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サーバのクラスタ構成とは?負荷分散とHAクラスタを解説

Updated on 6月 20, 2022
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クラスタ構成とは、複数のサーバーをあたかも1台のサーバーと見なして稼働させる技術です。1台の物理的サーバーと比べて、複数のサーバーに構成されるシステムは遥かに高い冗長性・安定性を持ち、継続的な稼働かつ効率的な運用が期待されます。

さらに、クラスタ構成は大きく分けて:負荷分散クラスタとHAクラスタという2種類が存在します。それぞれの違いは高性能と安定性にあります。

目次

負荷分散クラスタ

HAクラスタ

HAクラスタと負荷分散クラスタの違い

 

負荷分散クラスタ

負荷分散クラスタとは、サーバの過負荷を避けるために複数のサーバにデータ処理の負荷を分担させる仕組み(ロードバランサという技術を使う)で、データ処理の高性能・高速を目指す構成です。

負荷分散クラスタ

上記の図に示すように、負荷分散クラスタは「ロードバランサ」と「サーバー」から構成されます。通常、パケットヘッダー、ロードバランサはIPアドレスやポート番号を元にパケットを振り分けます。複数のサーバーに負荷分散させることでシステム全体は過負荷にならずスムーズに稼働できます。

過負荷

障害に遭った場合、1つのサーバーが正常に動作できなくても、パケット処理を他のサーバに切り替えれば問題なく続行できます。

ロードバランサ

ロードバランサ(Load Balancer)とは、外部からのアクセスをどのサーバーに振り分けるのかを決める装置で、負荷分散とサービスの継続的な提供を行う機器です。

ロードバランサ

その役割や機能は概ねいくつかあります:

  • 処理速度の低下を防ぐ:サーバーを1台から複数台に増やすため、処理負担は大幅に低減します。

  • システムダウンを回避:サーバーの冗長化構成によって、1台が故障してもサーバーを継続的に提供できます。

  • 管理・運営の効率化:ロードバランサの設定を調整すれば、サーバーごとにメンテナンスや管理を行うことが可能です。(特定のサーバーにパケットを振り分けないようにする)

 

HAクラスタ

HAクラスタ(High Availability:高可用性)とは複数のサーバーを束ねて、実行中の「アクティブサーバー」と待機中の「スタンバイサーバー」によって構成されるシステムです。負荷分散クラスタとは違い、HAクラスタはサービスの持続的提供を目的とし、安定性・可用性を向上させる特徴を持ちます。関連記事:「リアルタイムサーバ経由のオンラインゲームの負荷分担

HAクラスタ

その中、アクティブサーバー(現用系/運用系)とスタンバイサーバー(待機系)が用意されます。通常、アクティブサーバーでそれぞれのサービスを稼働させますが、故障が発生した場合に、問題のアクティブサーバーからスタンバイサーバーへ処理を切り替えることでサービスの継続的提供を可能にするわけです。その切り替え処理はフェイルオーバーと呼ばれます。

切り替え処理

HAクラスタの構成方式

  • アクティブ・スタンバイ構成:最もスタンダートで、アクティブサーバーからスタンバイサーバーへ処理を切り替える仕組み。

  • アクティブ・アクティブ構成:アクティブサーバーAとアクティブサーバーBはそれぞれ異なるサービス(サービスAとサービスb)を提供しています。故障した場合、相手のサービスを引き継ぎ、サービスAとサービスBの両方を継続的に提供できる仕組みです。

 

HAクラスタと負荷分散クラスタの違い

クラスタ構成 HAクラスタ 負荷分散クラスタ
目的 サービスの可用性・継続性 業務処理の負荷分散
適用環境 安定性・信頼性が求められるシステム 高い処理能力が求められる複雑なシステム
構成(パーツ) アクティブサーバとスタンドバイサーバ ロードバランサと実サーバ
仕組み サーバの切替でサービス停止を回避できる ロードバランサ経由でアクセスを割り当てる
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