マネージドファイルシステム - Amazon FSx と EFS で実現する高性能な共有ストレージ

クラウドファイルシステムの必要性と AWS の選択肢

エンタープライズアプリケーションの多くは、複数のサーバーやコンテナから同時にアクセスできる共有ファイルシステムを必要とします。コンテンツ管理システム、機械学習のトレーニングデータ、ビッグデータ分析のワークロード、ホームディレクトリの共有など、ファイルベースのストレージは依然として重要な役割を担っています。オンプレミスでは NetApp や Dell EMC の NAS アプライアンス、Windows ファイルサーバーなどを運用しますが、容量計画、ハードウェア保守、バックアップ管理、パフォーマンスチューニングに多大な工数がかかります。AWS は Amazon EFS (Elastic File System) と Amazon FSx ファミリーという 2 つのマネージドファイルストレージサービスを提供し、これらの運用負荷を大幅に削減します。EFS は Linux ワークロード向けの NFS ファイルシステム、FSx は Windows (FSx for Windows File Server)、高性能コンピューティング (FSx for Lustre)、NetApp ONTAP (FSx for NetApp ONTAP)、OpenZFS (FSx for OpenZFS) の 4 つのファイルシステムタイプを提供します。

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Amazon EFS の特徴とユースケース

Amazon EFS はサーバーレスでフルマネージドな NFS ファイルシステムです。容量は自動的にペタバイト規模まで拡張・縮小され、事前のプロビジョニングが不要です。数千の EC2 インスタンスや ECS タスク、Lambda 関数から同時にマウントでき、NFS v4.1 プロトコルに準拠しています。EFS には Standard と One Zone の 2 つのストレージクラスがあり、さらにそれぞれに低頻度アクセス (IA) ティアが用意されています。EFS Intelligent-Tiering はアクセスパターンに基づいてファイルを自動的に最適なティアに移動し、最大 92% のコスト削減を実現します。Azure Files も同様の NFS 共有を提供しますが、EFS はサーバーレスアーキテクチャとの統合が優れており、Lambda 関数から直接マウントできる点が大きな差別化要因です。バースト性能モードでは、ストレージ容量に応じたベースラインスループットに加え、最大 100 MiB/s のバーストスループットを提供します。プロビジョンドスループットモードを選択すれば、ストレージ容量に関係なく必要なスループットを確保できます。

Amazon FSx ファミリーの活用

Amazon FSx は用途に応じた 4 つのファイルシステムタイプを提供します。FSx for Windows File Server は SMB プロトコルに対応し、Active Directory 統合、DFS 名前空間、シャドウコピーなど Windows ネイティブの機能をフルサポートします。オンプレミスの Windows ファイルサーバーからの移行先として最適で、既存のグループポリシーやアクセス権限をそのまま引き継げます。FSx for Lustre は高性能コンピューティング (HPC) や機械学習のトレーニングに最適化されたファイルシステムで、数百 GB/s のスループットと数百万 IOPS を実現します。S3 バケットとの透過的な統合により、S3 上のデータセットを高速なファイルシステムとして直接アクセスできます。FSx for NetApp ONTAP はオンプレミスの NetApp 環境からの移行に対応し、SnapMirror、FlexClone、データ重複排除などの ONTAP 機能を AWS 上で利用できます。FSx for OpenZFS はスナップショット、クローン、データ圧縮を備えた汎用ファイルシステムとして、開発環境やデータベースのバックエンドストレージに適しています。

オンプレミスおよび Azure との比較

オンプレミスのファイルストレージと比較した場合、AWS のマネージドファイルシステムは初期投資の削減、容量の柔軟なスケーリング、運用自動化の 3 点で大きな優位性を持ちます。オンプレミスでは NAS アプライアンスの購入に数百万円の初期投資が必要で、容量の拡張にはディスクの追加購入とダウンタイムを伴う作業が発生します。EFS や FSx はオンデマンドで容量が拡張され、使用した分だけの従量課金で運用できます。Azure Files と比較すると、AWS は FSx ファミリーによる多様なファイルシステムタイプの提供が強みです。Azure Files は SMB と NFS をサポートしますが、Lustre 互換の高性能ファイルシステムや NetApp ONTAP 互換のサービスは提供していません。特に HPC ワークロードでは FSx for Lustre の S3 統合が独自の価値を提供し、大規模なデータセットを高速に処理できます。バックアップは AWS Backup との統合により自動化され、クロスリージョンコピーによる災害復旧も容易に構成できます。

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まとめ - マネージドファイルシステムの選択指針

AWS のマネージドファイルシステムは、オンプレミスの NAS/SAN 運用から解放され、ファイルストレージの管理ではなくアプリケーションの価値創出に集中できる環境を提供します。Linux ワークロードには EFS、Windows 環境には FSx for Windows File Server、HPC や ML には FSx for Lustre、NetApp 移行には FSx for NetApp ONTAP と、ワークロードの特性に応じた最適なサービスを選択できます。EFS の Intelligent-Tiering による自動コスト最適化、FSx for Lustre の S3 統合による高速データアクセス、FSx for Windows File Server の Active Directory 統合は、それぞれのユースケースで他のクラウドプロバイダーにはない独自の価値を提供します。ファイルシステムの選択は、プロトコル要件、パフォーマンス要件、既存環境との互換性の 3 つの軸で判断することが重要です。