【サーバーNo.367】今更聞けない！高可用性アーキテクチャをサクッと解説

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高可用性アーキテクチャに関してまだ知らない方々に向けて、わかりやすく説明した記事です。この技術はシステムのダウンタイムを最小限に抑えることができ、ビジネスにおいて非常に重要な役割を果たします。理解しやすい具体例を交えて説明しますので、ぜひご覧ください。

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高可用性アーキテクチャとは？

高可用性アーキテクチャは、システムが常に稼働し続けることを目指して設計されたシステム構造です。このアーキテクチャでは、障害が発生してもサービスが中断されないように設計されています。冗長性を持たせ、予期しない障害が発生した際でも他のシステムがその役割を引き継ぐ仕組みを整えます。

わかりやすい具体的な例

わかりやすい具体的な例1

例えば、オンラインショッピングサイトでは、サーバーが一時的にダウンした場合でも、ユーザーには影響を与えずにサービスを提供し続けることが求められます。これを実現するために、高可用性アーキテクチャを使い、複数のサーバーが同時に稼働しており、片方がダウンしても他のサーバーがその処理を代行する仕組みです。

graph TD; A[サーバー1] -->|ダウン| B[サーバー2]; B -->|代替| C[ユーザーサービス]; D[データベース] --> C;

この図では、サーバー1がダウンしても、サーバー2がその役割を引き継ぎ、ユーザーサービスは中断されることなく提供される様子が示されています。

わかりやすい具体的な例2

次に、クラウドサービスを考えてみましょう。クラウドサービスでは、高可用性アーキテクチャを採用して、データセンター間でサービスを分散させることで、ひとつのデータセンターに障害が発生しても、別のデータセンターからサービスが継続されます。

graph TD; A[データセンター1] -->|障害発生| B[データセンター2]; B -->|継続| C[ユーザーサービス];

ここでは、データセンター1が障害を起こしても、データセンター2がサービスを提供し続け、ユーザーに影響を与えない構造です。

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高可用性アーキテクチャはどのように考案されたのか

高可用性アーキテクチャは、システムのダウンタイムを最小限に抑えるために考案されました。特に、インターネットサービスが普及した1990年代後半から、24時間稼働することが要求されるシステムが増えてきたことが背景にあります。

graph TD; A[発展するインターネット] --> B[24時間サービスの要求]; B --> C[高可用性アーキテクチャ];

考案した人の紹介

高可用性アーキテクチャの考案者については明確な個人名は記録されていませんが、この技術の発展は、インターネットサービスの需要に応じて進化してきました。特に、企業がサービスダウンを避けるために、このようなシステム設計を採用するようになりました。

考案された背景

インターネットの普及とともに、企業のウェブサイトやサービスは24時間稼働が求められるようになりました。このため、サーバーの障害が発生した際でもシステムが止まらないように、冗長化を取り入れたアーキテクチャが必要とされました。

高可用性アーキテクチャを学ぶ上でつまづくポイント

多くの人が高可用性アーキテクチャの理解に苦しむ部分は、冗長性の実装方法や、システム全体での可用性の計算方法です。特に、複数のサーバーやデータセンターがどのように連携し、障害に備えるかを理解するのは難しいことがあります。

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高可用性アーキテクチャの構造

高可用性アーキテクチャの構造は、冗長性を持つシステムが複数同時に稼働し、障害が発生した場合に他のシステムがその役割を引き継ぐ仕組みです。これにより、システム全体のダウンタイムを極力避けることが可能となります。

graph TD; A[ユーザー] --> B[ロードバランサー]; B --> C[サーバー群]; C --> D[バックアップシステム]; D --> C;

高可用性アーキテクチャを利用する場面

高可用性アーキテクチャは、特にインターネットを介したサービスが常時稼働している場合に利用されます。これにより、ユーザーへの影響を最小限に抑えることができます。

利用するケース1

オンラインバンキングや金融サービスでは、高可用性アーキテクチャを利用することで、システム障害が発生しても、サービスを中断することなく提供し続けることができます。

graph TD; A[オンラインバンキング] --> B[ユーザーリクエスト]; B --> C[サーバー群]; C --> D[バックアップシステム];

利用するケース2

大手ECサイトでは、アクセスが集中するセール時にもシステムがダウンすることなく、商品購入の手続きを行うために高可用性アーキテクチャを利用しています。

graph TD; A[ECサイト] --> B[商品購入]; B --> C[サーバー群]; C --> D[データベース];

さらに賢くなる豆知識

高可用性アーキテクチャでは、障害発生時に影響を最小限に抑えるための迅速な切り替え機能が重要です。たとえば、マルチリージョンを利用することで、地域的な障害に備えることが可能です。

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あわせてこれも押さえよう！

高可用性アーキテクチャの理解を深めるためには、以下の関連キーワードを学ぶことが有効です。

  • ロードバランサー

    • ロードバランサーは、複数のサーバーにリクエストを分配するシステムです。

  • バックアップシステム

    • バックアップシステムは、データを別の場所に保管し、メインシステムがダウンした際にデータを復旧します。

  • 冗長化

    • 冗長化は、システムやデータのコピーを用意し、障害時に備える手法です。

  • データセンター

    • データセンターは、大量のデータを保存するための施設で、高可用性アーキテクチャにおいて重要な役割を果たします。

  • バックアップネットワーク

    • バックアップネットワークは、主要ネットワークに障害が発生した場合に代替するためのネットワークです。

まとめ

高可用性アーキテクチャを学ぶことで、システムの可用性を最大化し、障害時にもサービスを継続する方法を理解できます。この知識は、ITインフラやサービス運営の信頼性を向上させ、ビジネスの安定性にも寄与します。

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