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スケーラビリティと高可用性

この章では、Oracle Application Serverによって提供される高可用性およびスケーラビリティ・ソリューションの概要について説明します。この章の項目は次のとおりです。

スケーラビリティ

スケーラビリティとは、使用可能なハードウェア・リソースに応じたスループットを提供する、システムの能力のことです。スケーラビリティは、システムのハードウェア・リソースにのみ制限されます。スケーラブルなシステムとは、待機時間とスループットに悪影響を与えずに、リクエストの増加を処理するシステムです。

1つのオペレーティング環境内の計算能力を高めることを、垂直スケーリングと呼びます。水平スケーリングでは、複数のシステムを活用して、1つの共通の問題を並列処理します。

Oracle Application Serverでは、垂直と水平の両方でスケーリングを行います。水平スケーリングの場合、Oracle Application ServerではOracle Application Server Clusterでスループットを増やすことができます。そこでは、アプリケーション・サーバーのいくつかのインスタンスをグループ化し、ワークロードを共有します。また、Oracle Application Serverは垂直スケーラビリティが優れているため、1つのオペレーティング環境内にある同じ構成ファイルからいくつかの仮想マシンを起動できます（ポート、アプリケーションおよびルーティングが自動的に構成されます）。これには、複数プロセスに基づいた垂直スケーリングというメリットを実現しながらも、アプリケーション・サーバーの複数インスタンスの管理というオーバーヘッドがなくなります。

高可用性

システムおよびそのシステム内の任意のコンポーネントの可用性は、正常に動作する時間の割合で定義されます。システムの可用性を計算する式は、次のようになります。

可用性=障害発生までの平均時間（ATTF）/ [障害発生までの平均時間（ATTF）+リカバリまでの平均時間（ATTR）]

たとえば、1日のうちで12時間は正常に動作するシステムには50%の可用性があることになります。99%の可用性を持つシステムは1年間に平均で3.65日停止します。基幹システムでは、非常に高い可用性標準を満たすことが求められ、具体的にはシステムが1年間にわずか4～5分間の停止時間しかないことを意味します。

Oracle Application Serverは、ロード・バランシングや基本的なクラスタリングから、破滅的なハードウェアおよびソフトウェア障害時に最大のシステム可用性を実現する機能まで、多種多様な高可用性ソリューションの提供を目的として設計されています。

高可用性ソリューションは、ローカル高可用性、バックアップとリカバリおよび障害時リカバリという3つの基本的なカテゴリに分けられます。

ローカル高可用性ソリューション

ローカル高可用性ソリューションによって、1つのデータ・センター配置における可用性が確保されます。これらのソリューションによって、プロセス、ノードおよびメディアの障害だけでなく、人為的なエラーからも保護されます。ローカル高可用性ソリューションは、さらにアクティブ/パッシブ型とアクティブ/アクティブ型の2つに分類できます。

アクティブ/パッシブ・ソリューションでは、リクエストを処理するアクティブ・インスタンスと、スタンバイ状態のパッシブ・インスタンスを配置します。アクティブ・インスタンスに障害が発生すると、アクティブ・インスタンスはシャットダウンされ、パッシブ・インスタンスがオンラインになり、アプリケーション・サービスが再開されます。この時点で、アクティブとパッシブのロールが切り替わります。このプロセスは手動で行うことも、ベンダー固有のクラスタウェアで処理することもできます。アクティブ/パッシブ・ソリューションは、一般的にコールド・フェイルオーバー・クラスタと呼ばれます。

アクティブ/アクティブ・ソリューションでは、アクティブ・アプリケーション・サーバーのインスタンスが常に複数配置されます。すべてのインスタンスが同時にリクエストを処理します。

図8-1に、アクティブ/アクティブおよびアクティブ/パッシブのシステムの配置を示します。

図8-1 アクティブ/アクティブおよびアクティブ/パッシブの高可用性ソリューション

画像の説明

ローカル高可用性には、アーキテクチャの冗長性以外にも、次のような機能があります。

プロセス障害の検出と自動再起動: 構成やソフトウェアに障害が発生したため、予期しないときにプロセスが停止する場合があります。適切なプロセス監視および再起動システムがあると、すべてのシステム・プロセスが常時監視され、障害がある場合はそれらが再起動されます。
クラスタリング: システムのコンポーネントをまとめてクラスタリングすると、それらのコンポーネントを機能的に1つの実体としてクライアントに認識させることができます。クラスタは、1つのコンピュータ、または同じワークロードを共有する複数のコンピュータ上で実行される一連のプロセスです。1つのクラスタには、クラスタレベルの構成パラメータに同一の値が設定されているOracle Application Serverのランタイム・インスタンスが1つ以上含まれています。クラスタによって、1つ以上のアプリケーションに対する冗長性が提供されます。
構成管理: 類似したコンポーネントを1つのグループにクラスタリングすると、多くの場合、共通の構成を共有する必要があります。適切な構成管理によって、コンポーネントの構成の同期化が可能になり、管理目的の停止時間を短縮する可用性の高い構成管理を実現できます。
状態のレプリケーションとルーティング: ステートフル・クライアント・リクエストでは、これらのリクエストを処理するプロセスに障害が発生した場合に、クライアントの状態がレプリケートされてリクエストのステートフル・フェイルオーバーが行われます。
サーバーのロード・バランシングとフェイルオーバー: 同じサーバー・コンポーネントの複数のインスタンスを使用できる場合、これらのコンポーネントに対するクライアント・リクエストは、各インスタンスのワークロードがほぼ同一になるようにロード・バランシングされます。ロード・バランシング・メカニズムが整備されていると、インスタンスは冗長になります。いずれかのインスタンスに障害が発生した場合、そのインスタンスに対するリクエストを、障害の発生していないインスタンスに送信できます。
接続障害管理: 多くの場合、クライアントはサーバー上のサービスに接続し、それらの接続を再利用します。サーバー上にあるこれらのサービスのいずれかを実装するプロセスが再起動されたとき、接続の再確立が必要な場合があります。適切な再接続管理によって、クライアントは中断されることなくサービスを受けられます。

バックアップとリカバリのソリューション

バックアップとリカバリとは、ハードウェアの障害およびデータの消失に対する保護、およびデータが消失した場合の再構築に関する様々な戦略と手順のことです。想定される障害には、本番環境全体の破滅的な消失には至らないものもあります。しかし、障害のタイプに関係なく、システム内で障害が発生した場合、障害の発生したコンポーネントまたはプロセスをできるだけ迅速にリストアすることが重要です。

ユーザー・エラーによってシステムが誤作動することもあります。状況によっては、コンポーネントまたはシステムの障害を修復できないこともあります。一定の間隔でシステムをバックアップし、修復不能な障害が発生した場合にバックアップをリストアできるように、バックアップおよびリカバリの機能を用意しておく必要があります。

障害時リカバリ・ソリューション

障害時リカバリ・ソリューションは一般的に、洪水や地域的なネットワークの停止などの災害からアプリケーションを保護するために、地理的に分散配置するものです。障害時リカバリ・ソリューションでは通常、2つの同種のサイト（1つはアクティブ・サイト、もう1つはパッシブ・サイト）を設定します。サイトはそれぞれが自己完結型のシステムです。一般的に、アクティブ・サイトを本番サイト、パッシブ・サイトをスタンバイ・サイトと呼びます。

通常の運用では、本番サイトがリクエストを処理します。サイトでフェイルオーバーやスイッチオーバーが発生すると、スタンバイ・サイトが本番ロールを引き継ぎ、すべてのリクエストはそのサイトにルーティングされます。

フェイルオーバーのためにスタンバイ・サイトを保持するには、スタンバイ・サイトに同種のインストールとアプリケーションを含めるだけでなく、データと構成を本番サイトからスタンバイ・サイトに常時同期化する必要もあります。

図8-2に、地理的に分散された障害時リカバリ・ソリューションを示します。

図8-2 地理的に分散された障害時リカバリ

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Oracle Application Serverの高可用性

Oracle Application Serverは、柔軟性の高いインストール、配置およびセキュリティ・オプションとともに、ローカル高可用性、バックアップとリストアを実現し、あらゆる障害に対して最大限の保護を提供する障害時リカバリ・ソリューションを備えています。

Oracle Application Serverのローカル高可用性ソリューション

Oracle Application Serverのローカル高可用性を実現するものは、Oracle Application Serverの中間層およびOracle Application Server Infrastructureに対する、いくつかのアクティブ/アクティブおよびアクティブ/パッシブのソリューションです。アクティブ/アクティブとアクティブ/パッシブのどちらの高可用性ソリューションでも、インストールの容易さ、コスト、スケーラビリティおよびセキュリティが異なるオプションがあります。

Oracle Application Serverのバックアップとリカバリのソリューション

一部の障害では、単なるプロセスの再起動以上の複雑なリカバリを実行する必要があります。場合によっては、すでに実装されているバックアップ手順に基づいてリストア操作を実行する必要があります。

完全なバックアップとリストア

Oracle Application Server環境の完全バックアップを次に示します。

中間層にあるOracleホームの全ファイルの全体バックアップ（Oracleソフトウェア・ファイルと構成ファイルを含む）
InfrastructureにあるOracleホームの全ファイルの全体バックアップ（Oracleソフトウェア・ファイルと構成ファイルを含む）
OracleAS Metadata Repositoryの完全なコールド・バックアップ
環境内の各ホストにあるOracleシステム・ファイルの全体バックアップ

リカバリのための完全なバックアップおよびリストアのソリューションを必要とする障害には、ノードの完全な置換えを必要とするノード障害、Oracleソフトウェアまたはバイナリ・ファイルの削除や破損があります。このタイプのリカバリ・ソリューションを必要とする障害では、すべてのプロセスの手動再起動も必要です。特定の障害タイプとリカバリ方法の詳細は、『Oracle Application Server管理者ガイド』を参照してください。

オンライン・バックアップとリストア

システム内で発生した障害のタイプによっては、オンライン・バックアップによりシステムをリストアする必要がある場合があります。オンライン・バックアップを次に示します。

中間層にあるOracleホームの構成ファイルの増分バックアップ
InfrastructureにあるOracleホームの構成ファイルの増分バックアップ
OracleAS Metadata Repositoryのオンライン・バックアップ

リカバリのためにオンライン・バックアップおよびリストア・ソリューションを必要とする障害には、メタデータ・リポジトリ内のデータ障害、Oracle Application Serverコンポーネントのランタイム構成ファイルの削除や破損があります。このタイプのソリューションを必要とする障害では、1つ以上のプロセスを再起動することも必要です。特定の障害タイプとリカバリ方法の詳細は、『Oracle Application Server管理者ガイド』を参照してください。

Oracle Application Serverの障害時リカバリ・ソリューション

Oracle Application Serverの障害時リカバリ・ソリューションは、ローカル高可用性ソリューションの上に構築されます。このソリューションには、Oracle Application Serverとプラットフォーム構成が相互にミラー化された同種の本番サイトとスタンバイ・サイトが必要です。これらの構成は、定期的に同期化して、同種であることを保持する必要があります。

Oracle Application Serverで実装できる各高可用性ソリューションの詳細は、『Oracle Application Server高可用性ガイド』を参照してください。各ソリューションの構成、運用および管理方法の説明も記載されています。

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