、クラウドとの統合性についても、全ての HCI プラットフォームが同じというわけではありません。プラットフォームによっては、データセンターとクラウド間で効率よくシームレスにリソースを共有できない場合もあります。最後に HCI ソリューションは、高可用性を実現するために高度な冗長性も提供しなくてはなりません。しかし選択したソリューションによっては、冗長性が高価なアドオンとして販売されているかもしれません。

通常、HCI ソリューションとベンダーをしっかり吟味することによってこのような落とし穴を回避できます。適切な質問を投げかけ、どのような製品を購入しようとしているのかご確認ください。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)とハイパーバイザの違いは？

ハイパーバイザとハイパーコンバージドインフラは、発音が似ているため混同されがちですが、同じではありません。しかし、ハイパーコンバージドインフラはハイパーバイザに大きく依存しています。ハイパーバイザは、ハイパーコンバージドインフラ上にある仮想マシンとリソース活用を制御、管理するためのソフトウェアの一部です。仮想化は HCI の重要な要素であるため、ハイパーバイザは HCI でも広く使用されています。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)を導入する際に考慮すべきセキュリティは？

HCIをデプロイするときでもそれ以外の場合でも、セキュリティは常に最優先事項です。HCI のセキュリティに関するベストプラクティスをいくつかご紹介します。

• 許可されたユーザーのみにアクセスを制限する：最小特権の原則を貫き、内部の脅威を管理する必要があります。
• 各コンポーネントの保護を維持する：転送中または、保管中のデータの暗号化や VM のファブリック保護、適切な HCI 準拠のバックアップソフトウェアといったソリューションを利用することで、攻撃のリスクを抑えることができます。
• エージェントレス型のセキュリティ機能による保護の一元化：エージェントレス化により各コンポーネントにセキュリティエージェントをインストールする必要がなくなり、セキュリティを合理化して「プッシュ」式の通信環境を整えられます。
• 徹底防御のアプローチ：セキュリティ機能を階層化することで、個別に攻撃されることの多い各コンポーネント（ストレージ、コンピューティング、ネットワーキング）のソフトウェアとハードウェアを保護できます。

HCI (ハイパーコンバージドインフラ)の一般的なユースケースとは？

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）を実現するために使用されていました。現在では、組織（および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、より広く使用されるようになっています。今でも VDI と ROBO のために HCI 技術が利用されていますが、その他のユースケースもあります。

• データセンター管理：HCI の利用により、組織が持つあらゆるデータを、効率的かつ容易に管理、保管、分析し、必要な時にアクセスできるようになります。仮想化により、1 台のサーバーで複数のアプリケーションとサービスを同時に実行できます。また、HCI が各サーバーに必要なリソースをいつでも供給し続けます。
• テスト・開発環境：DevOps は新たなアプリケーションの開発や、テスト、QA に HCI エコシステムにある VM を使用することを好む傾向があります。VM が隔離されているため、何か問題が発生しても他のシステムやサービスに悪影響を与えないのがその理由です。
• データ分析：データ分析には高いパフォーマンスと、常にリソースを利用できる俊敏なシステムが必要です。
• セカンダリバックアップやディザスタリカバリ：スタンドアロンのバックアップやディザスタリカバリプラットフォームでは、HCI の統合された分散システムの特性をサポートできないことがよくあります。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ソリューションを選ぶ必要があります。