ポイント: N-モジュラー冗長性は、バックアップコンポーネントを導入することでITシステムの信頼性を高め、サービス中断を最小限に抑えます。N、N+1、N+2、2N、3N/2など、さまざまなレベルが異なるフォールトトレランスとリソース容量を提供します。
- 冗長性は、障害時のサービス中断を最小限に抑えます。
- 冗長性レベルが高いほど、システムの信頼性と可用性が向上します。
ソフトウェアであれハードウェアであれ、すべてのITシステムにはスムーズな運用を確保するための組み込み対策が必要です。特に予期しない問題に直面したときにそうです。これは、ITシステムが予期しない状況に対応できるほど信頼できるものであるべきことを意味します。信頼性を達成する一つの方法は、冗長性をシステムに導入することです。冗長性を導入することで:
- 障害によるサービス中断を最小限に抑える
- フォールトトレランスアーキテクチャを構築する
簡単に言えば、冗長性とは、故障時に必要なタスクを実行するために使用できる、既存のコンポーネントの複数または重複を導入することを指します。システムに適用できるさまざまな冗長性原則があります。この記事では、N-モジュラー冗長性とその対応する冗長性レベルを見ていきます。
N-モジュラー冗長性とは？
冗長性は、優れたITシステムの重要な要素です。冗長性にはさまざまな種類のレベルがあり、以下でこれらを見ていきます:
- N
- N+1、N+2
- 2N、2N+1、2N+2
- 3N/2
N冗長性
N冗長性は、ITシステムが機能するために必要なコンポーネントの最低限を指します。このレベルは、2つの要因によって特徴づけられます:
- システムに対する冗長性ソリューションは利用できません。
- 問題が診断され解決されるまで、システムは非機能的でアクセスできなくなります。
この冗長性レベルで操作するシステムはありません。このレベルはシステムに対して冗長性を提供しません。代わりに、ユーザーはこのレベルを基本レベルとして受け入れ、それを基にITシステムに適切な冗長性を導入する必要があります。
N+1、N+2冗長性
名前が示すように、N+1はシステム機能に必要なリソースの基本レベルに加えて、単一のバックアップを指します。これは、ITシステムに冗長性を導入するための最低要件です。この段階では、システムは単一の冗長性ソリューションを提供しながら機能できます。この冗長性レベルは小規模なITシステムには適していますが、中規模から大規模なシステムには適していません。N+2は次のステップであり、システム機能に必要なリソースに加えて、2つのバックアップが必要です。これにより、ITシステムの冗長性がさらに高まり、エンドユーザーのシステムに対する信頼感も高まります。これにより、単一のバックアップが破損しても、他のバックアップを通じてシステム機能を復元できます。N+1およびN+2に加えて、さらに多くのバックアップが維持される場合があります。これらはN+Xと呼ばれ、Xはシステムの機能を確保するための任意のバックアップの数を示します。これは+3,+4,+5...などです。それでも、ほとんどのコマンドレベルはN+1およびN+2になるでしょう、特に複数のコピーを保持する特定または独自の要件が存在しない限り、たとえばコンプライアンスポリシーなど。
2N、2N+1、2N+2冗長性
Nは、ITシステムを運用するために必要なリソース（量）の最小数を指します。2Nは、システムに必要なリソース/容量が2倍あることを単に意味します。簡単な例として、データセンターに10台のサーバーがあり、追加の10台のサーバーが専用容量として機能していると考えます。これにより、合計20台のサーバーが予約され、2N冗長性を提供します。このように、2Nは常にITシステムに余分な容量を提供します。2N+1は、通常機能するために必要なリソース/容量が2倍で、追加の冗長性手段としてバックアップがあるシステムに関連しています。これらの追加バックアップシステムは、すべての追加容量に問題が発生した場合でも冗長性を提供できます。2N+2は、追加の容量に加えて2つのバックアップがあるシステムを指し、これはIT業界で一般的に使用される最高レベルの冗長性と見なされています。
3N/2、4N/3冗長性
3N/2、4N/3、またはより具体的にはAN/Bは、追加容量がシステムの負荷に基づく冗長性手法を指します。たとえば、データセンターの電力配信インフラストラクチャに3N/2冗長性が適用されていると考えます。この場合、2つのワークロード（2台のサーバー）に電力を供給するために別々の電力供給システムがあります。これにより、各電力供給システムは特定の時間に利用可能な容量の67%のみを使用します（または3N/2比率の逆です）。4N/3のシナリオを考えると、4つの電力供給システムが3台のサーバーに電力を供給し、各電力供給システムは利用可能な容量の75%を利用します。
冗長性はパフォーマンスを低下させる可能性がある
上記のすべての手法は、ITシステムに何らかの冗長性を提供します。ただし、バックアップ（予備コンポーネント/リソース）を使用することは、パフォーマンスの低下を引き起こす可能性があることを理解することが重要です。これは、これらの予備リソースが元のシステムリソースと容量の点で同一でない可能性があるためです。これは、容量予約（XN）を扱う際のバックアップまたは（+X）シナリオにのみ影響し、追加の容量はシステムの運用に影響を与えない同一のオペレーティングシステムであるからです。
冗長性構成
アクティブ、パッシブ、負荷共有（スタンバイ）は、冗長性手法を実装する際に利用可能な冗長性構成です。
- アクティブ。アクティブ構成では、冗長コンポーネントは元のコンポーネントと同時に操作されます。ただし、元のコンポーネントが故障した場合は、冗長コンポーネントが使用されます。
- パッシブ。パッシブ構成では、冗長コンポーネントは利用可能ですが、元のコンポーネントがアクティブな間は作動していません。故障時に機能を提供するために起動されます。
- 負荷共有（スタンバイ）。これは、元のまたはアクティブなコンポーネントが完全に利用可能になるまでの可用性のギャップを満たします。さらに、負荷共有は追加容量を提供するための部分的または一時的な冗長性手法としても使用できます。
選択する構成と手法は、次の事実に基づいて決まります:
- ユーザーとシステムの要件
- コスト
- リソースの可用性
- コンプライアンス要件
データセンターでの冗長性要件が高いほど、それを処理するためにより複雑な冗長性手法が必要になります。この複雑さは、適切に実装および管理するためのコストおよびリソース要件の増加につながりますが、それは基盤となるシステムに最良の冗長性を提供します。
冗長性は信頼性と可用性を高める
ITシステムの信頼性は、その信頼性と可用性に基づいて異なります。冗長性は、さまざまな冗長性手法を使用してシステムの信頼性と可用性を高める最良の方法の1つです。冗長性手法の複雑さと要件に影響を与える要因の1つは、システムの各コンポーネントの故障率です:
- 個々のコンポーネントの故障率が低い場合、シンプルな冗長性ポリシーを適用して高い可用性を提供できます。
- 故障率が高いコンポーネントには、問題を軽減し、保証された可用性を提供するために複雑な冗長性ポリシーが必要です。
冗長性手法を実装する際に考慮すべきもう1つの要因は、システムの負荷です。負荷が高いと、システムコンポーネントが常にストレスを受け、コンポーネントの劣化が早くなります。(冗長性が可用性に与える影響を理解してください。)
冗長性は重要
冗長性は、あらゆるITシステムにおいて不可欠な要素です。これは、急速に進化する技術の世界で、予期しない問題が発生した場合でもITシステムが適切に機能できることを保証します。したがって、冗長性はユーザーにITシステムを信頼できるようにし、より満足のいくエンドユーザー体験を提供します。
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これらの投稿は私自身の意見であり、BMCの立場、戦略、または意見を必ずしも代表するものではありません。