【サーバーNo.43】今更聞けない！高可用性をサクッと解説

この記事では、「高可用性」について詳しく説明します。高可用性とは何か、具体的な例やその考案された背景、利用される場面についてわかりやすく解説しますので、初めての方にも理解しやすい内容となっています。

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高可用性とは？

高可用性とは、システムやサービスが常に稼働し続け、ダウンタイムが最小限に抑えられる状態を指します。例えば、オンラインショップのシステムが24時間365日稼働し続けることが求められる場合、高可用性が重要となります。

例えば、大規模なEコマースサイトでは、多くのユーザーが同時にアクセスするため、サーバーが高負荷に耐えられるように設計されています。サーバーが一部故障しても、他のサーバーが自動的にその役割を引き継ぎ、ユーザーは問題なく買い物を続けられるようにする仕組みが「高可用性」です。

銀行のオンラインシステムも高可用性が求められる典型例です。顧客が24時間いつでも口座残高を確認できたり、送金を行えるように、バックアップシステムが常に稼働しており、メインシステムに障害が発生した場合でも、サービスが途切れることはありません。

高可用性の概念は、インターネットの普及と共に、企業や組織が24時間サービスを提供する必要が生じたことで重要視されるようになりました。特に、銀行や通信事業者、Eコマース企業など、サービスの停止が直接的な損失につながる業種で採用されています。

高可用性の考案者として特定の個人を挙げることは困難ですが、この分野において大きな貢献をした人物として、ジョン・フォン・ノイマンが挙げられます。彼の研究は、信頼性の高いコンピュータシステムの構築に大きな影響を与え、現代の高可用性技術の基盤を築きました。

高可用性の概念が広がった背景には、インターネットの爆発的な普及と、オンラインサービスへの依存度の増加があります。特に、1990年代後半から2000年代初頭にかけて、24時間体制でサービスを提供する企業が急増し、高可用性がビジネスの成功に直結する要因となりました。

高可用性を理解する上でつまづくポイントとして、冗長化の概念が挙げられます。多くの人は、複数のシステムを並列で運用することで、故障時にもサービスを継続できる点を理解するのに苦労します。しかし、この冗長化が高可用性の核心部分であり、しっかりと理解することが重要です。

高可用性の構造は、主に冗長化とフェイルオーバーによって成り立っています。冗長化により、システムの一部が故障しても、他の部分がその機能を代替し、サービスを継続します。フェイルオーバー機能は、自動的に障害を検知し、正常なシステムに切り替える役割を果たします。

高可用性は、ミッションクリティカルなシステムで特に重要です。これには、金融機関のオンラインバンキングシステムや、通信事業者のネットワークインフラ、さらにはクラウドサービスのプロバイダなどが含まれます。

金融機関における高可用性の利用例として、24時間体制のオンラインバンキングシステムがあります。このシステムでは、数千万人の顧客がいつでも取引を行えるように、複数のサーバーが冗長化されて運用されています。

クラウドサービスプロバイダでは、高可用性を確保するために、データセンター間でデータの同期を行い、災害時でもサービスが途切れないようにしています。これにより、世界中のユーザーが安心してサービスを利用できます。

高可用性に関連する豆知識として、「スリー・ナイン」という考え方があります。これは、システムの稼働率を99.9%にするという目標で、1年間で約8.76時間のダウンタイムを許容するレベルです。業界ではこの数字がよく目標とされます。

クラスタリングは、複数のサーバーを連携させて一つのシステムとして動作させる技術です。

フェイルオーバーは、システム障害が発生した際に、自動的にバックアップシステムに切り替える仕組みです。

ロードバランシングは、複数のサーバー間で処理を分散させることで、負荷を均等に分配する技術です。

バックアップは、システムのデータや設定を定期的に保存し、障害発生時に復元できるようにするプロセスです。

データレプリケーションは、データを複数の場所に複製し、データの可用性と耐障害性を高める技術です。

高可用性について理解を深めることで、システムの信頼性が向上し、ビジネスにおいて予期せぬ障害による損失を防ぐことができます。この知識は、日常のシステム運用や設計において大いに役立つでしょう。