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システム構築・運用のキーワード「可用性」とは?

ビジネスを支えるインフラにスピードと柔軟性がこれまで以上に求められている今、クラウドは不可欠な存在になりつつあります。企業にとってもクラウド活用が当たり前となり、まさにクラウドファーストが浸透しつつある状況です。

近年では、システム構成や規模を柔軟に変更できる自由度の高さなどもあって、ミッションクリティカルな基幹システムもクラウド移行に踏み切る企業も増えてきています。

クラウド上で強固なIT基盤を実現するには、セキュリティや高度な運用のほか、「可用性」が重要なキーワードとなります。

知っているようで知らない「可用性」“止まらない”の定義とは?

知っているようで知らない「可用性」“止まらない”の定義とは?

IT領域の話題ではよく見かける「可用性」という言葉ですが、それ以外ではあまり見慣れない言葉かもしれません。

英語では「availability」となり、「システムが動き続けることができる能力」を意味するIT用語です。情報セキュリティの三要素である「C.I.A(Confidentiality:機密性、Integrity:保全性、Availability:可用性)」の1つです。

可用性は「サービスやシステムを使い続けられる能力の割合」の指標であり、一般的には「稼働率」で評価します。クラウドサービスを利用する上で、「SLA 99.xxx%の稼働率を保証」といったフレーズをよく見かけると思います。

例えば、「SLA 99.9%の稼働率を保証」するクラウドで構築したシステムが、「1,000時間動かすと、1時間停止した」とします。このシステムの稼働率は99.9%であり、SLAの保証範囲になります。つまり、可用性としては「高い」と言えます。

クラウドサービスは「止まらない」という勘違いがありますが、どのようなクラウドサービスであっても、データセンターに物理機器が設置されている以上、故障が発生したり、メンテナンスで再起動を行う可能性があります。また、どんなに高い稼働率をSLAで保証していても一定時間の停止・サービスの中断が発生する可能性もあります。

しかし、オンプレミスと比較するとクラウドサービスにおけるサービスの中断は最小限であり、そこからの復旧の早さも含めて可用性の高いシステムを構築することが重要です。

可用性と混同されやすい「耐障害性」とは?

サーバーなどの機器やソフトウェアが故障して短時間のサービス中断が発生しても、サービスが利用できる状態を維持するのが可用性の考え方です。特にクラウドでは可用性を高めるために、「単一障害点(ここが止まるとサービスが利用できなくなる箇所)をなくす(もしくは少なくする)」ことが重要だと言われています。

それに対して、サーバーなどの機器やソフトウェアの障害・故障が発生したときに、サービスを中断せずに利用できるように準備するのが「耐障害性」の考え方です。耐障害性は問題が起きることを想定し、実際に発生したときの備えですから、こちらの環境下では基本的にシステムやサービスが停止することはありません。

ただし、あらゆる事態に対応策を講じておく必要が生じるため、耐障害性を突きつめていくとコストが膨大になってしまいます。

瞬時の中断すらも許容されないほどのクリティカルなシステム・サービスがあるのも事実ですが、それよりは単一障害点を極力なくして、仮に障害が発生しても短時間で復旧してサービスを継続できる「高可用性(ハイ・アベイラビリティ)」のシステムを構築する方が、圧倒的にコストを下げることができるでしょう。

可用性と耐障害性は混同しやすい用語ですが、システム構築を考える際は、システムの停止が限りなく「ゼロ」でなければならないのか、どのくらいの復旧時間であれば許容範囲なのか、といった視点も重要です。

クラウドの可用性はどのように実現されるのか?

では、高い可用性とは、どのように実現されているのでしょうか。

一般的には、重要なシステムの可用性の確保には「冗長化」が行われます。冗長化とは、システムを構成する重要な部分を二重化(多重化)して備える手法を指します。万が一の際には、バックアップに切り替えることで、システムを動かし続けることが可能になります。

また、その際には前述した「単一障害点」が残らないようにシステムを設計することが重要です。

一例をあげると、同じシステムを別々のサーバーに構築しておき、一方を本番機、もう一方をバックアップ機とする方法を取る場合、本番機に何か障害が発生した際、すぐにバックアップ機に切り替わることで、システムの稼働継続を実現します。

しかし、本番機とバックアップ機が、同じデータセンターに設置されていた場合、災害によって両方が物理的に損傷してしまう可能性があります。そこでバックアップ機の設置場所を別の場所のデータセンターにすることにより、単一障害点を減らして可用性を高められます。

クラウドでも基本的な考え方は同じですが、前提として「障害発生を前提としたシステム構築」という考え方のもと、可用性を重視したアーキテクチャを採用しているのが特長です。

想定されるトラブルには、ネットワーク障害、クラウドサービスの停止、データセンターへのアクセス寸断、データセンター群が設置されている地域へのアクセス不能(災害など)などがあり、これらに対処する必要性があります。

これらに対する大規模な対策としては、先に述べたような複数地域にリソースを分散して可用性を担保する方法などが取られます。例えば、データセンターや運用基盤を物理的に完全に分離した「リージョン」や「アベイラビリティゾーン」を設定することで、災害への耐性を強め、高い可用性を実現します。

データセンターレベルの対策としては、例えば「ニフクラ」では、仮想サーバーが稼動する物理マシンを常時監視し、障害発生時には別の正常な物理マシンへ移動した上で再起動する「自動フェイルオーバー機能(HA機能)」を標準で備えていますので、可用性が高いクラウドサービスと言えるでしょう。

さらに、サーバーを冗長構成にする場合でも、同じ物理サーバー上に冗長化した仮想サーバーが設置されないように、故意に別の物理サーバーに配置する機能も備えています。こういった機能を有効に活用すれば、クラウド利用者がより可用性を高めることができます。

上記で触れてきたように、フェイルオーバー、冗長構成、高負荷対策、複数データセンターの設置、クラウド利用者自身がさらに可用性を高めることができる追加機能の提供など、さまざまな対策により、各クラウド事業者は可用性を担保しているのです。

本当に必要な「可用性」を見極める

求める「可用性」のレベルにもよりますが、一瞬たりとも止まることが許されないシステムを実現しようとすると、莫大なコストが必要になります。それは、オンプレミスでもクラウドでも同様です。

クラウドでは比較的、簡単に実現できる可用性の高いシステムもあり、例えばニフクラの「HA機能」など、高水準の可用性を実現するサービスが用意されていることも多いです。

サービスにどれほどの可用性が必要なのか、それを実現するにはどの程度のコストが必要なのか。このような視点で「可用性」とクラウド、それによって実現したい自社のサービスを検討することで、クラウドに移行する(できる)システムやサービスがより明確になるでしょう。

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