2022.07.21

冗長性とは？確保することのメリット・デメリットや具体的なシステム構成を一挙紹介！

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冗長化
冗長性

IT 業界では「冗長性」という言葉がしばしば使われており、これは IT システムを考える際に重要なポイントの一つとなっています。冗長性という言葉自体は聞いたことがあっても、意味を理解している方は少ないのではないでしょうか？

そこで本記事では、冗長性とは何か？という基礎的な内容から、冗長性を確保するためのシステム構成や、冗長性を担保することによるメリット・デメリットなど、あらゆる観点から一挙にご紹介します。

冗長性とは？

冗長性とは「余分なもの」や「余剰がある」という意味を表す言葉です。一般的にはネガティブな言葉として定義されていますが、 IT 用語としての冗長性はポジティブな意味合いで使われています。

IT 用語における冗長性とは、システムが停止することなく継続的に稼働し続けられる状態を指します。 IT の文脈では「システムの冗長化」という言葉が頻繁に登場しますが、これはシステムに冗長性を持たせることで、障害発生時などにシステムが停止しないように備えておくための手法です。

詳しくは後述しますが、メインで利用するサーバーと予備サーバーを別々に用意しておき、メインサーバーにトラブルが発生した場合は予備サーバーに切り替えることで、冗長性を確保するのが冗長化の基本的な考え方です。

このように、システムを安全に運用する上では、冗長性が重要なポイントの一つになります。冗長性を確保することで、様々なリスクを最小限に抑えることができ、ビジネスを止めることなく継続させることができるのです。

冗長性を確保することのメリット

冗長性を確保することで、企業は様々なメリットを享受できます。どのようなメリットが挙げられるのか、順番に見ていきましょう。

システム停止を防ぐことができる

冗長性を持っていないシステムの場合、利用しているサーバーにトラブルが発生すれば自社のビジネスは完全に止まってしまいます。しかし、冗長性を確保しておくことで、予備サーバーを利用してシステム運用を継続させることができ、自社のシステム停止を防ぐことができます。

昨今、事業継続計画（BCP）や災害対策（Disaster Recovery）など、企業活動における様々なリスクを最小限に抑えるため、業種や規模を問わずに多くの会社で冗長構成が採用されています。

事業継続計画（BCP）に関心のある方は以下の記事がオススメです。

オンプレよりも安全？クラウドがBCP対策に選ばれる理由とは

サーバーにかかる負荷を軽減できる

冗長性を確保するためには、複数のサーバーを準備しておく必要がありますが、これはサーバーの負荷軽減にも繋がります。複数サーバーで処理を分散することで、特定のサーバーにかかる負荷を軽減できるため、処理速度の向上に直結します。

DDoS 攻撃のリスクを低減できる

DDoS 攻撃とは「 Distributed Denial of Service attack 」の略であり、日本語では分散型サービス拒否攻撃と呼ばれています。 DDoS 攻撃は、サーバーに対して強い負荷を与えることでサーバーダウンを狙うため、複数サーバーでシステムの冗長性を確保しておくことで、特定のサーバーにかかる負荷を減らすことができ、結果として DDoS 攻撃のリスク低減に繋がります。

DDoS 攻撃に関心のある方は以下の記事が参考になります。

DDoS 攻撃とは何か？自社のセキュリティを強化するための対策方法を徹底解説！

冗長性を確保することのデメリット

冗長性を確保することで様々なメリットを受けられますが、その一方でデメリットも存在します。正しくポイントを理解して、自社システムの冗長性を検討する際は注意してください。

追加コストが発生する

冗長性を担保するためには、主に冗長化という手法が用いられることが多く、これはシステム構成を二重に備えておくことでシステム停止を防ぐ、という考え方です。二重構成にする、ということは、当然ながら追加コストが発生します。そのため、経済的な負担が大きくなる点は、冗長性を考える上で注意すべきポイントです。

システムの運用工数が増大する

システムを冗長化することで、コストだけでなく運用工数も増大します。例えば、最新のデータを複数サーバーに取り込んだり、場合によってはサーバー同士のデータ同期なども必要になります。そのため、これらの作業を行うための IT 人員が必要になる点も、デメリットの一つだと言えます。

冗長性を確保するためのシステム構成

冗長性を確保するためのシステム構成は多岐にわたります。代表的なものをいくつかご紹介します。

コールドスタンバイ

コールドスタンバイとは、メインで稼働しているサーバーとは別に、電源をオフにした状態のサーバーを予備として待機させておく構成です。メインサーバーに障害などが発生した場合、予備サーバーに切り替えることでシステムの可用性を担保します。

コールドスタンバイはシンプルな構成なので、運用工数を小さく抑えることができます。また、予備サーバーの電源はオフの状態で待機しているため、コスト削減にも直結します。ただし、電源オフの状態だからこそ、切り替え時のリードタイムが長くなってしまう点はデメリットだと言えるでしょう。

ホットスタンバイ

ホットスタンバイでは、コールドスタンバイと同じように予備サーバーを用意します。ただし、ホットスタンバイでは予備サーバーの電源をオフにせず、常に電源を入れた状態で待機させておきます。そのため、コールドスタンバイの場合と比較して、メリット・デメリットが逆になります。

メインサーバーに異常が認められた場合、予備サーバーへスムーズに切り替えることができるため、コールドスタンバイよりも可用性は高くなります。その一方で、ホットスタンバイは構成が複雑になる傾向があり、運用コストも高いので、運用工数やコストを極力抑えたい企業にとっては不向きだと言えます。

マスター・スレーブ

マスター・スレーブは、主にデータベースサーバーなどで利用されることが多い構成です。マスター・スレーブのマスターとは制御を行うサーバーを意味し、スレーブとは制御を受けるサーバーのことを指します。

はじめに、すべてのサーバーを制御するためのマスターサーバーを1つ選択し、残りのサーバーは制御を受けるためのスレーブとして冗長性を持たせます。通常時はマスターのみでシステムを運用しますが、マスターに障害・トラブルが発生した場合は、いずれかのスレーブがマスターになり代わって処理を継続します。

マルチマスター

マスター・スレーブは、あらかじめマスターとスレーブを分けていましたが、マルチマスターでは、全てのサーバがマスターとなってシステムを運用します。そのため、障害が発生した場合でも、すぐに別のサーバーが代役を果たしてくれるため、復旧までのリードタイムを短縮できます。

冗長性を確保するための仕組み

ここまで、冗長性を確保するためのシステム構成をご紹介しましたが、具体的にどのようなものを使えば冗長性を実現できるのでしょうか？

以下、代表的な仕組みを3つご紹介します。

RAID

RAID は Redundant Arrays of Inexpensive Disks の略であり、複数のハードディスクを仮想的に一つのディスクとして認識・表示させる技術です。ハードディスクに RAID を採用することで、故障時の復旧や処理の高速化など、様々なメリットを享受できます。

DRBD

DRBD は Distributed Replicated Block Device の略であり、複数のサーバーを TCP / IP ネットワークを介してリアルタイムにミラーリングするための OSS （オープンソースソフトウェア）です。無料の OSS として提供されているため、手軽に冗長性を確保できる点は大きなメリットだと言えるでしょう。

クラウドサービス

RAID や DRBD の他に、クラウドサービスを利用して冗長性を確保することも可能です。仮想サーバーを利用したり、クラウドシステムを冗長化することで、システムの冗長性を担保するのです。具体的なサービス例としては Google Cloud （GCP）が挙げられます。

Google Cloud （GCP）は Google が提供しているパブリッククラウドサービスであり、1台のコンピューター上で複数 OS を実行可能にするサービスです。そのため、 Google Cloud （GCP）のようなサービスを使うことで、サーバーやシステムを冗長化できます。

なお、 Google Cloud （GCP）の強みは冗長化だけではなく、他にも様々な機能が搭載されています。 Google Cloud （GCP）に関しては、次章で詳しくご紹介します。

クラウドを安全に使いたいなら Google Cloud （GCP）がオススメ

冗長性を確保するためには、 Google Cloud （GCP）が役立つツールであると前述しましたが、 Google Cloud （GCP）の魅力は冗長性の確保だけではありません。そもそも、冗長性を確保することの本質は、自社のシステムを安全に運用することです。

つまり、冗長化はあくまで手段の一つであり、最終的に目指すべきゴールはシステムの安全性を高めることであると言えます。最近では、自社システムにクラウドを利用するケースが多くなっていますが、クラウドはサービスごとに機能や安全性が異なるため、信頼できるサービスを選ぶことが大切です。

Google Cloud （GCP）はとても高い信頼性を誇るサービスであり、99.9% 以上の SLA を誇っているため、安心して実業務で利用することができます。これは、可用性が非常に高いサービスである、と言い換えることもできます。

また、 Google Cloud （GCP）が提供する各種機能は Google の成長とともにアップデートされていきます。このアップデートの中にはセキュリティ機能も含まれているため、 Google の最新のセキュリティ技術を使用できる点は、安全なクラウド利用を実現する上で大きなメリットであると言えます。

さらに Google Cloud （GCP）は、様々なシーンのセキュリティ対策に活用できる多種多様なツールを提供しています。そのため、 Google Cloud （GCP）はサービス自体が高い可用性を誇るだけではなく、自社のセキュリティ強化にも大きく貢献します。

このように、クラウドを安全に使うためには Google Cloud （GCP）が有効なツールになると言えるでしょう。

Google Cloud （GCP）に関心のある方は以下の記事がオススメです。

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