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止められないシステムを守る
金融システム，決済システム，医療システムなどをはじめ，「止めることが許されないシステム」は拡大の一途をたどっています。こうしたミッションクリティカルなシステムにおいて，複数台のサーバを用いてクラスタシステムを構築することで，なんらかの障害が発生した場合にも，稼動中の「現用系」からすばやく「待機系」に業務を引き継ぎ，わずかなダウンタイムで業務を継続させることができます。本稿では，こうしたIT基盤を守るクラスタシステムのしくみと活用方法を概観します。
一般に，クラスタシステムと言った場合，大きく以下の3つに分けることができます。
- ロードバランスクラスタ
- 負荷分散装置などを利用したクラスタで，もっとも一般的に使われている。
- フェイルオーバクラスタ
- 障害が起きたら別のサーバに場所を変えて業務を継続・実行するクラスタ。HA（High Availability）クラスタとも呼ばれる。
- 演算クラスタ
- HPC（High Performance Computing）クラスタに代表される。高速数値計算，科学技術計算などに用いられる。
ここではこのうちフェイルオーバクラスタについて，日本電気㈱（NEC）のCLUSTERPROを題材に解説します。CLUSTERPROはフェイルオーバクラスタ製品のうち，調査会社の調べで2006年のシステム件数（富士キメラ総研），売上金額（ミック経済研究所）においてシェア1位となっている製品です。CLUSTERPROはNECが96年のリリース以来10年にわたって開発してきたソフトウェアで，Windows版，Linux版からなるCLUSTERPRO XとHP-UXに対応したCLUSTERPRO X HA Seriesの大きく2つの系統があります。
障害監視のしくみ
CLUSTERPROによる監視のしくみは，図1のようになっています。各サーバにインストールされたCLUSTERPROのモジュールが図1の矢印の先にあるような対象を定期的に監視しています。たとえばネットワーク周りのリンクダウンの検出，ストレージエリアを使ったアクセス状態の監視，そしてアプリケーションに対する存在監視と監視オプションによるステータスの戻り値の監視などです。これらを現用系のみならず，待機系でも行っています。
図1 異常発生の検出のしくみ
フォルトトレランスとの違い
クラスタリングと似ているしくみとしてフォルトトレラント（FT）システムがあります。これはCPU，マザーボード，メモリなどのハードウェアがすべて二重化されたもので，人工衛星などにも使われている，ハードウェアの障害故障に対してたいへん強いしくみですが，FTではプログラムバグに起因するエラーなどを拾うことができません。フェイルオーバシステムでは，ハードウェアに加えて，OS，ソフトウェアの障害を検出することができます。
代表的な運用形態
フェイルオーバシステムの代表的な運用形態としては図2のようなものがあります。
図2 運用形態
オーソドックスなのは「アクティブ－スタンバイ」と呼ばれる方式で，アクティブな左側のサーバの上でOracle，SQL Serverなどによる業務アプリケーションが動いています。右のサーバではOSは起動していますが，業務アプリケーションは起動していない状態です。このようにして待機系を眠らしておくともったいないという場合，「アクティブ－アクティブ」が考えられます。違うアプリケーションをそれぞれのサーバで動かしていく使い方です。図2のG1とG2はそれぞれ別のアプリケーションを表現しています。片方がダウンすると，生き残った1台は両方のサーバのアプリケーションをすべて引き受けるという形ですが，残り1台になったときに若干アプリケーションのレスポンスの劣化がありますので，それを見越して，メモリを多めに搭載，CPUのクロック数が良いものを載せるなどが必要です。また予算としてはサーバ1台プラスになりますが，アクティブが2台で，右側に専用スタンバイ機が構えているという「2＋1スタンバイ」も理想的です。図2の下にある「M＋nスタンバイ」は，Mは業務がアクティブなサーバ，nはスタンバイのサーバ数で，コストパフォーマンスがよい方法です。
OS標準のフリー版ソフト
フェイルオーバシステムにも最近では，OS標準のフリー版があります。ただ，特にオープンソースのものだと負荷テストが十分に行えていないなどの背景から，障害検出が十分でないことも多いようです。「NECの場合，出荷時にサーバの事業部がクラスタの装置を組んで，CLUSTERPROをインストールして負荷テストを全部かけるんです。ランニング中にディスクを引っこ抜いたり，複数の目的の異なる負荷プログラムを48時間ずつ，ぶっ通しで動かすとか」（第二コンピュータソフトウェア事業部 船田泰伸氏）。こうしたテストはオープンソースやフリーソフトではどうしても限界があると言えます。
CLUSTERPROの今後の進化
CLUSTERPROは今後，LAN内のクラスタがダウンした場合，遠隔地で業務が継続できるという遠隔クラスタ機能の強化（2008年3月末リリース予定），アプリケーションプロセスが使用しているメモリをコピーするプロセスマイグレーション（Linux版から実装開始）などの機能強化が予定されているほか，可用性強化，対応プラットフォーム・アプリケーションの拡大，海外サポートの強化などが予定されています。
