クラスタとは?(クラスタ構成)【サーバ・ストレージの基礎】

インフラエンジニア

こんにちはmasaです。
今回はインフラエンジニアであればよく耳にするクラスタ構成についてご紹介します。

クラスタ構成をまだ知らない方や聞いたことあるけど、詳しく知らないという方におすすめです。

また、クラスタ構成には仮想化の知識もあれば理解が深まると思うので、前に書いた記事も読んでみてください!

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クラスタ構成とは?

クラスタ構成とは、複数のサーバを連携して利用者側から見て、全体のサーバが1台で構成されているように振舞うシステムのことです。

基本的には、データロストやシステム停止のリスクに備えて、クラスタリングを使って、負荷分散や冗長化に強く、可用性の高いシステムを構築します。

クラスタ構成は大きく分けて負荷分散クラスタとHAクラスタに分ける事ができるので、その2つを深掘りしていきます。

負荷分散・・・データ処理を分散させて1つあたりのサーバーの負荷を軽くすること

冗長化・・・サーバーに障害が発生した時に、予備のサーバーを使って運用すること

可用性・・・システムが継続的に稼働する能力のこと

・クラスタ構成は簡単に言うと、複数のコンピュータが集まって1つのコンピュータのように動かせる技術だよ!
・データロストやシステム停止のリスクに備えるための技術だよ!

負荷分散クラスタとは?

負荷分散クラスタは、「ロードバランサ」という仕組みを使って、複数のサーバーに処理を分散させることで高い処理能力の維持します。
主に高い処理能力が求められるシステムに利用されます。

また、サーバーに障害が発生しても、他のサーバーに処理を引き継ぐことで高い処理能力を維持することもできます。

ロードバランサ・・・データ処理を複数のサーバーに分散させて、サーバー1つあたりの処理を調整してくれる仕組みのこと

負荷分散クラスタの例

負荷分散クラスタは以下のように構成されています。

通常時は複数のクライアントからロードバランサ(負荷分散装置)を経由して3つのサーバーに処理を負荷分散させてアクセスしています。3つのサーバーに負荷分散させることで1台あたりの負荷を低くして、システムの処理速度を高めています。

障害時もクライアントからロードバランサ(負荷分散装置)を経由するところまでは同じですが、1つのサーバーが停止しても他のサーバーが正常に稼働していれば、他のサーバーに処理を切り替える事でシステムの処理速度を維持することができます。

負荷分散クラスタは主に高い処理能力が必要なシステムに使われるよ!

HA(High Availablility)クラスタとは?

HAクラスタはシステム全体の可用性を向上させるためのシステムです。

主に高い信頼性が求められる業務システムのアプリケーションサーバーやデータベースサーバーなどで使われています。

HAクラスタでは、実行中のサーバーを「アクティブサーバー」、待機中のサーバーを「スタンドバイサーバー」と呼んでいます。

仮にアクティブサーバーに障害が発生してもフェイルオーバーという仕組みを使い自動的にスタンドバイサーバーがアクティブサーバーに切り替わり処理を引き継ぐことで可用性を高めています。

可用性・・・システムが継続的に稼働する能力のこと

フェイルオーバー・・・実行中のサーバーに故障が発生すると、待機している別のサーバーが自動で引き継いで処理を行うこと

HAクラスタの例

HAクラスタは以下のように構成されています。

通常時はアクティブサーバーだけが処理を行なっており、スタンドバイサーバーは停止状態です。

障害時はスタンドバイサーバーが切り替わりアクティブサーバーに変更され、処理を引継ぎます。

クラスタを学ぶためにおすすめの本

入社してある程度知識がついて、読んだ本ですがとてもおすすめの本です。
VMwareの基本的な理解ができる本になっています。

少し専門用語が多いので、初心者の方におすすめはできませんが、ある程度のサーバーやネットワーク、仮想化の知識を知っていれば内容は理解できると思います。

今回のまとめ

  • クラスタ構成とはシステム停止やデータロストのリスクを低くするためのもの
  • 負荷分散クラスタは複数のサーバーに処理を分散させて高速処理を維持する
  • HAクラスタはスタンドバイサーバーを待機させることでシステムの可用性を高める

今回、クラスタ構成についてご紹介しました。
ご理解いただけたでしょうか?

システムは機器によって構成内容が違うので、クラスタ構成についての知識があって損をすることは無いと思います。

最近ではVMwareがHAクラスタを使用したシステムを開発しているので、深く勉強したい方はVMwareについて勉強することをオススメします。

最後まで読んでいただきありがとうございました。

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