レジリエンシーと冗長性：違いは何ですか？

レジリエンスと冗長性は、信頼できるシステムを生み出す方法を提供します。これは、システムの信頼性として知られています。レジリエンスと冗長性は、コンピュータネットワーク、データセンター、ITインフラストラクチャの設計と展開において重要です。両者の重要性にもかかわらず、レジリエンシーと冗長性は同じものではありません。この記事では、システムの信頼性、レジリエンシーと冗長性の違い、そしてそれらがどのようにしてシステムの信頼性に寄与するかを説明します。

システムの信頼性とは？

システムの信頼性は定義されている「サービスに対して正当な信頼を置くことができるコンピュータシステムの信頼性」です。コンピュータシステムとそのコンポーネントは、エンドユーザーに対してサービスを一貫して提供できるだけの強さを持っている必要があります。信頼性の重要な属性はシステムの信頼性であり、提供されるサービスが運用期間中ずっと利用可能で、許容できるパフォーマンスレベルであることです。レジリエンシーと冗長性はどちらもシステムの信頼性を達成するために役立ちますが、互換性のある戦略ではありません。

レジリエンシーと冗長性

コンピュータネットワーキングの領域において、レジリエンシーと冗長性は、システム内の障害耐性を確立し、電力障害、サイバー攻撃、システムオーバーロード、その他のダウンタイムの原因が発生しても機能し続けることを可能にします。この文脈では、用語は次のように定義されます:

• 冗長性は、システムの信頼性を高めるためにシステムコンポーネントを意図的に重複させることです。
• レジリエンシーは、障害から回復し、障害に直面してもサービスの信頼性を維持するシステムの能力を指します。

これらの定義に基づき、冗長性とレジリエンシーは互換性があるのではなく、相補的なものであることが示されています：冗長性はシステムのレジリエンシーを向上させるために必要であり、個々のシステムコンポーネントのレジリエンシーは、冗長コンポーネントが障害発生後に機能状態に回復できることを保証します。冗長性はシステムのレジリエンシーを支える追加コンポーネントの絶対的な測定であり、レジリエンシーはシステムの操作に対する障害の影響の相対的（かつ継続的）な測定です。

冗長性を構築する方法

コンピュータシステムコンポーネントの機能能力は、ハードウェア、ソフトウェア、情報、および時間ベースのパフォーマンスを含みます。したがって、これらの機能カテゴリに関してシステムに冗長性を導入することは、障害-エラー-故障の連鎖を断ち切るのに役立ちます。障害が発生すると、パフォーマンスエラーが発生し、システムが信頼できるサービスを提供できなくなります。追加のハードウェアコンポーネント、複数のソフトウェア機能、データのエラーチェック、および時間に関する情報やシステムパフォーマンスの一貫性の形で冗長性を導入することは、障害がシステムの故障につながる可能性を減少させます。冗長性は、さまざまな形態と構成を取ることができ、以下が含まれます：

• アクティブ冗長性。コンポーネントがシステム操作に積極的に参加し、作業負荷を分配します。たとえば、1本の光ファイバーケーブルだけでなく、2本の光ファイバーケーブルを並行してデータを送信することができます。1本のケーブルが切断されても、システムは機能し続けます。冗長コンポーネントはすでにアクティブであり、システム機能に関与しているため、システムは障害状態から回復するのに十分な強さを持っています。ただし、アクティブ冗長コンポーネントも単一障害点を共有する可能性があり、その場合、追加のシステム要素はシステムパフォーマンスに寄与しない可能性があります。たとえば、熱や他の外部損傷により接続が緩むと、両方の光ファイバーケーブルが同時に切断される可能性があります。
• パッシブ冗長性。障害状態が発生した後にのみ冗長コンポーネントを適用します。追加のコンポーネントは存在しますが、システム機能には積極的に関与していません。回復には時間がかかる場合があり、冗長コンポーネントのアクティベーションプロセスとシステムへの接続は、実際のアプリケーションでは瞬時ではありません。たとえば、コールドバックアップシステムでは、データを保存するための追加のハードドライブが利用可能ですが、これらの追加ドライブは、プライマリストレージボリュームが故障したときにのみ、必要なストレージ操作を実行するために接続されます。
• 同種冗長性。冗長構成で同じ種類のコンポーネント、たとえば、同じブランドとモデルのハードウェアを使用します。追加によってシステムのレジリエンシーが指数関数的に改善される可能性があります。ただし、これによりシステムは単一の障害原因に対して脆弱になります。ハードウェアが特定のセキュリティ脆弱性に対して脆弱な場合、冗長ハードウェアはその脆弱性に対して耐性を提供しません。
• 多様な冗長性。プライマリコンポーネントとは異なる冗長コンポーネントを適用します。この構成により、単一の障害原因がシステムの信頼性に影響を与える可能性が減少します。たとえば、列車は電気、空気圧、油圧、および空気ブレーキシステムの混合を使用します。プライマリブレーキシステムが過剰な摩耗や故障により故障した場合、二次および三次ブレーキシステムが直ちに引き継ぎ、衝突のリスクを減少させます。一般に、多様な冗長性は非常に複雑で維持コストが高くなります。

さまざまな冗長性構成は、さまざまな可用性要件、コスト、および複雑さの考慮をもとにITインフラストラクチャの設計と展開に使用できます。

レジリエンシーを構築する方法

冗長性は、システムが直面する影響の大きな変化に対する積極的または受動的な対応を可能にするレジリエンシーを高めるための測定です。レジリエンシーの要件は多様で進化しており、特にスケーラブルな環境では、システム要素の1つでの障害がシステム全体に連鎖する可能性があります。レジリエンシーの他の測定には、システムの次の能力が含まれる場合があります：

• 潜在的な障害を予測する
• 影響を受けたコンポーネントを隔離する
• 潜在的な障害から保護する
• 障害を除去し、障害状態から回復する
• 最適なシステムパフォーマンスを回復する

レジリエンシーは、与えられた瞬間にシステムが利用可能であるかどうかを、障害の発生頻度または遅延と障害状態からの回復速度の継続的な関数として測定できます。したがって、レジリエンシーの重要な指標には、システムの平均故障時間（MTTF）および平均復旧時間（MTTR）が含まれます。冗長性の構成の選択は、システムのMTTFとMTTRに直接対応します。冗長性構成の最適な選択は、最高のMTTFと最低のMTTRを達成しながら、冗長システムのコストと複雑さを低減することを目指します。言い換えれば、冗長性構成は、システムが平均して長期間（MTTF）利用可能であり、故障が発生した場合には、最適な状態への平均復旧時間（MTTR）が最も短くなるように選択する必要があります。システムのコストと複雑さを受け入れられないほど増加させないようにします。他の有用な指標には、平均故障間隔（MTBF）が含まれます。これはMTTFとMTTRの数学的合計です。レジリエンシーと冗長性の選択は、コスト、複雑さ、および実際の障害に関する要件に基づいています。目標と目的の観点から、レジリエンシーは重要な要件と見なされることが多く、可用性、信頼性、およびパフォーマンスといった信頼性属性を記述するために使用される可能性があります。しかし、冗長性自体は目標と見なされることは決してなく、信頼性に関連する要件は、可能な限り低コストと複雑さで冗長性構成を満たす必要があります。

追加のリソース

冗長性対レジリエンシー から Vology

これらの投稿は私自身の意見であり、必ずしもBMCの立場、戦略、または意見を表すものではありません。