高可用性とは何ですか？

高可用性（HA）とは、冗長化されたデバイスやノード（通常はアクティブとスタンバイ、場合によってはアクティブ-アクティブのペア）を組み合わせた導入モデルであり、一方が障害を起こしても、もう一方が中断をほとんど、あるいは全く生じさせることなくサービスの提供を継続できるようにするものです。Versa では、ブランチアプライアンス、Director、Analytics、およびControllerノードのすべてにHAが適用されます。

主なポイント

• HAは冗長なデバイスをペアで構成するため、一方に障害が発生した場合、スタンバイ側が引き継ぎます。
• 2つの主要なモデル：アクティブ・スタンバイ方式のフェイルオーバーと、アクティブ・アクティブ方式の負荷分散。
• VRRPは、クライアントに対してフェイルオーバーを隠蔽する仮想IPを提供します。
• Versa HAをブランチアプライアンス、Director、Analytics、およびコントローラーに適用します。
• HAが実際に保証しているのは、ダウンタイムゼロではなく、フェイルオーバーの速度です。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 ・ 高可用性およびVersa · よくある質問

高可用性はなぜ重要なのでしょうか？

どのネットワークにも、保護対策を講じないと単一障害点となるコンポーネントが存在します。たとえば、WANおよびLANトラフィックを処理するブランチデバイス、オーバーレイトンネルを終端するコントローラ、ポリシーや設定を保持する管理ノードなどが挙げられます。これらのいずれかがバックアップなしでダウンした場合、誰かが介入するまでネットワークは完全に停止してしまいます。これは、継続的な稼働が求められるエッジやヘッドエンドにとっては、決して望ましい状況ではありません。

HAが重要なのは、その完全な停止を短時間の引き継ぎに変えるからです。スタンバイのデバイスやノードが同期状態を維持し、自動的に引き継ぐため、ユーザーやアプリケーションにとっては、最悪の場合でも完全なサービス停止ではなく、短時間の中断としてしか認識されません。また、これによりメンテナンスとダウンタイムが切り離されます。つまり、ソフトウェアのアップグレード、証明書の更新、ハードウェアの交換などを、ペアを構成する一方のノードで行っても、もう一方のノードが引き続きトラフィックを処理し続けることができるのです。

高可用性とは何ですか？

HA構成では、2台（またはそれ以上）のデバイスまたはノードをペアにし、設定情報を共有するとともに、ステートフルな設計の場合はセッションの状態も共有します。各側は、専用リンク、ルーティング隣接関係、またはハートビートプロトコルを介して、相手の健全性を継続的に監視しており、アクティブな側が応答を停止した瞬間に、定義されたトリガーによってスタンバイ側が自動的に切り替わります。

クライアントは、どの物理ノードがアクティブであるかを知る必要はありません。これは通常、共有IDによって解決されます。つまり、アクティブな役割を担っているノードが、多くの場合Virtual Router Redundancy Protocol（VRRP）を通じて、仮想IPアドレスをアドバタイズする仕組みです。各候補インターフェースには優先度（1～255の範囲、デフォルトは100）が割り当てられており、優先度が最も高いインターフェースがマスターとなり、障害が発生するか、他のインターフェースに優先権を奪われるまで、その仮想アドレスを管理します。 その共有アドレスの背後で、ルート、セッション、およびセキュリティアソシエーションは同期が保たれるため、引き継ぎが行われても既存のトラフィックが再起動されることはありません。

高可用性の種類

アクティブ・パッシブ（アクティブ・スタンバイ）方式では、一方のノードがトラフィックを処理している間、もう一方のノードはアイドル状態を維持し、障害発生時に即座に稼働状態に移行できるよう待機しています。これはシンプルな方式ですが、障害が発生するまでスタンバイ容量が未使用のままとなるという代償を伴います。アクティブ・アクティブ方式では、両方のノードが同時に稼働し、それぞれがトラフィックを処理するとともに、互いをバックアップします。ハードウェアをより効率的に活用できますが、より厳密な状態の同期が求められます。クラスタリング／N+1冗長化は、このパターンを2ノード以上に拡張するもので、生存しているメンバーならどれでも、障害が発生したピアの負荷を吸収できます。これは、予備容量が単一のバックアップを超える必要がある場合に典型的な構成です。

リカバリの挙動も異なります。非リバティブ設計では、リカバリされたノードは自動的にアクティブ状態に戻されるのではなく、スタンバイ状態のままとなります。一方、リバティブ設計では、ノードが正常な状態に戻ると、設定可能な遅延時間の後に再びアクティブ状態に戻されます。

高可用性 &Versa

Versa HAは、ブランチデバイスだけでなく、スタック全体に適用されます。ブランチアプライアンスの場合、HAペアを構成するには、同一モデルかつ同一のソフトウェアライセンス階層を持つ2台の同一デバイスが必要であり、これらをクロス接続ポートと、VRRPを伝送する共有LANポートで有線接続します。VRRPの仮想IPアドレスと優先順位によって、どちらのデバイスがプライマリとなるかが決定されます。 VOSペアはステートフルなシャーシ間HAもサポートしており、コントロールプレーンとデータプレーンの状態を同期させることで、フェイルオーバー時に進行中のセッションが切断されるのを防ぎ、スタンバイがアクティブなピアとの接続を失った場合にはクォーラムアラームを発報します。

ディレクターノードは、Postgresレプリケーションによってデータが同期されるアクティブ・スタンバイ型のHAを実行します。管理者は、フェイルオーバータイムアウト、スタンバイ起動タイムアウト、リバーティブまたはノンリバーティブの切り替えなど、HAの動作を設定でき、手動によるフェイルオーバーをトリガーすることも可能です。 この同じパターンは、Analyticsアグリゲーターノード、Versa Messaging Serviceのプライマリ／セカンダリペア、およびAWS、Azure、OCI上のVOSのクラウド展開にも適用され、これらはすべてDirector、Concerto、またはTitan ポータルを通じて管理されます。

よくある質問

アクティブ・スタンバイとアクティブ・アクティブのHAにはどのような違いがありますか？

アクティブ・スタンバイ方式では、アクティブノードに障害が発生するまで1つのノードをアイドル状態に保ち、障害発生時にそのノードをアクティブに切り替えます。アクティブ・アクティブ方式では、両方のノードを同時に稼働させ、トラフィックを分散させながら相互にバックアップし合います。Versa Director HAはデフォルトでアクティブ・スタンバイ方式を採用しています。また、Versa ブランチアプライアンスも、VRRPおよびクロス接続リンクを介したアクティブ・アクティブ方式のデュアルCPE展開に対応しています。

VRRPとは何ですか？また、HAとはどのような関係があるのでしょうか？

VRRP を使用すると、デバイスのペアで 1 つの仮想 IP アドレスを共有できます。優先度（1～255、デフォルトは 100）が最も高いインターフェースが VRRP マスターとなります。Versa ブランチの HA では、その仮想 IP アドレスが共有 LAN ゲートウェイのバックエンドとして機能するため、フェイルオーバー時でもクライアントには 1 つの連続したアドレスとして認識されます。

HAによってダウンタイムは完全に解消されるのでしょうか？

いいえ。HAは単一障害点を排除し、サービス中断をフェイルオーバーの期間内に短縮しますが、あらゆるインシデントを防ぐことはできません。設定ミスが両ノードに共通して発生したり、両ノードが同時に故障したりした場合、依然としてサービス停止を引き起こす可能性があります。HAが実際に実現するのは、ダウンタイムゼロではなく、フェイルオーバーの速度です。

フェイルオーバーとリバート動作の違いは何ですか？

フェイルオーバーとは、アクティブノードに障害が発生した際に、スタンバイノードが引き継ぐことを指します。その後の動作は「リバーティブ」の有無によって決まります。リバーティブ設計では、タイムアウト後に復旧したノードが自動的にアクティブ状態に戻りますが、Versa Directorのデフォルト設定である非リバーティブでは、そのノードはスタンバイ状態のままとなります。

HAには同一のハードウェアが必要ですか？

ペアを組んだアプライアンスの場合、その通りです。Versa では、ペアを構成する両方のユニットで、同じデバイスモデルおよびライセンス階層が必須となります。VMとして実行されるDirectorやAnalyticsノードなどのソフトウェアベースのHAは、より柔軟性がありますが、それでもソフトウェアのバージョンと構成が一致している必要があります。

高可用性についてさらに詳しく

さらに詳しく知りたい場合は、私たちが信頼している情報源を以下にご紹介します。

関連用語

HAについて読んでいるなら、次はこれらをチェックしてみる価値があります。