ONTAPのStorage Efficiency機能紹介
～各機能の設定方法と効率化検証～

2020.12.15 2022.01.26 ストレージチャンネル編集部

みなさん、こんにちは。
SB C&S　技術担当の河村です。

これまでONTAPのStorage Efficiency機能紹介として、以下の記事を掲載しました。

「ONTAPのStorage Efficiency機能紹介　～データ圧縮編～」
「ONTAPのStorage Efficiency機能紹介　～重複排除～」
「ONTAPのStorage Efficiency機能紹介　～インラインデータコンパクション～」

最終回となる本記事では、各機能の設定方法を説明します。また、実際に効率化機能を使用することで、データがどのくらい削減されるか検証していきたいと思います。

※本記事で説明するONTAPのバージョンは9.7になります。

各機能の設定方法

データ圧縮、重複排除、インラインデータコンパクションの設定方法について説明します。本記事では、AFF C190を使用しての説明となりますが、ONTAPはNetAppの各ストレージ製品で利用されるシングルアーキテクチャのため、FASシリーズやONTAP Selectにおいても使用するコマンドは同じものとなります。

本記事では、ターミナルソフトからAFF C190へログインし、CLI上でコマンドを実行することで、各機能の設定を行っています。

また、事前準備として、ボリュームなどの必要なストレージリソースを作成した状態での説明となります。

データ削減量の確認

各機能の設定をする前に、データ削減量の表示方法について確認しましょう。

以下のコマンドを実行し、データ圧縮、重複排除におけるデータ削減量を確認します。

volume show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

Space Saved by Storage Efficiency：Storage Efficiency機能全体のデータ削減量
Percentage Saved by Storage Efficiency：Storage Efficiency機能全体のデータ削減率
Space Saved by Deduplication：重複排除のデータ削減量
Percentage Saved by Deduplication：重複排除のデータ削減率
Space Saved by Compression：データ圧縮のデータ削減量
Percentage Saved by Compression：データ圧縮のデータ削減率
以下のコマンドを実行し、インラインデータコンパクションにおけるデータ削減量を確認します。

storage aggregate show -aggregate [アグリゲート名]

Space Saved by Data Compaction：インラインデータコンパクションのデータ削減量Percentage Saved by Data Compaction：インラインデータコンパクションのデータ削減率
※インラインデータコンパクションの容量削減効果はAggregate単位となるため、データ削減結果の表示コマンドもAggregate単位となります。

データ圧縮

設定状況の確認

以下のコマンドを実行し、現在のデータ圧縮の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

Compression：ポストプロセスデータ圧縮
Inline Compression：インラインデータ圧縮

対象機能が有効だとtrue、無効だとfalseが表示されます。
図のようにAFFシリーズでは、ポストプロセス/インラインともにデフォルトで有効となっていますが、AFFシリーズではポストプロセスデータ圧縮はサポートしていないため、実際には実行されません。

データ圧縮の有効/無効化

以下のコマンドを実行し、データ圧縮を有効/無効化します。
※以下は、無効化する際の画像となります。

volume efficiency modify -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]
-compression [true/false] -inline-compression [true/false]

-compression：ポストプロセスデータ圧縮
-inline-compression：インラインデータ圧縮
※ポストプロセスデータ圧縮のみを有効/無効化することも可能です。
インラインデータ圧縮のみを有効/無効化する場合は、ポストプロセスデータ圧縮が有効になっている必要があります。
以下のコマンドを実行し、現在のデータ圧縮の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

上記画像ではCompression、Inline Compressionそれぞれの値がfalseになっているので、ポストプロセス/インラインデータ圧縮を無効化できたことが確認できます。

アダプティブ/セカンダリ圧縮への変更

以下のコマンドを実行し、特権レベルをadvanced権限に切り替えます。

set -privilege advanced

この時、警告が表示されますが、[y]を選択し、特権レベルを切り替えます。
以下のコマンドを実行し、現在のデータ圧縮の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

Advanced権限でvolume efficiency showコマンドを実行すると、[Compression Type]が表示され、現在のデータ圧縮方式を確認することができます。AFFシリーズでは、デフォルトがアダプティブ圧縮になっていることが分かります。
圧縮方式を変更するには、既に圧縮されているデータを解凍する必要があります。
以下のコマンドを実行し、現在のデータ削減量を確認します。

volume show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

Storage Efficiency機能全体のデータ削減量：9.28GB
重複排除のデータ削減量：4.33GB
データ圧縮のデータ削減量：4.95GB
次にSystem Managerから、解凍されたデータを保存できる十分な空き容量が、圧縮方式を変更するボリュームに存在することを確認します。
左メニューから[①ボリューム]を選択し、[②対象ボリューム]の[③概要]タブから[④容量]を確認することができます。
※この時、Storage Efficiency機能全体のデータ削減量が解放されても保存できるだけの空き容量があることを確認しておきましょう。

Storage Efficiency機能全体のデータ削減量が9.28GBのため、十分な空き領域があることを確認できました。
以下のコマンドを実行し、データ圧縮を無効化します。

volume efficiency modify -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]
-compression false -inline-compression false
以下のコマンドを実行し、圧縮されたデータを解凍します。

volume efficiency undo -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]
-compression true

※十分な空き容量がない場合、その旨を示すエラーメッセージを出力し、コマンドが終了します。この時、データの解凍は行われません。
以下のコマンドを実行し、データの削減量を再度確認します。

volume show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

解凍処理により、データ圧縮のデータ削減量は0となりました。
同時に重複排除のデータ削減量も4.33GBから1.03GBへ減少しています。
これは、圧縮と重複排除の両方がかかっているブロックも解凍の対象に含まれることにより、重複排除効果が無効化されるためです。
以下のコマンドを実行し、データ圧縮方式を切り替えます。
※以下は、セカンダリ方式に切り替える際の画像となります。

-compression-type：データ圧縮方式
adaptive：アダプティブ圧縮
secondary：セカンダリ圧縮
以下のコマンドを実行し、現在のデータ圧縮の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

上記画像ではCompression Typeの値がsecondaryになっているので、圧縮方式がセカンダリに切り替わっていることが確認できます。
最後に以下のコマンドを実行し、特権レベルをadmin権限に切り替えます。

set -privilege admin

アダプティブ方式に切り替える場合も同様の手順で行います。

重複排除

設定状況の確認

以下のコマンドを実行し、現在の重複排除の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

State：ポストプロセス重複排除
Inline Dedupe：インライン重複排除
Cross Volume Inline Deduplication：インラインアグリゲート重複排除
Cross Volume Background Deduplication：ポストプロセスアグリゲート重複排除

対象機能が有効だとEnabledまたはtrue、無効だとDisabledまたはfalseが表示されます。ポストプロセス処理による重複排除がEnabledであることが、データ圧縮および重複排除（インライン重複排除やアグリゲート重複排除）の前提となっています。

図のようにAFFシリーズでは、全ての重複排除機能がデフォルトで有効となっていることが分かります。

重複排除の有効/無効化

以下のコマンドを実行し、ポストプロセス重複排除を有効/無効化します。
※以下は、無効化する際の画像となります。

volume efficiency [on/off] -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

volume efficiency on：有効化
volume efficiency off：無効化
以下のコマンドを実行し、現在の重複排除の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

上記画像ではStateの値がDisabledになっているので、ポストプロセス重複排除が無効化されたことが確認できます。
また、ポストプロセス重複排除は、データ圧縮および重複排除（インライン重複排除やアグリゲート重複排除）の前提となるため、この設定が無効化されるとデータ圧縮や他の重複排除の値もfalseとなり、無効化されます。
ポストプロセス重複排除が有効の状態で、以下のコマンドを実行することで、インライン重複排除やアグリゲート重複排除を有効/無効化することができます。
※以下は、無効化する際の画像となります。

volume efficiency modify -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]
-inline-dedupe [true/false]
-cross-volume-inline-dedupe [true/false]
-cross-volume-background-dedupe [true/false]

-inline-dedupe：インライン重複排除
-cross-volume-inline-dedupe：アグリゲートインライン重複排除
-cross-volume-background-dedupe：アグリゲートポストプロセス重複排除
※インライン重複排除のみを有効/無効化することも可能です。
アグリゲート重複排除のみを有効/無効化する場合は、インライン重複排除が有効になっている必要があります。
以下のコマンドを実行し、現在の重複排除の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

各重複排除が無効化されたことを確認します。

重複排除ポリシーの設定

以下のコマンドを実行し、現在の重複排除の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

[Efficiency Policy Name]では、現在の重複排除で利用されるポリシーを確認することができます。AFFシリーズでは、デフォルトがautoになっていることが分かります。
以下のコマンドを実行し、重複排除ポリシーを変更します。
※以下は、inline-onlyに変更する際の画像となります。

volume efficiency modify -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]
-policy [auto/default/inline-only]

この時、警告が表示されますが、[y]を選択し、重複排除ポリシーを切り替えます。
auto：ポストプロセス重複排除が自動で実行される
（自動バックグラウンド重複排除）
※自動バックグラウンド重複排除はAFFシリーズのみでサポートされる機能のため、FASシリーズでは、autoポリシーは設定できません。
default：ポストプロセス重複排除が手動スケジュールに従って実行される
inline-only：ポストプロセス重複排除は実行されない
（インライン重複排除のみを実行したい場合の設定）
以下のコマンドを実行し、現在の重複排除の設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

重複排除ポリシーがinline-onlyに変更されたことを確認します。

インラインデータコンパクション

設定状況の確認

以下のコマンドを実行し、現在のインラインデータコンパクションの設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

対象機能が有効だとtrue、無効だとfalseが表示されます。
図のようにAFFシリーズでは、インラインデータコンパクションがデフォルトで有効となっていることが分かります。

インラインデータコンパクションの有効/無効化

以下のコマンドを実行し、インラインデータコンパクションを有効/無効化します。
※以下は、無効化する際の画像となります。

volume efficiency modify -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]
-data-compaction [true/false]

-data-compaction：インラインデータコンパクション
以下のコマンドを実行し、現在のインラインデータコンパクションの設定状況を確認します。

volume efficiency show -vserver [SVM名] -volume [ボリューム名]

インラインデータコンパクションが無効化されたことを確認します。

Storage Efficiency機能検証

実際にStorage Efficiency機能を有効にした状態で、データがどの程度削減できるのか検証した結果をまとめます。
今回は以下の条件およびパターンで検証を実施しました。

検証条件
検証機：AFF C190
ボリューム容量：100GB（Windows ServerへCIFS接続）
書き込みファイル：10MB × 1000ファイル = 10GB
※フリーソフトにより、各ファイルとのデータ重複度を調整してサンプルファイルを作成
検証する機能：インラインアダプティブ圧縮
　　　　　　　インラインボリューム重複排除
　　　　　　　インラインデータコンパクション
検証パターン
パターン①：Storage Efficiency機能無効
パターン②：Storage Efficiency機能有効（データ削減可能な割合50%）
パターン③：Storage Efficiency機能有効（データ削減可能な割合75%）

パターン①：Storage Efficiency機能無効

ボリュームの使用量：10GB
データ削減容量：0GB
データ削減率：0%

Storage Efficiency機能が無効のため、書き込まれたファイルの容量がそのまま消費されます。

パターン②：Storage Efficiency機能有効(データ削減可能な割合50%)

ボリュームの使用量：1.62GB
データ削減容量：8.31GB（データ圧縮削減容量：0GB、重複排除削減容量：8.31GB）
データ削減率：84%（データ圧縮削減率：0％、重複排除削減率：84％）
パターン②

Storage Efficiency機能により大幅にデータが削減されました。
アダプティブ圧縮では、ファイルの圧縮率が50%以下の場合、圧縮対象外となります。|
本検証パターンでは、データ削減可能な割合が50%のため、アダプティブ圧縮の対象外となり、重複排除のみ実行されています。

データ圧縮についての詳細は以下の記事をご参照ください。

「ONTAPのStorage Efficiency機能紹介　～データ圧縮編～」

パターン③：Storage Efficiency機能有効(データ削減可能な割合75%)

ボリュームの使用量：1.52GB
データ削減容量：8.40GB（データ圧縮削減容量：4.84GB、重複排除削減容量：3.57GB）
データ削減率：85%（データ圧縮削減率：49％、重複排除削減率：36％）
パターン③

Storage Efficiency機能により大幅にデータが削減されました。
本検証パターンでは、データ削減可能な割合が75%となるため、アダプティブ圧縮、重複排除ともに実行されます。重複排除より先にデータ圧縮が実行されるため、パターン②と比べて重複排除のデータ削減容量/率が下がっていますが、Storage Efficiency機能全体としては、上がっていることが分かります。

各Storage Efficiency機能の実行順については、以下の記事をご参照ください。

「ONTAPのStorage Efficiency機能紹介　～インラインデータコンパクション～」

以下は、各検証パターンでのデータ削減量をまとめたグラフです。
ストレージ効率化機能を有効にすることで、これだけのデータ削減が可能となり、データ保存にかかるストレージリソースのコスト削減が大いに期待できます。

パターン③-1

本検証では、検証用にデータ削減可能な割合を調整したサンプルファイルを使用しているため、通常よりも圧縮/重複排除がかかりやすくなってはいるものの、上記結果のようにONTAPでは、非常に高効率なデータ削減が可能となっていることが分かります。

ギャランティープログラム

NetApp社では、オールフラッシュストレージの実効容量に対して最低3倍の論理容量を保証するプログラムを用意しています。機器出荷日から180日以内であれば、仮に3倍の論理容量が満たされない場合、要望に応じてNetApp社より追加のディスクやシェルフを無料提供します。

本プログラムは、事前申請が必要となります。
「データ圧縮や重複排除といったStorage Efficiency機能を有効化する必要がある」
「ストレージ効率化の結果はActive IQで確認する必要がある」
といった、いくつかの前提条件がありますので、SB C&SからNetApp製品をご購入頂く場合は、ギャランティープログラム申請希望の旨を弊社担当営業へご連絡ください。