障害対策の技術

① ミラーリングとデュプレキシング

ストレージの冗長化における最も基本的な考え方がミラーリングです。同じデータを2台のHDD（またはSSD）に同時に書き込むことで、1台が故障してももう1台からデータを読み出せるようにします。

ただし、ミラーリングでは2台のHDDを制御するインタフェースカード（ディスクコントローラ）が1枚の場合、そのカードが故障するとHDD2台ともアクセス不能になります。この弱点を解消するのがデュプレキシングで、インタフェースカードも2枚に二重化します。これにより、コントローラの故障にも耐えられる構成になります。

② RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）

RAIDは複数のディスクを組み合わせて、性能向上や信頼性向上を実現する技術です。レベルによって目的と仕組みが異なります。

RAID 0は「信頼性は上がらないが速くなる」唯一のレベルで、RAID 1以上は「信頼性を高める」ことが主目的です。試験では特にRAID 0（高速化のみ・冗長性なし）とRAID 1（ミラーリング）の違いが頻出です。

③ システム二重化（デュアルシステムとデュプレックスシステム）

ディスクだけでなく、システム全体を二重化する方式もあります。

デュアルシステムは、まったく同じ構成のシステムを2系統用意し、両方で同じ処理を同時に実行して結果を照合する方式です。2系統の処理結果が一致すれば正常と判断し、不一致であれば障害を検知します。極めて高い信頼性が求められるシステム（航空管制や金融取引など）で採用されますが、常時2系統をフル稼働させるためコストが非常に高くなります。

デュプレックスシステムは、現用系（本番系）と待機系（バックアップ系）の2系統で構成し、通常は現用系だけが処理を行います。現用系に障害が発生した場合に待機系に切り替えて（フェイルオーバ）処理を継続します。待機系の状態によって以下の3つのスタンバイ方式に分かれます。

④ スタンバイ方式の比較

切替時間の短さとコストはトレードオフの関係にあります。高い可用性が求められるシステムほどホットスタンバイが選択されますが、そのぶん待機系の維持コストが大きくなります。

⑤ その他の冗長化・分散技術

ロードシェアシステムは、特にWebサービスのように多数のユーザーから同時にアクセスが来る環境で不可欠な技術です。1台のサーバに全リクエストが集中すると処理能力の限界を超えてしまいますが、ロードバランサが複数のサーバに振り分けることで、個々のサーバの負荷を適正な範囲に保つことができます。

クラスタリングとグリッドコンピューティングの違いは、クラスタリングが同一拠点内の少数のサーバを結合するのに対し、グリッドは地理的に離れた大量のコンピュータを結合する点にあります。グリッドの有名な例としては、天文学の研究データ解析に世界中のボランティアのPCの空き時間を活用するプロジェクトなどがあります。