HAクラスターの仕組みとポイント

HAクラスターシステムの概要を知りたい方はこちら。クラウド環境での高可用性の仕組みについて知りたい方はこちら

可用性を高めるために選択される主な手段

前ページでご紹介したように、HAクラスター(クラスタリング)は、サーバーのシステム障害からの速やかな回復により高可用性を実現するシステムですが、システムの可用性を高めるために選択される手段としては、他にもさまざまなアプローチの手法があります。以下に、代表的な方法を挙げます。

可用性を高める方法 概要
RAIDを使用 適切なRAIDレベルでディスクを冗長化することにより、ストレージの可用性を高める。
ロードバランサを使用 複数Webサーバーに負荷分散をすることでパフォーマンスを向上するとともに、それぞれのサーバーの可用性を高める手段。
レプリケーション 稼動系サーバーと待機系サーバーとの間でデータを同期し、直近の状態への復旧を可能とすることでデータの可用性を高める手段。
詳細は前回記事で解説
フォールトトレランス CPU、メモリ、ディスク、ネットワーク等、サーバーのハードウェアを多重化することで可用性を高める。
仮想化基盤の機能を利用 障害の発生した仮想マシンが健全なハードウェア上で、復元される。ただし、監視レベルや障害からの復旧時間には注意が必要。
詳細はこちらから。
クラウドサービスの機能を利用 多くのIaaSには仮想化基盤と同様の機能が備わっているが、監視レベルやSLAの内容をしっかりと理解する必要がある。
詳細はこちらから。
DBMSの機能を利用 DBMS自体にレプリケーション機能が備わっているものもあるが、障害の自動検知や自動復旧を行うには、他の仕組みを組み合わせる必要があるケースもある。

目的に合わせた手段を選択する必要がありますが、HAクラスターは、包括的でコストパフォーマンスのよい手法です。

HAクラスターの基本構成とサービスの引継ぎパターン

前回の説明通り、一般的なHAクラスターシステムでは、運用系、待機系に分けてサーバーやアプリケーションを二重化して相互に監視し、外部ストレージを共有ディスクとする構成をとります<共有ディスク構成>。これにより、運用系システムに異常が発生した時には、速やかに待機系に業務を引き継ぎ(=フェイルオーバー)、システムの稼働を継続します。
また高価な外部ストレージを使わず、安価にクラスタシステムを構成したい場合は、サーバーごとに接続されたローカルディスクをレプリケーションしてミラーボリュームを作成し、共有ディスクとして扱う、レプリケーション構成をとることもできます。これにより物理的な制約がなくなるため、遠隔地へのフェイルオーバーも可能となります。実際の運用では、用途や目的で様々なシステム構成をとりますが、これが基本の構成です。

<共有ディスク構成>
共有ディスク構成
<データレプリケーション構成>
データレプリケーション構成

また、サーバーが実行するサービスの引き継ぎ方法や構成にも何パターンかあります。

Active/Standby構成(スタンバイ構成)

  • HAクラスターにおいては最も基本的な構成です。監視対象となるアプリケーションは常に1つのサーバー上で稼動します。サービスが稼動しているサーバーを「アクティブサーバー」と呼びます。また、通常優先的にサービスを稼動させるサーバーを「プライマリーサーバー」と呼びます。
  • サービスの切り替え先となる「バックアップサーバー」では、サービスを稼動させず、通常は待機状態です。
  • 障害が発生した場合には、アクティブサーバーからバックアップサーバーへサービスが切り替えられます。

詳しいActive/Standby構成(スタンバイ構成)についてはこちら

スタンバイ方式

Active/Active構成(相互スタンバイ構成)

  • HAクラスターを構成するサーバーそれぞれで、保護対象となっているアプリケーションがActiveとなっている状態や構成です。
  • 稼働/待機の両系のサーバーを通常時から運用することで、サーバーリソースを有効に活用します。
  • 図の例ではサーバーAではService①が稼動し、サーバーBではService②が稼動している状態です。仮にサーバーAが障害になった場合、Service①はサーバーBで動作するので、サーバーBで①②両方のServiceが稼働することになります。

詳しいActive/Active構成(相互スタンバイ構成)についてはこちら

相互スタンバイ構成

N対1スタンバイ方式

  • N台のサーバーでそれぞれサービスを実行し、障害が起きた際には、待機系のサーバーによるサービス引き継ぎを実行します。
  • 管理する対象が少なくなるため、コストを抑え、メンテナンスの負荷を軽減することができます。ただし、フェイルオーバーが発生した際、パフォーマンス劣化が生じやすいというデメリットがあります。
  • Active/Active(相互Standby)とNx1を組み合わせたNxMも構成可能です。

詳しいN対1スタンバイ方式についてはこちら

N対1スタンバイ方式

仮想環境における高可用性の実現方法

サーバー環境の仮想化が急速に進行している中、仮想環境においては、どのように高可用性を実現できるのでしょうか。HAクラスターを組み合わせることにより、仮想環境上でも高可用性を実現することが可能になります。どのようなポイントを理解し、意識していかなければならないのか「網羅性」「迅速性」「適切性」の3つの観点から解説をしています。詳しくはこちらをご覧ください。

N対1スタンバイ方式

HAクラスターにおける共有ストレージの課題

広く使われているHAクラスターシステムですが、急速に変化しつつある今日のIT環境では、共有ストレージ構成をとることで、いくつかのポイントととなる課題が出てきています。

  • 高コスト
    外部ストレージを共有ストレージとする場合、ハードウェアが高額なのに加え、運用にも専門知識が必要なため、ランニングコストが高額になる傾向があります。
  • パフォーマンス
    外部ストレージの物理的な制約条件により、アプリケーション性能を最大限に活用することができない場合があります。また、計画メンテナンスが必要なため、サービスに制約が発生します。
  • 柔軟性や災害対策など、新しいニーズへの対応
    共有ストレージはクラウド上では利用できないため、クラウド環境の持つ柔軟性や災害対策の利便性を活かすことができません。

上記のポイントを考慮して、自社のニーズに最適なクラスターシステムを組むには、レプリケーション構成を上手に取り入れることが必要です。

ブログサイト:ビジネス継続とITについて考える

もっと詳しく知りたい方

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HAクラスターを取り巻く市場動向やHAクラスターの基本的なコンセプトや特徴の解説、クラウド時代の可用性向上の具体策についての情報が満載!

CONTENTS

  • HAクラスターを取り巻く市場動向
  • クラウド時代の可用性向上―サービスレベルに応じた具体策とは?
  • 低コストで可用性を確保するシングルサーバーの障害復旧サービス
  • HAクラスターの基本とLifekeeper
  • Linux版がだけじゃない 事業継続ソリューションのWindows Server対応
  • ユーザー事例 など
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