二重化とは?システム障害を防ぐための冗長化戦略を徹底解説【ITインフラ基礎】

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サーバーやネットワークの運用において、ダウンタイム(停止時間)を最小限に抑えることは極めて重要です。
そのために多くのITシステムで導入されているのが「二重化(duplication)」という技術です。

本記事では、**「二重化」とは何か?なぜ重要なのか?どのような方法があるのか?**を、ITインフラの現場視点で詳しく解説していきます。

二重化とは?基本概念と目的

二重化(duplication)の定義

二重化とは、IT機器やシステム構成を同一構成の2系統にすることにより、信頼性と耐障害性を高める手法です。

システムのどこか一部に障害が発生しても、もう一方の系統が稼働を継続することで、サービス全体の停止を回避できます。

この手法は以下のような分野で広く活用されています:

  • サーバー構成(ハードウェア冗長化)

  • ネットワーク構成(ルーター・スイッチの冗長化)

  • ストレージシステム(RAID構成など)

  • 通信回線(二重化回線の確保)

代表的な二重化構成の種類

アクティブ/アクティブ構成(デュアルシステム)

この方式では、2つの系統が同時に稼働し、負荷を分散しながら処理を行います。

どちらか一方に障害が発生しても、残りの系統で処理を継続可能です。

特徴:

  • 両系統が稼働中のため、障害時の切り替えが不要

  • 常時2つ分の処理能力を活かせる

  • 高い可用性とスループットを実現

例:

  • 負荷分散されたWebサーバークラスタ(例:Nginx + Keepalived)

  • マルチマスターデータベース(例:MySQL Group Replication)

アクティブ/スタンバイ構成(デュプレックスシステム)

通常時は片方の系統のみ稼働し、障害発生時にもう一方へ自動で切り替える方式です。

特徴:

  • システムリソースを節約できる

  • 切り替え時にわずかな遅延が発生する可能性あり

  • コストを抑えつつ冗長性を確保可能

例:

  • フェイルオーバー構成のファイルサーバー

  • バックアップ回線付きのネットワークルーター構成

二重化の実践:具体的な活用事例

例1:クラウドインフラにおけるリージョン/ゾーン二重化

クラウドサービス(例:AWS、Azure)では、リージョン(地域)やアベイラビリティゾーン(AZ)単位での冗長化が可能です。

これにより、災害時にも別のゾーンでシステムを継続できます。

<h2>例2:RAIDによるストレージの冗長化</h2>

RAID(Redundant Array of Independent Disks)は、複数のHDDやSSDを組み合わせてストレージ障害からの耐性を高める手法です。

RAID1(ミラーリング)やRAID5/6などの構成が、まさに二重化または多重化の実例です。

二重化を超えた冗長化(多重化)の必要性

三重化・四重化とは?

ミッションクリティカルなシステム(例:交通インフラ、金融、医療など)では、二重化でも不十分な場合があり、三重化(トリプル化)や四重化が採用されます。

これにより、一部の系統に障害があっても残りの複数系統で正常運用が可能です。

二重化の課題と考慮すべき点

1. コストの増加

  • 同一構成を2系統分用意するため、初期導入コストや運用コストが高くなる

2. 運用の複雑化

  • 二系統を正しく同期・監視するためには、適切な管理と自動化ツールの導入が不可欠。

3. 過信による設計ミス

  • 「二重化すれば安心」と考えがちだが、設計ミスや冗長構成自体の故障も発生しうる。

まとめ

**二重化(duplication)**は、現代のITインフラにおいて欠かせない信頼性向上手法の一つです。

  • アクティブ/アクティブ構成:高可用性+性能向上

  • アクティブ/スタンバイ構成:コスト効率の高い冗長性

  • 三重化・四重化:ミッションクリティカルなシステムへの応用

ただし、導入にはコストと運用管理のバランスを考慮する必要があります。

障害に強いシステム設計を目指すなら、二重化の理解と正しい運用が鍵です。

さらに参考してください:

ダブルクォーテーションとは?ITでの意味と使い方をやさしく解説【初心者〜開発者向け】

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