3SSDサーバー

仕様

項目名	詳細
製品名	3SSDサーバー本体（トリプルSSDサーバー）
型式名	3SSDV001
商品番号	3SSDSRV001
用途	ファイルサーバー・VPNサーバー
筐体	ミニPC
CPU	Celeron Nシリーズ
メモリ	8GB
記憶媒体	SSD SATA 1TB×2 Raid1
OS	UBUNTU 22.04
ファイルサーバー機能	SAMBA 4.15.13
VPN機能	SoftEther 5.01 サーバー・クライアント
ウィルス対策	clamAV
リモート機能	XRDP(Windowsリモートデスクトップ接続)
サイズ	130mm×130mm×45mm
重量	450g（ACアダプターは別）
電力消費	7w（アイドル時）～10w（ビジー状態）

項目名	詳細
製品名	3SSDサーバー用ホットスペアSSD
型式名	3SSDV001
商品番号	3SSDSPR001
用途	Raid1用ホットスペアSSD
記憶媒体	SSD SATA 1TB Raid1ホットスペア設定済み
筐体	外付けSSDケース
接続形式	USB3.1
サイズ	129mm×83mm×15mm
重量	130g

項目名	詳細
製品名	3SSDサーバー用世代バックアップHDD
型式名	3SSDV001
商品番号	3SSDSDI001
用途	3SSDサーバー世代バックアップ用HDD
記憶媒体	HDD 3TB 世代バックアップ用設定済み
バックアップ方式	増分バックアップ
筐体	外付けHDDケース
接続形式	USB3.1
サイズ	114mm×33mm×171mm
重量	900g

株式会社フューチャーコネクト　代表取締役　佐藤です。
事業立ち上げから通算して20年、業務管理系ソフト制作が主とし、
サーバー作成が従の業態で事業を行ってきました。
創業当時からWebサーバーやファイルサーバー等の様々なサーバーを作ってきましたが、20年目を機に、「理想のサーバー」を作成しました。
サーバー設計のコンセプトは以下の通りです

1.絶対にデータを失わない。
2.書込み読み出しが速い。
3.面倒な設定が無い。
4.持ち運べるよう軽量かつ小型である。
5.安定稼働を目指す。
6.VPN機能を活用する。
7.理想的なサポート体制を作る。

ではコンセプトの実現をする為にどういう設計にしたか説明したいと思います。

１　絶対にデータを失わない。

※注）絶対≒100％であり限られたコストでどれだけ100％に近づけるかです。勿論100％ではありません。

1-1　データを失わない為にRaid1を組みます。

内蔵ハードディスク（以下HDD）の3年間の故障率は3%=3/100と言われております。
HDDが3年で2台共に故障する確率は3/100×3/100=9/10000となるので
サーバー1万台に9台となります。

SSDの3年間の故障率は1%=1/100と言われております。
上と同じ計算で確率を求めると1/100×1/100=1/10000となるので
サーバー1万台に1台となります。

1-2　　Raid1+ホットスペア構成にする。

Raid1は通常2台同時書き込みしますが、故障した時にすぐにRaid１の状態に戻す為にホットスペアというものがあります。
1台が故障しても生き残った1台のデータをホットスペアとして接続されていた1台にコピーしてRaid1に戻してくれます。
ホットスペアを使用した場合は

HDDは3/100×3/100×3/100=27/1000000となり100万台に27台

SSDは1/100×1100×1/100=27/1000000となり100万台に1台

となります。
以上のことからほぼデータ破損しないことがわかります。

1-3　　世代バックアップで過去のデータに戻れるようにする。（オプション）

Raid1＋ホットスペアで機器の故障でデータが無くなる可能性はほぼありません。
しかし人為的なミスや悪意の攻撃でデータが失われる可能性はあります。
人為的なミスの代表例は「うっかり同じファイル名で上書きしてしまった。」です。
これはデータ復旧業者でも復旧は難しい案件です。
ゴミ箱に捨てて削除し、新たに同じ名前で保存したものは復旧できますが、同じファイル名での上書きは致命的です。
またランサムウェアのように悪意の攻撃でデータを人質にとられる可能性もあります。
これに対応する為には
①世代バックアップを取る
②スナップショットを取る
という方法があります。
結論から言うとどちらも一長一短ありますが世代バックアップをおススメします。
理由はスナップショットはファイル容量は小さいが確実に記憶容量を圧迫する為、これを回避する為に外付けハードディスク（以下外付HDD）をつけることになります。
せっかく外付HDDを付けるならば世代バックアップした方が復旧が確実だからです。

結論1
Raid1+ホットスペアにするとデータの保全はほぼ完璧である。
人為的なデータロス（うっかり＆悪意の攻撃）を避けるには外付HDDに世代バックアップする。

2　書込み読み出しが速い。

2-1　LANの伝送速度とRaid1と記憶媒体の関係

データ保全にはRaid1が有効ですが逆に欠点があります。
同じ量のデータを2台に同時に書き込むので同じ時間に書き込める情報量が半分になってしまう＝データの書き込み速度が半分になってしまう場合があるのです。
その欠点を補う為にRaid5やRaid10等がありますが、構成が複雑な為コストが高いのと、いざ壊れた時の復旧が難しい欠点もあります。

以下理論値だけで計算を行います。実際にはLANの通信はデータ転送以外にも使用されますので実際の速度と乖離がありますが、原理を理解する上で参考になるので計算してみます。

理論値
通常現在のLAN環境だと1GigaBit/secが普通なのでバイトに換算（8Bit=1Byte）すると1000MegaBit/8Bit=125MegaByte/secがLANのデータ伝達速度になります。
SATAの記憶媒体を使うと2ビットの誤り訂正信号を加えるので1000MegaBit/（8+2）Bit=100MByte/secになります。
以下MB/sはMegabyte/secのことに統一します。

HDDの場合) HDDは書込み速度が100MB/sの為LANデータ伝達速度100MB/sを2台に書き込むのに2秒かかることになりHDD書込み速度がボトルネックとなり50MB/s程度が最大伝送速度となります。

SSDの場合) SSDは書込み速度が500MB/sの為100MBを0.2秒で書き込めます。
2台書き込むのに0.4秒となりデータ伝達速度がボトルネックで100MB/s程度が最大書込速度となります。
現実的な説明
これまで理論値で説明させて頂きましたが現実はLANのデータ通信を100％データ転送に使えることはありません。ユーザー様それぞれのネットワーク環境や使用しているソフトウエアによってデータ転送のMAX値はそれぞれ異なりますので転送速度を保証するのものではありません。しかしながら現実の同一ネットワーク環境ならばHDDとSSDではこのような違いが生じます。

2-2　HDDとSSDの書込み方法の違い

HDD
HDDは写真のような構造になっています。
円盤の外側（図の赤円)に大事なデータを書くようになっており、
ファイル名等は円盤の一番外側を使います。
ファイルデータは円盤の外側から徐々に内側を使っていきます。
ファイルを書き込む時はまずファイル名を書いてある一番外側を書き込んだ後に、内側にファイルのデータを書き込みます。
この時のHDD内部の動きはプラッタ（円盤の上にある突起物）が外側に移動してファイル名を書込み、プラッタが内側に移動してファイルデータを書き込んでいきます。
プラッタの移動（図のオレンジ色の矢印）はモーターを使ったアナログなものなので時間がかかる為以下のような現象が起きます。
大きなファイルだと外側→内側のプラッタ移動時間とデータ書込時間はデータ書込時間 ＞＞ プラッタ移動時間になるので書込み速度は落ちません。
しかし小さなファイルを大量に書き込む時にはプラッタ移動時間＞＞データ書込時間になる為データの書き込み速度が極端に遅くなります。
SSD
SSDはファイル名情報を電流で書き込むので速度は落ちません。

経験的にはHDDの場合10～15MB/S、SSDの場合45～50MB/Sと感じています。

読み出しはLANの速度がボトルネックなのでSSD >> HDDとはならず目立った違いはありません。

もっとLANを速くすればいいのかと思うかもしれません。
2.5GBLANや5GBLANも存在しますがネットワーク環境を高速ルーターと全PCに必要な高速ネットワークカードに全部取り替えなければならず非常に高価になるので、動画配信＝月額料金の動画配信業者か高速通信＝優勝賞金のプロゲーマーでない限り投資対効果がないと思います。

結論2
コスト以外はSSDが断然有利である。
HDDの2倍程度SSDの書き込み速度が速い。読み出しはLANが律速なので変わらない。

3 面倒な設定が無い

NASの構成は面倒です。

1.まずRaidの方式を決定する。 2.次にHDDを選定する。 3.NASにHDDを組み込む。 4.NASに固定IPを振る。 5.NASのHDDをRaid化する。 6.NASのHDDをフォーマットする。 7.SAMBAの設定する。

以上の7工程を作業後初めてNASとして使えます。
さらにNASに付加されたスナップショット設定や外部との通信機能まで使うと慣れた人でも1日仕事になります。

NASがイマイチ普及しない理由
部品はあるから自分でつくればいいじゃない？、とPCを自作するレベルの人向けの商品だからです。
自分でお金を出して自宅で勉強しながら作るならありでしょう。
しかし会社への導入で「責任持ってやって下さい。」って言われたらNASを作ったことがあったとしても相当なプレッシャーになります。
製品としてのPCは数多くあり一般ユーザーは完成品PC＆OSインストール済み＆officeインストール済みのものを使っています。
PCを自作している人はマニアかスキルアップを目指している人です。全体の10％もいないでしょう。
一般ユーザーは「すぐに使える商品」を必要としており「難しい設定をしよう。」と思う人は殆んどいないということです。

NASは何故自作PCレベルの製品しか出来ない？
一部のNAS会社さんは電話で1～7項目をヒアリングしてすぐに使えるように設定済みで出しているようです。
4（固定IP）と7（Samba設定）以外はメーカーが決定して組み込めば出荷可能です。
7はメーカーがひな形さえ作っておけば、そのまま使う人が大半でしょう。それに満足出来ない場合のみサポートすれば良い話です。
しかし4 （固定IP）が非常に厄介です。
初期設定時、お客様の大多数はIPアドレスを知らない場合が多く「設定するべき固定IPの情報」をヒアリングするのは困難です。
設置現場に技術者が訪問して社内ネットワークを調べて「固定IPに出来る空きIP」を調べるのが確実な方法です。
また一度設定してもルーターの変更や事務所移転等LAN環境が変更になると再度設定する必要があります。
メーカーとしては利幅の高い商品ではないので手離れが悪いのは困ります。それ故にある程度PCやネットワークに詳しい人向けの商品として位置づけています。

NASを製品化して売るには！
サーバーの設計でNASに自動的に固定IPを振るは一番知恵を絞ったとこです。
①自動的に固定IPを振る。
②LAN環境が変わったら自動的に固定IPを振りなおす。
③決定した固定IPをお客様に簡単に告知しサーバーにアクセスする方法を提示する。

以上の技術的な問題を解決して特許申請中です。

結論3
特許技術で電源とLAN差して電源ONでNASになることで解決。

４　持ち運べるよう軽量かつ小型である。

特許技術で固定IPを自動的に取得できるならば次のようなニーズが無いか考えました。
「休日は自宅でも使いたい」
「災害時に持って逃げたい」
「長期不在の場合、大事なデータを耐火金庫に入れて保管したい」

そこで軽量小型化をすることにしました。
本体500ｇ以下
CPUはセレロンで必要充分
メモリは8GBは欲しい
大人が片手で持てる大きさ

これらを実現する為には
HDDは重いので論外、SSDを採用しよう。（軽量化を優先）
CPUセレロンならそもそも発熱しないので筐体は小さくても良いはず！
ミニPCでメモリ8GBを持つSSDが2個入るサーバー本体を構成しよう。
ホットスペアは外付けSSDで対応しよう。
これなら3つのSSDでRaid1＋ホットスペアで構成できる。
ユーザーはサーバー本体だけ導入しても後からホットスペア追加は設定無しで導入できる様にしよう。
製品名3SSDサーバーで決定しているけどコンセプトはサーバー本体＋ホットスペアだから問題ない。

そこで、CPUの温度や安定稼働のチェックを、様々な機種で確認し、機種の選定を行なっております。
ミニPCを選定して想定外だったのはあまりにも省電力だったことです。
アイドル時7w、データ書き込み時10wです。これでは熱くなりようがありません。
省エネなサーバーになる嬉しい誤算でした。

結論4
ミニPC＋外付けSSDでサーバーを構成する。
製品名は3SSDサーバー（トリプルエスエスディーサーバー）とする。
大きさ　130mm×130mm×45mm
重さ　　　450ｇ
消費電力 最大10w

5　安定稼働を目指す 。

サーバーの安定稼働を目指す為のポイントは
1.いつも電源が入っている。
2.サーバー監視体制がしっかりしている。
3.OSが必ず起動する。
4.バックアップデータの保全と復旧の容易なこと
ということです。

5-1 いつも電源が入っている

実はサーバーやNASで一番サポートが多いのは「サーバーが見えない」です。その主原因は「電源が入っていない」です。
急な停電や瞬断・ビルのメンテナンスによって電源が落ちてしまっているケースが全サポート件数の60％以上を占めます。
いつも電源が入っている状態をキープするには２つのアプローチがあります。

①無停電電源装置(以下UPS)を入れて電源を必ず確保する
理想はUPSを入れることです。
停電になった時UPS内蔵の非常用バッテリーが3分程度疑似電源としてサーバーへ電源を供給します。
これによりいつでも電源を確保できます。
しかしデメリットもあります。
UPSは初期コストとランニングコストが掛かることです。
UPSは安いものから高いものまで（1.5～6万）沢山の種類があります。
バッテリーの容量や疑似電源交流波がどれだけ通常電源交流波に似ているか等で値段が変わります。
3SSDサーバーは消費電力が低いので安いUPSでも大丈夫ですがコストが掛かることには変わりません。
またバッテリーは2.5～3年程で消耗しバッテリー交換のランニングコストが発生します。
UPSからいきなり「ビィービィー」と音がしてしばらくして止まり消耗を知らせてくれるのですが、ユーザー様はサーバーが壊れたのでは！とびっくりします。
UPSの交換用バッテリーは新規購入の70～80%の価格なので、なかなか高価です。
交換用バッテリー＋出張交換費用≒新規購入と考えていただいて結構です。
弊社では「価格が同じなら電子基板が新しいから新規購入」をお勧めしています。

②サーバーを確認しやすい場所に置いていただき電源が切れていたら電源を入れてもらう。
　もう一つのアプローチとして電源が入っているかいないかを、ユーザー様が一瞬で判るようにする方法です。
通常サーバーもNASも目立たない場所に置いてあるのでその位置を特定するのが一番時間が掛かります。
3SSDサーバーは小型なので出来ることならお客様が現在使っているモニターの下に置いて下さい。
ランプが光っているかがすぐわかります。
お客様がサーバーが使えないと困る→電話番号を調べて電話する→サーバーを探す手間を一瞬で自己解決できます。
ミニPCを筐体として選んだ理由の一つはお客様の目の前に置けるからです。

5-2 サーバー監視体制がしっかりしている

3SSDサーバーは毎日午前7:00～7:30の時間に弊社サーバーに3SSDサーバーの固定IPやRaidの健康状態などを通知しています。
それを日々チェックすることで故障の有無やサーバー電源が入っているかを監視しています。
Raid故障時は修理のご案内メールを弊社から送らせていただきお知らせいたします。
サーバーの電源がオフになっていることも弊社は把握しております。電源が入っていない=サーバーからの通知が届かない。
もちろん、ユーザー様のエコロジーポリシーで必要ない電源は切る方もいらっしゃいますのでこちらからご連絡差し上げることはありません。

5-3 OSが必ず起動する

3SSDサーバーは2つのSSDに全く同じOS起動領域とOS領域を持っています。
従って１つのSSDが故障してもサーバーは立ち上がります。
また様々なOS上での設定をバックアップしておく必要はありません。
ちなみにSSDが同時に壊れないように異なったメーカのSSDを組み合わせています。
同一メーカー同一ロットだと同じ理由で故障する確率があり、それを避ける為です。

5-4 バックアップデータの保全と復旧が容易である

オプションの外付HDDは指定のUSBポートに差し込むだけですぐにバックアップを開始します。
何の設定も必要ありません。つないだその日の深夜にバックアップを実行します。
また外付HDDは3SSDサーバーだけアクセス可能で、御社のネットワークには一切公開されていません。従って人為的データロス（うっかり＆悪意の攻撃）は発生しません。 外付HDDからデータを復旧させたい場合、サーバーから外付HDDのUSBを取外しwindowsマシンに外付HDDのUSBを差せばそのままコピー出来るように設計されています。 マニュアルを見なくてもデータ復旧可能です。

結論5
サーバーを安定稼働させる為に細かな工夫をしています。

６　 VPN機能を活用する。

VPNをユーザー様ご利用と弊社サポートが使用できるように構成しました。
ユーザー様がご利用の際にメリットとデメリットを説明して設定するようにします。
外部からサーバーに入れることのメリットは
①外出先からでも見積や請求書等の書類にアクセス可能
②本店支店間でデータ共有可能
③外出先から写真データのアップロードが可能
というのが主なメリットです。

しかしデメリットも存在します。
1.VPN設定を知っている社員が辞める時のデータ漏洩リスク
2.ハードウェアVPN程の速度は出ないこと
というのが主なデメリットです。

VPNはSoftEtherを使用しています。
パスワードは大小文字&数字&記号の19～20文字を使用していますのでセキュリテイ対策として問題無いと考えています。

これらのことをマニュアルにして書くのは膨大な量になりますし、そのマニュアルを読もうとするユーザーさんは極々少数派であると予想して、個別ヒアリングでサポートします。

結論6
VPN機能活用は個別ヒアリングで対応します。

7　理想的なサポート体制を作る。

オンラインサポートを3年間無料で行います。
本製品はVPNサーバーとして構成してありますのでサポートは遠隔操作で行います。
本体PCとSSDは故障した場合3年間無料でセンドバック修理致します。
また修理不能であった場合には同等の性能を持つ新品に交換させていただきます。
サポートの受付はショートメールになります。サポートが通話中でも返信出来ますので、ご安心下さい。

お客様がVPN機能を使いたい場合はサポートにお申しつけ下さい。端末1台に限り弊社にて無料サポートいたします。
またその他ご希望があれば弊社が出来る限り遠隔操作で設定します。

結論7
サポートは3年間無料です。VPN機能のご利用は端末1台無料です。

以上７つの結論からなるべくコストを抑えつつ
充分なサポートをできるように考え抜いたのが弊社3SSDサーバーとなります。
これが現時点における弊社の「理想のサーバー」です。
説明に多々冗長な部分あったと思いますが 最後までお読みいただき大変ありがとうございました。