高可用システム（High Availability, HA）の実現方式

～止められないサービスのために必要な考え方と構成技術～

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🔎 概要

可用性（Availability）とは、「システムが使いたいときに使える状態であること」。
ビジネスの継続性や信頼性の根幹に関わるこの要素を支えるのが、高可用性（HA: High Availability）システムです。

この記事では、以下の観点からHAの全体像を解説します：

1. 可用性に影響する事象の理解
2. 可用性評価の指標（MTBF, SLA等）
3. 高可用システムの構成方法（Pacemaker, クラスタ, LB等）
4. 地理的・物理的冗長の概念

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① 可用性に影響する要因とは？

主な事象

種類	内容
故障・障害	ハードウェアの劣化、ソフトウェアバグ、オペミスなど
物理障害	電源断、HDDクラッシュ、ネットワークケーブル断
論理障害	誤設定、DB破損、ソフトバグによる停止
メンテナンス	計画停止（アップグレード等）／緊急停止（障害対応等）
SPoF（単一障害点）	一部が壊れるとシステム全体が停止する構成

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② 可用性の評価指標

以下の指標を使って、可用性を数値的に把握します（試験範囲では計算式不要）。

指標	意味
MTBF (Mean Time Between Failures)	平均故障間隔：障害が起きない平均時間
MTTR (Mean Time To Repair)	平均修復時間：復旧にかかる平均時間
稼働率	「MTBF ÷ (MTBF + MTTR)」で算出される稼働割合（%）
SLA (Service Level Agreement)	サービス提供者が保証する稼働率（例：99.99%）
RPO (Recovery Point Objective)	データ損失の許容時間（例：10分前まで復旧可能）
RTO (Recovery Time Objective)	サービスを復旧させるまでの目標時間（例：30分以内）

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③ 高可用システムの構成と技術

💡 基本戦略：冗長化（Redundancy）

冗長対象	概要
サーバー冗長	2台以上のサーバーでサービス提供（フェイルオーバー）
ネットワーク冗長	複数NIC、ルーター、回線による切替
ストレージ冗長	RAIDや分散ファイルシステム
電源冗長	UPS, 二重化電源

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🛠️ 高可用構成の代表例

構成方式	説明
クラスタ構成	同一サービスを複数ノードで構成。1台が故障しても他が対応
アクティブ/スタンバイ	1台が稼働、もう1台が待機（例：Pacemaker構成）
ロードバランシング構成	複数ノードに負荷分散して同時処理（例：HAProxy, nginx）

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🧩 HAクラスタ管理ソフト

🧠 Pacemaker + Corosync

コンポーネント	役割
Pacemaker	クラスタのリソース管理とフェイルオーバー
Corosync	ノード間通信とハートビート管理

# 例：Pacemaker構成確認
pcs status

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④ 分散構成と可用性

🌐 物理・地理的冗長の違い

分散種類	説明
物理的冗長	同一データセンタ内でノードや機器を多重化
地理的冗長	異なるロケーションにバックアップやミラーを配置（災害対策）

• 地理的冗長は、RPO/RTOの向上と**ディザスタリカバリ（DR）**に有効
• オンプレでは高コスト、クラウド（AWS, Azure）では手軽に導入可能

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✅ まとめ：高可用性設計のポイント

要素	考慮事項
可用性指標	MTBF、MTTR、RPO、RTO、SLA
障害分類	物理／論理、計画／緊急停止
冗長化技術	RAID, フェイルオーバー, LB, UPS
ソフトウェア	Pacemaker, Corosync, Keepalived など
分散構成	クラスタ、LB、地理的冗長によるDR対応