【サーバーNo.567】今更聞けない！ネットワーク冗長化をサクッと解説

ネットワークのトラブルによって通信が途絶えると、仕事やサービスに大きな影響が出ることがあります。本記事では、そんな問題を未然に防ぐための仕組みであるネットワーク冗長化について、初心者の方にもわかりやすく解説します。

Table of Contents

ネットワーク冗長化とは？

ネットワーク冗長化とは、ネットワーク機器や回線に予備のシステムを用意し、1つが故障しても通信が継続できるようにする仕組みです。これにより、システムの安定性や信頼性を高め、万が一の障害時でも業務を止めることなく対応できます。

わかりやすい具体的な例

自宅のインターネットに二つの回線を用意する場合

graph TD A[家庭のネットワーク環境] --> B[回線A: 光回線] A --> C[回線B: モバイル回線] B --> D[通常は光回線を使用] C --> E[光回線が故障した場合は自動でモバイル回線に切替] D --> F[インターネット接続継続] E --> F

自宅に光回線とモバイル回線の二つを用意し、どちらかが故障してももう一方でインターネット接続を維持する方法です。これがネットワーク冗長化の基本的な考え方です。

企業のデータセンターで複数のルーターを使う場合

graph TD A[データセンター] --> B[ルーターA] A --> C[ルーターB] B --> D[通常通信] C --> E[ルーターAが故障した場合はBで通信継続] D --> F[業務継続] E --> F

企業のデータセンターでは、2台以上のルーターを設置し、1台が故障しても他のルーターで通信を維持します。これにより、大規模な障害による業務停止を防ぎます。

ネットワーク冗長化はどのように考案されたのか

インターネットの普及と共に、通信の安定性が重要視されるようになりました。1990年代後半、多くの企業がオンラインサービスを提供する中で、ネットワーク障害による損害が深刻化し、ネットワーク冗長化の概念が発展しました。これにより、ビジネス継続性の確保が可能となり、ITインフラの信頼性が大きく向上しました。

graph TD A[1990年代後半: ネットワーク障害頻発] B[企業のオンラインサービス拡大] C[障害対策として冗長化の必要性認識] D[複数回線・機器導入] E[通信安定・ビジネス継続性確保] A --> B --> C --> D --> E

考案した人の紹介

ネットワーク冗長化の発展に大きく貢献したのは、米国の通信技術者ジョン・モイ氏です。モイ氏はOSPF（Open Shortest Path First）というルーティングプロトコルを考案し、複数経路の自動切替を可能にしました。この技術がネットワーク冗長化の基盤となり、今日の安定した通信環境を支えています。

考案された背景

1990年代、インターネットの商用利用が進む中で、ネットワーク障害によるビジネス損失が増加しました。特に金融やECサイトでは、1分の停止が大きな損害につながるため、通信安定性の向上が急務となり、冗長化技術が導入されました。

ネットワーク冗長化を学ぶ上でつまづくポイント

ネットワーク冗長化を学ぶ際、多くの人がつまずくのは「なぜ複数の機器や回線を用意する必要があるのか」という点です。特にコスト面や管理の複雑さが気になる方が多いです。しかし、冗長化によって回線障害時も通信を維持し、システム全体の耐障害性を確保できます。ルーターやスイッチなどの機器が単一障害点（SPOF）にならないように設計することがポイントです。

ネットワーク冗長化の構造

ネットワーク冗長化の構造は、主に物理冗長化と論理冗長化の2種類に分かれます。物理冗長化では、複数の回線やルーターを設置し、機器障害時に他の機器が自動で通信を引き継ぎます。一方、論理冗長化は、VRRPやOSPFなどのプロトコルを活用し、ネットワークの経路選択を動的に行い通信を維持します。

graph TD A[物理冗長化] B[複数の回線やルーター設置] A --> B C[論理冗長化] D[VRRP・OSPFによる経路自動切替] C --> D B --> E[通信障害時の自動切替] D --> E

ネットワーク冗長化を利用する場面

ネットワーク冗長化は、システムの停止が許されない場面で活用されます。

利用するケース1

金融機関のATMネットワークでは、通信障害が発生すると利用者に大きな影響を与えます。そのため、複数の通信回線やルーターを用意し、冗長化を徹底しています。これにより、万が一一方の回線が障害で使えなくなっても、別の回線を通じて安定したATMサービスを提供できます。

graph TD A[金融機関ATMネットワーク] B[回線A: メイン回線] C[回線B: バックアップ回線] D[ルーターA] E[ルーターB] A --> B --> D A --> C --> E D --> F[ATM通信] E --> F B -->|障害発生| C

利用するケース2

大規模なECサイトでは、サーバー間の通信に冗長化を導入しています。Webサーバーとデータベースサーバー間に複数のネットワーク経路を設け、どちらかが障害を起こしても、別の経路で取引データのやり取りを継続します。これにより、サイトの停止を防ぎ、安定したサービス提供を実現しています。

graph TD A[Webサーバー] B[経路A] C[経路B] D[データベースサーバー] A --> B --> D A --> C --> D B -->|障害発生| C

さらに賢くなる豆知識

ネットワーク冗長化には「アクティブ-アクティブ構成」と「アクティブ-スタンバイ構成」という2つの主要な運用方法があります。前者は複数回線を同時に使用して負荷を分散し、後者は一方を待機させ障害時のみ切り替えます。目的に応じた運用が重要です。

あわせてこれも押さえよう！

ネットワーク冗長化の理解を深めるために、関連するサーバーの用語も押さえておきましょう。ここでは5つのキーワードを挙げ、それぞれ簡単に解説します。

ロードバランサー

複数のサーバーに負荷を均等に分散し、通信の安定性と効率を向上させる機器です。

DNSサーバー

ドメイン名をIPアドレスに変換する役割を持ち、冗長化によってDNS障害時にも名前解決が可能になります。

ファイアウォール

不正アクセスを防ぐための防御装置で、冗長化することでセキュリティレベルを維持しつつ障害時の対応を可能にします。

VPNゲートウェイ

安全な通信を確保するための装置で、ネットワーク冗長化により拠点間通信の安定性を高めます。

スイッチングハブ

ネットワーク内でデータを効率よく転送する装置で、冗長化により故障時でも通信の途切れを防ぎます。

まとめ

ネットワーク冗長化を理解することで、システムの信頼性を高め、トラブル時でも業務を止めずに対応できる力が身につきます。特にビジネスや日常生活での安定したインターネット環境の構築に役立ちます。ぜひ活用してみてください。