フォールトトレランスとは？コンピュータシステムの耐障害性を高める方法
ITの初心者
「fault tolerance」について教えてください。
IT･PC専門家
「fault tolerance」とは、システムに障害が発生したときにダメージを最小限に抑えたり、正常に機能し続けたりする能力のことです。
ITの初心者
システムを冗長化することで、「fault tolerance」を高められるのですか？
IT･PC専門家
その通りです。無停電電源装置の設置や、ハードディスクの複数台利用など、システム全体に冗長性を持たせることで、「fault tolerance」を高めることができます。
fault toleranceとは。
システムが障害や不具合に見舞われたとき、損害を最低限に抑えたり、正常に動作し続ける能力を「耐障害性」と言います。この能力を高めるために、システム全体に冗長性を持たせることが必要です。例えば、停電に備えた無停電電源装置（UPS）の設置や、複数のハードディスクの利用などが挙げられます。
フォールトトレランスとは
フォールトトレランスは、コンピュータシステムが故障や障害から回復できる能力を表します。障害が発生した場合、フォールトトレラントシステムは、システムの機能を維持または回復するための対策を講じます。
フォールトトレランスは、システムの可用性、信頼性、安全性を向上させます。可用性とは、システムがいつ機能しているか、信頼性とは、システムが故障する可能性がどの程度低いか、安全性とは、システムが障害時にデータや運用を保護する能力を指します。
フォールトトレランスの仕組み
フォールトトレランスとは、システムの特定の部分に障害が発生してもシステム全体が適切に機能し続ける能力のことです。障害に対して耐性を高める仕組みとして、次のようなものがあります。
* -冗長性- システムの重要なコンポーネントを複数用意し、障害時に別のコンポーネントが引き継げるようにする。
* -フェイルオーバー- 障害が発生したコンポーネントを別のコンポーネントに切り替えることで、システムの稼働を維持する。
* -レプリケーション- データやサービスを複数の場所に複製し、障害が発生してもアクセスできるようにする。
* -エラー検出・訂正- エラーを検出して修正し、障害によるシステムの停止を防ぐ。
* -監視と回復- システムを監視し、障害が発生した場合は自動的に回復プロセスを起動する。
フォールトトレランスのメリット
フォールトトレランスのシステムは、障害が発生しても機能し続けるという利点があります。これにより、重要なデータの喪失やサービスの停止を防ぎ、事業の継続性を確保できます。また、追加のハードウェアやソフトウェアを追加する必要があるため、コストを削減することも可能です。たとえば、冗長化されたサーバーを使用することで、1 台のサーバーが故障しても、もう 1 台のサーバーがシームレスに引き継ぐことができます。これにより、ダウンタイムを最小限に抑え、ユーザーに影響を及ぼすことなく引き続きサービスを提供できます。
フォールトトレランスの課題
フォールトトレランスの実装には、いくつかの課題が伴います。システムのリカバリに必要なリソースや時間を確保する必要があります。また、障害をトレースし、影響を受けたコンポーネントを特定する効率的な仕組みを確立することも重要です。さらに、フォールトトレラントシステムは、障害が発生した際の処理を複雑にし、全体的な性能に影響を与える可能性があります。最後に、フォールトトレランス機能の追加は、設計と実装の複雑さを増し、コストが高くなる可能性があります。
フォールトトレランスの応用例
フォールトトレランスの実用例
フォールトトレランスは、さまざまな業界や用途で広く利用されています。医療分野では、患者モニタリングシステムや救命医療機器に組み込まれ、システムの障害による患者の安全の確保に役立てられています。航空宇宙産業では、航空機の制御システムの信頼性を向上させ、重大な事故を防ぐために使用されています。金融業界では、大規模なトランザクションシステムで採用され、データの損失やシステムダウンタイムを防ぐことで、金融資産の保護に貢献しています。さらに、通信ネットワークや産業用オートメーションシステムなど、信頼性の高い操作が求められるあらゆる分野でフォールトトレランスが活用されています。