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2012年5月
ネットアップ株式会社
クラウド基盤を支える
ストレージ最新技術と
System Center連携の
ご紹介
1
2
はじめに
NetApp の近況概要
ワールドワイドでのハイライト:
150の国と地域に製品を出荷
約12,000名の従業員
５年間の年平均成長率は20%
世界中で180,000台以上のNetAppストレージが稼働中
$2.1B
$2.8B
$3.3B $3.5B
$3.9B
$5.1B
FY'06 FY'07 FY'08 FY'09 FY'10 FY'11
売上高の推移
Q2 FY12(2011/8～10)の実績:
15.1億ドルの売上
20%の売上成長（うち、80%は間接販売）
ネットアップ株式会社のハイライト:
7四半期連続で、2桁成長（過去最高実績）を更新中
3
NetApp FAS /Vシリーズ製品ファミリー
4
432 TB 144ドライブ
408 TB 136ドライブ
4,320 TB 1,440ドライブ
6 TB Flash Cache
4,320 TB 1,440ドライブ
8 TB Flash Cache
1,800 TB 600ドライブ
1 TB
Flash Cache
3,600 TB 1,200ドライブ
3 TB Flash Cache
2,880 TB 960ドライブ
2 TB Flash Cache
720 TB 240ドライブ
512 GB
Flash Cache
真のユニファイドを実現
業界最高レベルの
ストレージ効率性
卓越した柔軟性
FAS/V3210
FAS2040
FAS/V6240
FAS/V6280
FAS/V3240
FAS/V6210
FAS/V3270
FAS2240
ユニファイド・ストレージ・アーキテクチャ
New !
共通OS
Data ONTAP
Management Softwareファミリー
OnCommand 製品群
クラウドへの対応こそが成長へのキーポイント
5
昨年度20%を超える成長率を出せている大きな要因がクラウド事業者様へのシステム導入にあります
導入実績を重ねることでいくつかのキーポイントが見えてきました
– Big Data の対応
– Non Stop オペレーション
– 統合システム管理
この３点はクラウド基盤の「安定」かつ「柔軟な」システム運用を行う上で重要なポイントとなっています
またNetAppストレージはエントリーからハイエンド
まで全て同じOS「Data ONTAP」で動作していますので
ハイエンドで培われた技術をそのままエントリーモデルで
使えることも大きなメリットです
6
クラウド基盤を支える
ストレージ最新技術 ONTAP 8.1 Cluster-mode
クラウド基盤に求められるストレージ要件
ビッグデータへの対応
– スモールスタートからのスケーラビリティ
– 柔軟な容量管理
– 容量効率の向上とコスト削減
– 用途にあわせたパフォーマンスの提供
ノンストップオペレーション
– 24時間365日の運用性
– 極力システムを止めずにアップデート
– 無停止で機器をリプレース
7 NetApp Internal and NDA Partner Use Only
Data ONTAP 8.1 Cluster-Mode スケールアウト志向のストレージOS
8
クラウド時代に最適なストレージ基盤
スケーラブル
ノンストップ
ユニファイド
Storage Efficiency
セキュアマルチテナンシー
アプリケーションビュー 1つのストレージシステム 複数のコンテナ マルチプロトコルアクセス
アプリケーションビュー 複数のシステム 複数のコンテナ
スケールアップ スケールアウト
仮想サーバ A
Cluster-modeによるシームレスな拡張
成果
シームレスに容量を追加
リソースの再分配が可能
新しいシステムを迅速に導入
課題
データの「ディスクフル」エラー
将来の容量ニーズの増加を予想したオーバープロビジョニング
新規ストレージへのアクセスの管理
メリット
オンラインのボリューム移動で クライアントやホストに透過的
ネームスペースとLUNの マッピングは変更なし
共有ストレージインフラ
A1
C1
LUN LUN
B2
B
A1
A3
R C
LUN
B1
C1
LUN LUN
A A2
B C A1
A2 A3 B1
B2 C1
LUN LUN
仮想サーバ B 仮想サーバ C
Aggregate (Storage Pool)
FlexVolによる柔軟な容量管理
データストアのサイズを瞬時に変更
拡張だけではなく縮小も可能
– 他社のストレージを使って実現するには現実的に厳しい
ディスクの増設・データの再配置をおこなわずにデータストア用の新規領域の作成が可能
10
volume1 volume2 volume3
利用率 : 低 利用率 : 高
Aggregate (Storage Pool)
volume1 volume2 volume3
Free Space V
HD
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D 縮小
拡大
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
VH
D
ストレージリソースの 再配置
HA HA
容量効率の向上とコスト削減
重複排除
圧縮
FlexClone®
シンプロビジョニング
B
A1
A2
B1 B2
C1
A C
R
D D ‘
A C
B2
適用前と適用後
使用済み 空き領域
NetApp Confidential – Limited Use
統合ストレージの階層化
ストレージの階層化
– ディスクのコストとパフォーマンスに合わせたデータ管理
– 同じ共有リソースプール内で複数のレイヤを管理
– Flash Cache：自動インテリジェント・キャッシング
– 上位モデルと下位モデル、異なる世代、他社ストレージなど様々なストレージを混在可能
シーケンシャルI/Oアプリケーション
– SATAの価格でSASのディスクパフォーマンス
– RAID-DP®により信頼性の高い運用が可能
HA
C1
LUN LUN
B2
B
C
LUN B1
NFS / CIFS / iSCSI / FC / FCoE
高パフォーマンス ストレージ
HA
A A1
A3
R
A2
低コスト ストレージ
運用ライフサイクルへの対応
成果
ダウンタイムなし
処理の中断なし
クライアントの変更なし
課題
ストレージシステム全体の アップグレード
ボリューム移動中も24時間運用を実現
手法
影響を受けるボリュームとLUNを確認
システムを停止することなくボリュームを移動
テクノロジ更新の実施
ノードの強化とクラスタの再統合
新しいノードにボリュームを戻す
上記手順を繰り返す
B2
A B
A1 A3
R C
LUN
A2
B1 C1
LUN LUN
NetApp Confidential – Limited Use
VS2
仮想化ストレージによる分割管理の実現
SANホスト / NASクライアント
HA
LIF2 LIF3 LIF4 LIF2 LIF1 LIF1
ワークロードの分離
VS1
ファイルサーバの仮想化により、共通のリソースプール上に複数のストレージドメインを実現
論理的な分離を実現
各ストレージドメインを異なるお客様、異なる部署へ割り当てることにより、管理の委譲が可能
HA
NetApp Confidential – Limited Use
Cluster-Mode の論理イメージ
15
Vserver - A Vserver - C Vserver - B
C C1 C2 C3 A A1 A3
A2
Vserv
er
B B1 B2 B3
Vserv
er
ホストやクライアントは論理レイヤーの Vserver をストレージとして利用
論理的なストレージである Vserver は論理ボリューム（FlexVol）と論理インターフェース（LIF）から構成される
物理的なストレージリソースを プール化することで物理リソースの柔軟かつ動的な変更（追加/削除）が可能に
R
R
R
Cluster ＝ ストレージ（FAS/Vシリーズ）のリソースプール HAペア単位でリソースプールへの 物理リーソースの追加/削除が可能
物理レイヤー
論理レイヤー
A3
A
A1 A2
C
C1 C2 C3 B B1 B2 B3
R R R
LIF LIF LIF LIF LIF LIF LIF LIF
物理レイヤ(リソースプール)
クラスタ・インターコネクトとして冗長化された10GbEを使用
各コンポーネントは7-modeと同じ実績のあるテクノロジを使用
– コントローラは2つ1組としてHAペアを構成
– NVRAMをミラーリング
– ディスクはRAID-DPで構成
– RAID-DP上にWAFLを展開、アグリゲートとボリュームを作成
リソースプールとして必要な高い信頼性を確保
NetApp Confidential – Limited Use
データネットワーク
SAN / NAS
管理ネットワーク
クラスタ・インターコネクト
10 GbE
HA HA
VS1
論理レイヤ: Vserver
NASネームスペースとLUNに対応する柔軟かつ安全な仮想化されたファイルサーバ
すべてのデータアクセスは、 1つ以上のプロトコルをサポートするVserverを通して行われる
FlexVol®、LUN、論理ネットワーク・インターフェイス（LIF）を必要に応じて 割り当て
Vserverはノードあたり125をサポート可能
SANホスト / NASクライアント
統合共有アーキテクチャ
論理インターフェイス
FlexVol
Vserver
LIF2 LIF1
HA
NetApp Confidential – Limited Use
Vserverのネームスペースに各ボリュームをマウント
単一のNFSマウントまたはCIFS共有を使用してアクセス可能
ネームスペースはボリュームが移動しても変更され ない
管理・変更が容易
数ペタバイトまでシームレスに拡張
RAID障害時のパフォーマンスインパクトが極小化
B
A2
A3
A1
B1
B2
A
R
C A4
単一のNFSマウント / CIFS共有
論理レイヤ: ネームスペース
A B
A1
A2 A3 B1 B2
R
C
A4
NetApp Confidential – Limited Use
論理レイヤ: LIFとLIFマイグレーション
クラスタ内の任意の物理ポートを動的割り当て可能な論理ネットワークI/F
HA HA
LIF2 LIF3 LIF4 LIF1
負荷分散 NASクライアント
アクセス
ホストやクライアントは無停止
クライアントアクセスを 再配分
継続的なデータアクセス NFS、SMB 2、SAN
NetApp Confidential – Limited Use
ネットワーク・アクセスの負荷分散
LIFは物理ネットワークポートに紐づいていない
2つの負荷分散オプション
– DNSルックアップを使用して、最も負荷の少ないLIFに 新規クライアントを割り当て
– 負荷の変化に応じて、ノード間でLIFを自動または手動で再分配
ノードの平均負荷
LIFへのトラフィック
NetApp Confidential – Limited Use
透過的なボリューム移動 Transparent Vol Move (Non-Disruptive Vol Move)
B
C A2
A3
C1 A1
B1
B2
A
R
C2
LUN
LUN LUN
A B C
A1
A2 A3
B1 B2
C1
R
LUN LUN
中断のないアクセス
バックグラウンドで差分コピー。トラフィックが少ないタイミングで切り
替え
クラスタ内のどの場所でも任意のアグリゲート間で、
オンラインで ボリュームを移動
重複排除、圧縮、ミラー関係、Snapshotなどは
変更なし
NFS / CIFS / iSCSI /FC / FCoE
HA HA
NetApp Confidential – Limited Use
Cluster-modeのまとめ
ビッグデータへの対応
– ディスクシェルフの追加によるスケールアップ、コントローラの追加によるスケールアウトの両方が可能なストレージシステム
– FlexVolによる柔軟な容量管理
– 重複排除、圧縮などによる容量効率の向上
– 仮想化ファイルサーバによる分割管理の実現
ノンストップオペレーション – Transparent Vol Moveによる無停止 データ移動
– システムを止めずにノードの追加・削除 が可能
22 NetApp Internal and NDA Partner Use Only
23
クラウド環境の運用管理
管理・監視の課題
仮想化を進めるとシステム障害に対するインパクトは増大します。また、監視すべき機器の種類も多岐に渡り、管理負荷や手順が多くなる傾向にあります
多くの管理対象機器
仮想マシン 物理マシン ネットワーク スイッチ
ストレージ App & OS
24
サーバ・ストレージ・ネットワーク等の統合管理を行うことで、 仮想化環境の管理がより効率化されます
OnCommand Plug-in for Microsoft により、System Centerから透過的な構成/管理/監視が可能に
– 標準添付のProvisioning/Cloning Commandletにより、 容易にストレージを配備
– 実現可能な機能
– ONTAPに関するアラート
– ストレージの性能などの統計情報
– PRO機能
– 仮想マシンの高速クローン
– Disaster Recovery
– 無償にてダウンロード可能
25
OnCommand Plug-in for Microsoft (OCPM)
OnCommand Plug-in 3.0 for Microsoft (OCPM) と連携する Microsoft System Centerファミリー
26
OCPM連携
運用自動化 (SCO)
構成管理 (SCCM) サービス管理 (SCSM)
SMB向け統合管理基盤
バックアップ＆リカバリ (SCDPM)
稼働監視 (SCOM) 仮想環境管理 (SCVMM)
SCOM Management Pack
– SCOMによるNetApp FASストレージのモニタリング
– Data ONTAP用 SCVMM PRO Tipsを提供
Cloning/Provisioning Cmdlet
– テンプレートまたは指定したVMのHyper-V VM のクローンVMの作成
– 仮想マシン領域のプロビジョニング
– Disaster Recovery
Opalis Integration Pack
– Clonging/Provisioning Cmdletの機能を、Opalis Integration Packとして提供
27
OnCommand Plug-in 3.0 for Microsoft 概要
SCOM Management Pack 概要
28
DataONTAP
DataONTAP.Reporting
DataONTAP.Virtualization.Reporting
DataONTAP.Virtualization
DataONTAP.PRO
DataONTAP.MetroCluster
監視と警告の基本機能を提供
SCOM Reports機能
Virtualization Integration
SCVMM PRO Tips
MetroCluster用ツールキット
SCOM Reports機能
SCOMを利用して、NetAppストレージの検出・監視・レポートを可能にする管理パックを提供
単一コンソールによるNetAppストレージを含めた統合管理を実現
下記管理パックがSCOMサーバにインストールされ、自動的にインポート、有効となります
29
SCOM 管理者による容易なストレージ管理
SCOM Management Packをインストールすると、SCOMの監
視ツリー内にData ONTAPメニューが表示される
ドリルダウン形式での障害箇所の特定
30
Controller、ストレージから提供されるオブジェクト、およびHyper-V仮想環境
で利用されるNetAppストレージを検出
ドリルダウンによる障害箇所の特定
OCPM3.0ではvFilerも可視化
Data ONTAPの監視
31
NetAppが監視のベストプラクティスを管理パック化
NetAppストレージの状態を監視するためのルールをSCOMに多数提供
最適構成でない場合に、SCOMにアラートを生成
実行間隔などユーザによるルールの調整が可能
ヘルスエクスプローラによる障害内容の確認
Data ONTAP パフォーマンス情報の可視化
32
コントローラレベルのパフォーマンスカウンタを監視
グラフィカルなパフォーマンスビュー
ユーザ設定可能な閾値を超過した場合アラートを生成
代表的なパフォーマンスカウンタ CPU Utilization / Volume or LUN Latency / 各プロトコル OPS その他のカウンタの情報はInstall and Administration Guideを参照
Hyper-V環境のストレージ利用状況を可視化
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Hyper-V環境へのNetAppストレージ利用状況の可視化
ミスアライメント検出
Data ONTAPに関するReport機能を提供
CSVやPDF等ユーザ指定フォーマットにて、統計情報を定期的(日次・週次・月次)にメール等でレポートする機能
17 種類のレポートフォーマットがインストールされる(詳細は次ページ参照)
Reportメニューは SCOM > Report (tab) > OnCommand Data ONTAP に出現
34
提供されるData ONTAPのReport
35
Microsoft System Center PRO機能連携 Performance and Resource Optimization (PRO) 機能とは
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リソースの使用状況に問題があった場合にSCVMMから「PRO ヒント」を生成し、問題概要と発生場所、最適な問題解決方法を提示するMicrosoft System Center SCOMとSCVMMの連携機能
「PRO ヒント」には解決方法の処理自体が組み込まれており、[実装] ボタンをクリックするだけで対処を実行することができるものも存在
Microsoft System Center PRO機能連携 Data ONTAP が提供するPROヒント
ボリューム容量のしきい値監視警告
LUN、igroup のミスコンフィグレーション
Thin provisioning LUN space reservation
シンプロボリュームに対する Snapshot auto delete 設定の有効化
シンプロボリュームに対する auto grow 設定の有効化
アライメント未修正のVMを検出、など
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ミスアライメント問題
ミスアライメント
– ゲストOSのファイルフォーマットとストレージが提供するブロック間の「ズレ」
– ズレがある場合、ゲストOSにて十分なパフォーマンスが出せず、ストレージに過度な負荷がかかることがあります
– あらゆるストレージにて発生します
Microsoft KB929491
– http://support.microsoft.com/kb/929491
– 複数のディスクを使用するとディスク パフォーマンスが予想より低下することがある
38
32256 Byte
32768 Byte
MBR + Unused space
MBR + Unused space
Guest OS VHD File
Data ONTAP Filesystem (4KB/Block)
Guest OS VHD File
Data ONTAP Filesystem (4KB/Block)
古いバージョンのWindows OS(Windows2003, XPなど)を通常の手順でインストールした場合にはオフセットが調整されていない (misalignment)状態で OSがインストールされてしまう問題 ※Linuxなども同様の現象
mbrtools (mbralign)
ブロックのずれが余計な I/Oが発生させてしまう
32,256/4096 = 7.875 × 4KB blocks (WAFLのブロックサイズ4KBで割り切れない値)
Windows 2003 Windows XP
32,768/4096 = 8 × 4KB blocks (WAFLのブロックサイズ8個分)
パーティション開始オフセットの調整
39
ブロックのズレによるオーバーヘッド
I/O(1) I/O(2) I/O(3) I/O(4) I/O(5)
Guest OS VHD
NetApp Filesystem
(Storage I/O Block)
部分書込みを実行 するために該当 ブロックを読み出し
先に読み込んだ 更新データを
マージして書込み
ストレージ側にその まま書き込むことが できない状態
更新
1ブロックのWrite I/O（1回）が 4倍（4回）に膨れ上がる!
40
ゲストOSの初期オフセットサイズ
41
Windows XP, 2003
– オフセットを最適化する必要あり
Windows 7, 2008
– オフセットの最適化は不要
※XP,2003などからのOS Upgrade時は最適化が必要
OS Type Aligned Offset mbralign
Windows XP NO 32256 必要
Windows 2003 NO 32256 必要
Windows 7 YES Part#1:1048576 Part#2:105906176
不要
Windows 2008 R2 YES Part#1:1048576 Part#2:105906176
不要
RedHat EL5 NO 32256 必要
RedHat, Solaris
– オフセットを最適化する必要あり
– Mbralign後、GRUBの設定変更が必要
Windows プログラム msinfo32.exe コンポーネント > ディスク >「パーティション開始オフセット」を確認
不適切なサイズ 32,256Byte
適切なサイズ 32,768Byte
パーティションオフセットの確認（Windows）
42
LUN・VHD ミスアライメントの検出
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Windows (Hyper-V) 環境のミスアライメントの検出機能 (OCPM独自機能）
OCPMによりLUN/VHD のミスアライメントを検出、監視、警告(SCOMもしくはPROヒント)
ミスアライメント修正ツール：mbralign
44
C:¥Program Files¥NetApp¥Windows Host Utilities>mbralign.exe -h mbralign - Align MBR partition table based VHD files to NetApp storage system's 4k block size. Version: 6.0.4108.1214 Usage: mbralign [OPTIONS] [-vm <hostname>]... or: mbralign [OPTIONS] SourceFileName DestinationFileName
mbralign
– NetAppストレージ上のVHDディスクに対する修正ツール
– NetAppから無償提供するWindows Host Utilitiesに含まれます
– 可変VHDディスクは非サポート
TR-3747: 仮想環境におけるファイルシステムのアライメントに関するネットアップのベストプラクティス
http://www.netapp.com/templates/mediaView?m=tr-3747-ja.pdf
45
NetApp FlexCloneによる仮想マシンの高速デプロイ
ストレージ内部でポインタ情報のみをクローン
– Hyper-V サーバへ負荷をかけずにクローンを作成
– 高速かつ少ない容量でクローンを作成可能
Hyper-Vや System Center はその機能を有効活用可能
46
少ない 容量
短時間での展開
PowerShell コマンドで System Center から利用
47
運用の自動化
仮想マシン運用の自動化における課題
• 仮想マシンの運用が進むと、次のステップとして運用の自動化が視野に入ってきます
• 運用の自動化は単に管理作業を少なくするためだけではなく、人が作業することで環境にばらつき（各種パラメータの差）がでてしまう状況を防ぐためにも重要な要素になっています
申請 自動作成
申請者 サービスポータル 仮想環境の提供
48
テンプレートからクローンを生成したり、オーケストレーションツールと連携することにより、仮想化環境の運用自動化を進めることが可能
Opalis Integration Pack 概要
Opalis (System Center Orchestrator)との連携ツール
OCPM に含まれる Opalis Integration Pack をインストールすることで、NetAppストレージ連携可能なCloningやProvisioning機能を提供
49
OCPMより提供されるNetApp連携機能
50
ディザスタリカバリ関連作業の自動化
仮想マシン作成時の処理の自動化
System Center 2012の対応
OCPM3.1でSystem Center 2012に対応
– System Center 2012 Operations Manager
集中管理
– System Center 2012 Virtual Machine Manager
クローン作成・展開
– System Center 2012 Orchestrator
自動化
OCPM3.1は2012年6月にリリース予定
51
Windows Server 2012新機能の対応（予定）
SMI-S
– ONTAP7.2.x以降のバージョンで対応済み
ODX
– ONTAP8.2以降で対応予定
SMB3.0
– ONTAP8.2以降で対応予定
52
53
まとめ
まとめ
54
ビッグデータへの対応
– 単に大きなデータを格納できる事だけが、ビッグデータの対
応では無く、増えるデータ・減るデータに柔軟に対応できる
事こそがビッグデータへの対応
– システム変更のは無停止で実施
統合監視
– 各機器に特化した監視ツールは重大なトラブルを起こした時
に必要だが、毎日使うのは非効率
– 日々の運用・管理は極力集中化して運用工数を下げる
自動化
– 自動化は運用負荷の軽減だけでなく、環境の統一の目的も重
要。人為ミスを防ぐ事が可能
NetAppストレージの導入により、 「安定かつ柔軟な」システム運用 が可能になります
55
Microsoftとのアライアンス
Microsoft & NetApp 15年以上におよぶ緊密なパートナーシップ
56
2008 Windows 2008, Hyper-Vソリューションの出荷開始
Hyper-V 50% Guarantee Program の開始
2009 NetAppが Microsoft Storage Solution Partner of the Yearに選出
両社間での3カ年の戦略的提携を締結
2010 MicrosoftがNetApp Innovation awardに選出（Office 2010開発におけるNetApp活用)
NetAppはMicrosoft partner award 3部門にてファイナリストに選出
SharePoint, Exchange, SQL Server, Hyper-V の各最新版に対応したソリューションの出荷開始
2011 Microsoft Hyper-V Cloud Fast track
プログラムにCISCO社と協業参加
1996 Microsoft がNetAppに、CIFS RFCのサポートを要請
1997 NetAppがCIFSプロトコル対応を実施
2000 NetApp内にMicrosoftアライアンスチームを設置
2001 Microsoft Certified Partnerに参加 Exchange向けソリューションの提供開始
2002 FC-SAN製品におけるWindows ロゴ取得
2003 iSCSIの共同開発
iSCSI製品におけるWindowsロゴ取得
Exchange, SQL Server向けソリューションの出荷開始
2005 Gold Certified Partner に参加
2007 SharePointソリューションの出荷開始
WW MTC プログラムに参加
Microsoft Technology Center（MTC）
MTC
– エンタープライズ企業のシステムライフサイクルの最適化を包括的に支援することを目的に、企業のCIO・システム部門・実際のエンドユーザ部門の意思決定者向けに、対話型・体験型のブリーフィングを提供
NetAppとMTC
– NetAppは、大手町MTC内にFASストレージとMicrosoft アプリケーションに関するデモを常設
– Microsoftに関する重要な商談クローズの場（プレゼンテーション、ブリーフィング、検証など）として利用可能
– http://www.microsoft.com/japan/business/otc/default.mspx
57
Microsoft Private Cloud Fast Track
(Hyper-V Fast Track)
Microsoftのプライベートクラウド向けリファレンスアーキテクチャ
事前検証済みであり、検証工数の削減、導入時間の短縮、システムリスクの低減などの効果を見込める
マルチベンダー構成のクラウド向けアーキテクチャ
NetApp、Cisco、Microsoftの協同成果
Microsoftソフトウェア（Hyper-V, System Center SCVMM, SCOM, SCSM, Opalis）
Cisco UCSサーバとNexusスイッチ
NetApp FASとストレージソフトウェア
System Center 2012対応版をいち早くリリース
http://www.netapp.com/jp/company/news/news-rel-20120502-339083-ja.html
Cisco® UCS B-Series
Blade Servers and UCS
Manager
Cisco Nexus®
Family Switches
NetApp FAS
Storage Systems
58
NetApp Hyper-V Cloud Fast Track with Cisco
NetApp Hyper-V Cloud Fast Track with Cisco ご紹介資料
59
60
