システムの冗長化とは？情シスなら知っておくべき基礎知識とメリット・デメリットを解説

システムの安定稼働は、ビジネスの生命線といえます。サーバーやネットワークに障害が発生すれば、業務が停止し、大きな損失につながりかねません。

こうしたリスクを最小限に抑える手法の1つが、システムの冗長化です。予備の機器やシステムを用意し、トラブル時でも継続して業務を行えるようにする仕組みのことを指します。

しかし、冗長化にはコストや管理面での課題もあり、導入には慎重な判断が求められます。情報システム部門（情シス）は、自社のビジネスに合わせ、最適な冗長化の在り方を見極めていく必要があるでしょう。

本記事では、システム冗長化の基本的な概念、代表的な構成、メリット・デメリットを解説します。情シスとして知っておくべき知識をわかりやすく紹介するので、ぜひ参考にしてください。

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システム冗長化とは？

システム冗長化とは、ITシステムの安定稼働を確保するための方策です。予備のサーバーやネットワーク機器を用意し、主要システムに障害が発生した際に自動的に切り替えることで、業務を継続できるようにします。

例えば、ECサイトのサーバーがダウンした場合、販売機会を逃すだけでなく、顧客の信頼も失いかねません。

また、冗長化は災害対策としても有効です。東日本大震災では、多くの企業が被災し、システム障害に見舞われました。しかし、冗長化を実施していた企業では、バックアップシステムにより業務を継続できたケースもあります。

冗長化の必要性

ITシステムの安定稼働は現代ビジネスに不可欠で、システム停止は多大な損失につながります。特にオンラインショップや金融システムでは、24時間365日の可用性が求められるのです。

リスク回避のため、サーバーやネットワーク機器の冗長化が重要であり、事業継続計画（BCP）の一環でもあります。

冗長化にはコストがかかりますが、システム停止による損失を考えれば必要な投資であり、信頼性と安全性の向上というメリットも期待できます。サービスの性質や重要度に応じて、適切な冗長化を実施することが重要です。

システム冗長化のメリット

システム冗長化のメリットは次のとおりです。

• 緊急時に事業を継続できる
• 信頼性の向上につながる
• 負荷分散により性能が向上する

緊急時に事業を継続できる

自然災害やサイバー攻撃、システム障害などが発生した場合、メインシステムがダウンしても、予備のシステムに切り替えることで、業務を途切れさせずに続けられます。

先程でもご紹介したように、東日本大震災の際、多くの企業がシステム停止に見舞われました。しかし、冗長化を実施していた企業では、バックアップシステムにより業務を継続できたケースがあります。

具体的には、メインのデータセンターが被災した場合、遠隔地にある予備のデータセンターに自動的に切り替える仕組みを構築しておきます。これにより、顧客へのサービス提供を継続し、機会損失を最小限に抑えられるのです。

また、サイバー攻撃によるシステム停止も大きな脅威です。DDoS攻撃などでメインシステムがダウンしても、冗長化されたシステムであれば、予備のサーバーで業務を継続できます。

このように、冗長化は緊急時の事業継続に欠かせない対策といえます。ビジネスの性質や重要度に応じて、適切な冗長化を実施することが重要でしょう。初期投資は必要ですが、非常時に事業を守る効果は計り知れません。

信頼性の向上につながる

システム冗長化は、企業の信頼性向上に大きく寄与します。冗長化により、システム障害やサービス停止のリスクを最小限に抑えられるからです。

例えば、サーバーを冗長化することで、1年間のサービス稼働率を向上させられ、顧客からの信頼を大きく高められます。一方、冗長化を怠ると、大規模なシステム障害を引き起こし、顧客の信頼を失ってしまいます。

このように、システムの安定稼働は、企業の信頼性を左右する重要な要素です。特に、金融機関やECサイトなど、システム停止が直接的な損失につながる業種では、冗長化は必須の対策といえます。

情報システム部門には、経営層を巻き込みつつ、戦略的に冗長化を進めていくことが求められます。それが、企業の信頼性向上とビジネス成長の鍵を握っているのです。

負荷分散により性能が向上する

システム冗長化のもう1つのメリットが、負荷分散による性能向上です。複数のサーバーやネットワーク機器で処理を分担することで、個々の機器にかかる負荷を軽減し、システム全体のパフォーマンスを高められます。

具体的には、ロードバランサーと呼ばれる装置を用いて、アクセスを複数のサーバーに振り分ける方法があります。これにより、1台のサーバーに負荷が集中することを防ぎ、レスポンスタイムの短縮や同時接続数の増加を実現できるのです。

特に、ECサイトなどのアクセス集中が予想されるシステムでは、負荷分散が欠かせません。

また、負荷分散は、DoS攻撃やDDoS攻撃への耐性を高める効果もあります。攻撃トラフィックを複数のサーバーで分散処理することで、サービス停止のリスクを軽減できるのです。

このように、システム冗長化による負荷分散は、性能向上とセキュリティ強化の両面で効果を発揮します。ビジネスの規模や特性に応じて、適切な負荷分散の仕組みを設計・実装することが求められるでしょう。

システム冗長化のデメリット

システム冗長化のデメリットは、次のとおりです。

• コストが増えてしまう
• 管理・運用の複雑化する

コストが増えてしまう

システム冗長化は、高い可用性と信頼性を実現する反面、コストの増加というデメリットがあります。まず、予備のサーバーやネットワーク機器の購入費用が必要です。例えば、1台数百万円のサーバーを2台用意するとなれば、初期投資だけで1,000万円以上かかることもあります。

また、予備機器の維持管理にも継続的なコストがかかります。電力料金や保守費用などのランニングコストが増加するのです。さらに、冗長化システムの設計・構築を外部に委託する場合、多額の外注費用が発生します。

加えて、複雑化したシステムの運用には、高度な専門知識を持つ人材が必要です。人件費の増加も無視できないコストといえるでしょう。

このように、冗長化には多岐にわたるコストが伴います。長期的な財務計画を立て、投資対効果を慎重に見極めることが重要です。

管理・運用の複雑化する

システム冗長化のもう1つのデメリットが、管理と運用の複雑化です。冗長化システムでは、複数のサーバーやネットワーク機器でデータを同期する必要があります。データの整合性を保つため、定期的なバックアップと同期作業が欠かせません。

また、システムのアップデートや設定変更の作業も増えます。複数の機器で同じ作業を行う必要があるため、手間とコストがかかるのです。加えて、冗長化されたシステムの日常的な保守管理も一筋縄ではいきません。複雑な構成ゆえに、トラブルシューティングに時間がかかることもあります。

このように、冗長化はシステムの安定性を高める一方で、運用面での負荷増大は避けられません。導入前に、管理体制や人的リソースを十分に検討しておく必要があるでしょう。

システム冗長化の代表的な3つの構成

システム冗長化の代表的な構成は、次のとおりです。

• アクティブ・スタンバイ構成
• アクティブ・アクティブ構成
• マスター・スレーブ構成

アクティブ・スタンバイ構成

システム冗長化の代表的な構成の1つが、アクティブ・スタンバイ構成です。この構成では、現用系（アクティブ）と待機系（スタンバイ）の2つのシステムを用意します。

通常時は現用系が稼働し、待機系はバックアップとして機能します。現用系に障害が発生すると、自動的または手動で待機系に切り替わります。この切り替え処理をフェールオーバーといいます。

また、待機系の準備状態によって、ホットスタンバイとコールドスタンバイに分類することが可能です。

業務の特性に応じて、適切な方式を選択することが重要です。

アクティブ・アクティブ構成

アクティブ・アクティブ構成は、複数のシステムを常に稼働させ、負荷を分散する冗長化手法です。各システムがアクティブに動作し、同時に処理を担います。

通常時は、ロードバランサーによってトラフィックを各システムに均等に振り分けます。これにより、単一システムへの負荷集中を防ぎ、レスポンスタイムを短縮できます。例えば、ECサイトの注文処理システムに1秒あたり1,000件の注文が到着する場合、2台のサーバーで処理を分担すれば、各サーバーの負荷は500件/秒に抑えられます。

障害発生時も、残りのシステムが自動的に処理を引き継ぐため、シームレスにサービスを継続することが可能です。

また、アクティブ・アクティブ構成は、システムの拡張性にも優れています。負荷増大時には、サーバーを追加することで処理能力を向上できます。

このように、アクティブ・アクティブ構成は高い可用性とスケーラビリティを実現する強力な冗長化手法といえるでしょう。

マスター・スレーブ構成

マスター・スレーブ構成は、1台のマスター機と複数のスレーブ機で構成される冗長化手法です。マスター機が主にサービスを提供し、スレーブ機はマスター機のバックアップとして機能します。

通常時、マスター機はスレーブ機にデータを複製（レプリケーション）します。これにより、各機器のデータが同期された状態に保たれます。マスター機に障害が発生すると、いずれかのスレーブ機が新しいマスターに昇格し、サービスを引き継ぐ仕組みです。この自動スイッチングにより、ダウンタイムを最小限に抑えられます。

例えば、あるデータベースシステムでは、マスター機が5分ごとにスレーブ機にデータを同期しています。マスター機が故障した際は、2分以内にスレーブ機がマスターに昇格し、サービスを再開するよう設定されているため、継続的にサービスを提供できます。

スレーブ機の昇格には、データの整合性チェックや設定変更など、いくつかの処理が必要です。これらを自動化しておくことで、スムーズな切り替えが可能となります。

マスター・スレーブ構成は、比較的シンプルな冗長化手法ですが、適切に設計・運用することで、高い可用性を実現できるでしょう。

システム冗長化の優先度を判断するポイント

システム冗長化の優先度を判断するポイントは次のとおりです。

• 業務への影響度合い
• 復旧にかかる時間と損失

業務への影響度合い

システム冗長化の優先度を判断する上で、重要な指標の1つが業務への影響度合いです。特に、全社的に影響が及ぶ基幹システムや、顧客対応に直結する決済システムなどは、高い優先度で冗長化を検討すべきでしょう。

例えば、製造業の生産管理システムがダウンした場合、工場の操業が停止し、納期遅延や機会損失につながります。また、ECサイトの注文処理システムに障害が発生すれば、売上損失だけでなく、顧客の信頼も失いかねません。

こうした業務への影響が大きいシステムほど、冗長化による可用性の向上が不可欠といえます。影響度合いを評価する際は、システム停止による直接的な損失だけでなく、間接的な影響も考慮に入れることが肝要です。

具体的には、システムごとに以下のような点をチェックし、優先順位を付けていくとよいでしょう。

• システム停止が及ぼす業務への影響範囲
• 想定される損失額（機会損失含む）
• 顧客や取引先への影響
• 法的・社会的な責任の有無

こうした評価を踏まえ、影響度合いの高いシステムから順次、冗長化を進めていくことが求められます。限られたリソースの中で、最大の効果を発揮できるよう、戦略的に取り組むことが重要です。

復旧にかかる時間と損失

システム冗長化の優先度を判断する上で、復旧時間と損失額は重要な指標となります。システムがダウンした際、いかに迅速に復旧できるかが、ビジネスへの影響を左右するからです。

例えば、金融機関のオンラインバンキングシステムが1日停止すれば、取引機会の損失は数十億円に上ると言われています。こうした高額な損失リスクがあるシステムほど、冗長化による復旧時間の短縮が不可欠といえるでしょう。

具体的な冗長化技術としては、アクティブ・スタンバイ構成やアクティブ・アクティブ構成などがあります。これらを適切に導入することで、障害発生から復旧までの時間を大幅に短縮できます。

障害発生時に、復旧時間の短さが直接的な損失防止につながるケースは少なくありません。情報システム部門には、ダウンタイムによる損失を定量的に分析し、費用対効果の高い冗長化策を講じていくことが求められます。

情シスとしてシステム冗長化に取り組むために

本記事では、システム冗長化の概要やメリット・デメリットなどを解説しました。

情報システム部門が取り組む際は、自社のビジネスで最も重要なシステムを見極め、コストと効果のバランスを考慮した手法を選択することが重要です。

また、コスト増大や運用の複雑化にも留意し、経営層を巻き込んだ全社的な取り組みが求められます。自社に最適な冗長化の在り方を追求し、ビジネスの成長と安定運営を支える基盤として、戦略的に取り組んでいきましょう。

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