AWSで実現する高可用性システム設計｜停止リスクを最小化する実践的アーキテクチャ構築
ビジネスで使用されるAWSインフラでは、システム障害が事業に与える影響を最小限に抑えるため、高可用性設計が不可欠です。しかし、「どのようなアーキテクチャが適切なのか」「コストと可用性をどうバランスさせるか」といった課題を抱く企業様も多いのではないでしょうか。
こちらでは、AWSインフラの高可用性設計における実践的な手法を詳しく解説します。Multi-AZ構成、Auto Scaling、ロードバランシングなど、システム停止リスクを最小化するための設計パターンと実装方法を包括的にご紹介します。
AWS高可用性設計の基本原則とアーキテクチャの概要
高可用性設計は、システムの停止時間を最小化し、ユーザーが継続的にサービスを利用できるように設計されたアーキテクチャです。AWSでは、さまざまなサービスと機能を組み合わせて、堅牢で柔軟性のあるシステムを構築することができます。
可用性ゾーン（Availability Zone）とリージョン構成
AWSのリージョンは物理的に分離された複数のアベイラビリティーゾーン（AZ）から構成されています。高可用性設計の基本は、この複数AZを活用して、単一障害点を作らないことです。
サービスレベルアグリーメント（SLA）と可用性指標
可用性を数値で表現した指標の理解が重要です。例えば、99.9%の可用性では月約 43分の停止、、99.99%では月約、4分の停止が許容されます。ビジネス要件に応じた目標設定が必要です。
冗長化とフェイルオーバー、フェイルバック機能
システムのコンポーネントが障害を起こしたときに、自動的に代替システムに切り替わるフェイルオーバー機能、また、いったん退避して穩定した状態に戻るフェイルバック機能が重要です。
スケーラビリティとエラスティック設計
トラフィックの変動に応じてリソースを動的に増減するエラスティック設計を組み合わせることで、性能とコストのバランスを取りながら高可用性を実現します。
データ保護とバックアップ戦略
データの複数コピー作成、クロスリージョンバックアップ、ポイントインタイムリカバリなど、データ保護と継続性を確保するための複合的なアプローチが必要です。
Multi-AZ構成とロードバランシングで実現する高可用性システム
AWSの高可用性設計の中核となるのMulti-AZ構成とロードバランシング技術です。これらの技術を組み合わせることで、単一コンポーネントの障害がシステム全体に影響しない、堅牢なアーキテクチャを構築できます。
Amazon EC2のMulti-AZ構成とインスタンス配置
EC2インスタンスを複数のAZに分散配置することで、一つのAZで障害が発生しても、他のAZのインスタンスがサービスを継続できます。同一機能のインスタンスを各AZに配置し、最低2個のAZを使用することが推奨されています。
Application Load Balancer（ALB）によるトラフィック分散
ALBを使用してトラフィックを複数のAZに分散し、ヘルスチェック機能で異常なインスタンスを自動的に除外します。これにより、障害が発生したインスタンスにトラフィックがルーティングされることを防げます。
Amazon RDS Multi-AZでのデータベース高可用性
Amazon RDSのMulti-AZ構成では、プライマリーデータベースとスタンバイデータベースが別々のAZに配置され、データの同期レプリケーションが自動的に実行されます。プライマリーに障害が発生した場合、自動的にスタンバイにフェイルオーバーします。
Elastic File System（EFS）での共有ストレージ高可用性
EFSは複数のAZにわたってファイルシステムを提供し、高い可用性と耐久性を実現します。複数のEC2インスタンスから同時にアクセスできるため、アプリケーションの高可用性設計において重要な役割を果たします。
クロスリージョンバックアップと災害対策
重要なデータやシステムのバックアップを別のリージョンに保存することで、大規模な自然災害や広域障害に対する保護を強化します。S3のCross-Region ReplicationやAWS Backupを活用して、包括的なバックアップ戦略を実装できます。
Auto Scalingとモニタリングで実現する動的な可用性管理
静的な高可用性設計だけでは不十分です。トラフィックの変動や障害に対して動的に対応できるよう、Auto Scalingと総合的なモニタリング体制を組み合わせることが重要です。これにより、為溜殺到な可用性管理を実現できます。
Amazon EC2 Auto Scalingでの動的リソース管理
Auto Scaling Groupを設定して、CPU使用率やネットワークトラフィックに基づいてインスタンス数を自動調整します。需要の増加時にはスケールアウトし、需要が減少したらスケールインして、性能とコストの最適化を実現します。
Amazon CloudWatchでの総合モニタリング
CloudWatchでシステムメトリクスを収集・監視し、異常を早期発見します。アラームを設定してSNSやLambdaと連携することで、障害の自動対応やエスカレーションを実現できます。カスタムメトリクスでアプリケーション固有の指標も監視できます。
Elastic Load Balancingのヘルスチェック機能
ALBやNetwork Load Balancer（NLB）のヘルスチェック機能で、各インスタンスの正常性を監視し、異常なインスタンスを自動的にロードバランシング対象から除外します。ヘルスチェックの間隔、タイムアウト、失敗闾値を適切に設定することが重要です。
AWS Systems Managerでの統合運用管理
Systems Managerのパッチマネージャー、メンテナンスウィンドウ、Session Managerなどの機能を活用して、統合的な運用管理を実現します。インベントリ管理、設定管理、パッチ適用の自動化により、運用負荷を軽減しながら高い可用性を維持できます。
アプリケーションレベルの可用性設計
インフラレベルだけでなく、アプリケーション自体の可用性設計も重要です。サーキットブレーカーパターン、リトライ機構、タイムアウト設定など、アプリケーションレベルでの障害耐性機能を組み込むことで、総合的な可用性を向上させます。
費用対効果を最大化するシステム保守契約の選び方
高可用性設計においては、単に可用性を高めるだけでなく、コスト効率との バランスを総合的に考慮した戦略的アプローチが重要です。過度な冗長化はコストを押し上げる一方、不十分な対策はビジネスリスクを高めます。ビジネス要件に応じた最適な設計が求められます。
TechThanksでは、お客様のビジネス要件と予算に応じた最適なAWS高可用性設計をご提案しています。豊富なAWSインフラ構築実績に基づき、コスト効率と可用性を両立するシステム構築を支援いたします。
AWSインフラの高可用性設計についてご相談がございましたら、まずは現在のシステム構成と可用性要件をお聞かせください。最適なアーキテクチャと実装プランをご提案いたします。