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HAクラスタの疑問を解く・前編

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HAクラスタの疑問を解く・前編
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「高可用性は当たり前」の時代
HAクラスタのハードウェア構成
HAクラスタのソフトウェア構成

HAクラスタのハードウェア構成


まずは、ハードウェア構成を見てみよう。図2は、ServiceguardによるHAクラスタの構成例である。ちなみに、同図では2ノードによるもっとも単純な構成が示されているが、Serviceguardそのものは最大16ノードによる大規模なHAクラスタまでサポートしている。

図2:HAクラスタの構成例
図2:HAクラスタの構成例

同図を見てもわかる通り、HAクラスタでは、サーバ本体だけでなくストレージやネットワークも二重化することになる。たとえば、システム・ディスクとデータ・ディスクの両方について、RAIDやミラーリングによるドライブの冗長化を施し、インタフェースも二重化する。また、ネットワークハブやNICも2セットずつ用意する。さらにいえば、これらの電源系統も二重化し、別々のUPS(無停電電源装置)を用意するのが望ましい。このようにして、SPOF(Single Point of Failure)すなわち「ここが止まるとすべてが止まるような箇所」をできる限り排除するのである。大規模なデータセンターでは、2か所の変電所から電力供給を受けている例さえある。

こうしたHAクラスタでの冗長化構成は、一見すると大げさでコスト高のように感じられるかもしれない。だがプロダクション環境では、トラブル発生やメンテナンス時の代替として、ハードウェアのスペアをあらかじめ購入しておくのは常識的なことだろう。要するに、そうしたスペアのインストールや設定を事前に済ませておき、いつでも切り替えできるようにしておくのと同じである。

ちなみに、HAクラスタを構成するノードは、独立した1台のサーバである必要はない。たとえば、多数のプロセッサーを搭載したハイエンド・サーバでは、1台に複数のパーティションを設定し、それぞれ独立したOSイメージを運用することが多い。この場合、それらのパーティション間でHAクラスタによるフェイルオーバを実装することも可能である。これはCluster-in-a-boxと呼ばれる構成で、アプリケーション・レベルの可用性を高めるために用いられる。また、ハイエンド・サーバを2台用意し、それぞれのパーティション同士でフェイルオーバするという構成も、実際に使用されている。

いずれにせよ、HAクラスタのハードウェア構成におけるポイントは、「ノード間でディスクを共有すること」である。Serviceguardでは、SCSIバスやSAN(Storage Area Network)を介して複数ノードに接続可能なディスクの利用を前提としている。これにより、フェイルオーバ時には、プライマリ・ノードが残した最新のデータをスタンバイ・ノード側でもただちに利用できる仕組みだ。なお、クラスタソフトによっては、共有ディスクが不要なものも存在する。この場合、ネットワーク経由でノード間のミラーリングを常に実行し、それぞれのディスク内容の同期をとるという形態が多い(ただしミラーリングによるI/O負荷が発生する)。

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