高可用Windowsシステムの研究 SQL Server 2005の高可用テクノロジ編 第2回　SQL Serverの可用性向上のためのシステム構成 1．フェイルオーバー・クラスタの構成と働き デジタルアドバンテージ 資料提供、技術協力：マイクロソフト 2007/03/12
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　前回説明したとおり、フェイルオーバー・クラスタでは冗長化構成された複数のコンピュータ同士でストレージ（ディスク）を共有し、一方のコンピュータ（DBシステム）が停止しても他方のコンピュータ（DBシステム）側でサービスを続行可能にする。フェイルオーバー・クラスタの基本構成は次のようになる。

フェイルオーバー・クラスタの基本構成

複数のMSCSノードの一方を本番系としてSQL Serverのインスタンスを実行する。ハートビート信号の停止により本番系ノードの障害を検知した場合には、待機系ノード側でSQL Serverインスタンスを引き継ぎ、クライアントへのサービスを継続させる。

　このようにフェイルオーバー・クラスタでは、MSCS（Microsoft Cluster Service）を構成したWindows Serverを用意し、そのうちの一方を本番系としてSQL Serverインスタンスを稼働させる。SQL Serverインスタンスとは、コンピュータ（サーバ）の実行単位で、サービスやプロセスに近いものだ。SQL Server 2005、および前バージョンのSQL Server 2000では、1つのコンピュータで複数のSQL Serverインスタンスを実行できる。MSCSを構成する各サーバは「MSCSノード」と呼ばれる。MSCSノード同士はハートビート（heartbeat、「心臓の鼓動」の意）と呼ばれる信号を定期的にやりとりしており、これが検出できなくなるとサーバが停止したと判断し、自動的にフェイルオーバーする。

　MSCSノード同士は互いにストレージを共有する（MSCS共有ディスクと呼ばれる）。MSCSノードと共有ディスクは高速なファイバチャネル・スイッチなどで接続し、どちらのノードからも高速に共有ディスクにアクセスできるようにしておく。

　MSCSでは、仮想的なIPアドレスとネットワーク名を割り当てた仮想サーバを作成し、クライアントはこの仮想サーバにアクセスするようにする。これによりクライアントは、実際にSQL Serverインスタンスが実行されている物理ノードを意識する必要がない。障害発生により本番系ノードが停止しても、待機系のノードが仮想サーバを引き継いでサービスを継続すれば、クライアントからは実稼働ノードが切り替わったことは分からない。

■フェイルオーバー・クラスタの耐障害性
　フェイルオーバー・クラスタでは、サーバ・ハードウェアやOS、DBシステム、そのほかのミドルウェアによるソフトウェア障害に対応し、フェイルオーバーによるサービス継続を可能にする。ただし、ストレージは冗長化されていないので、ディスク障害が発生した際には、バックアップされているデータからの復旧／復元が必要になる。

■フェイルオーバー・クラスタを構成するためのシステム要件
　フェイルオーバー・クラスタを構成するには、次の条件を満たす必要がある。

• システムを構成するすべてのハードウェアが、HCLまたはWSC互換性基準を満たすこと
  　システムを構成するすべてのハードウェアは、マイクロソフトが公開しているHCL（Hardware Compatibility List＝ハードウェア互換性リスト：Windows 2000 Server およびWindows NTサーバの場合）、もしくはWSC（Windows Server Catalog：Windows Server 2003の場合）のClusterカテゴリに準拠している必要がある。MSCSでは、同一クラスタ構成内に、x86、x64、IA64といった異なるアーキテクチャを混在させることはできない。最新のHCLおよびWSCは、以下から確認できる。以下のWebページのドロップダウン・リストから、検索したいClusterカテゴリを指定、もしくはCluster Solutionsを指定する。
  
  ・ Windows 2000 Hardware Compatibility List（Windows 2000 Server／Windows NTサーバの場合）
  
  ・ Windows Server Catalog（Windows Server 2003の場合）

• MSCSノードで使用可能な共有ディスクが存在すること
  　共有ディスク上には、SQL Serverの各データ・ファイル、トランザクション・ログを配置する。MSCSノードから共有ディスクへのアクセスには、高速なファイバ・チャネル（FC）またはファイバ・チャネル・スイッチ（FCスイッチ）を使用するのが一般的である。なお、MSCSノードから共有ディスクへのネットワークが単一障害点（SPOF：Single Point of Failure）にならないように、冗長構成をとることが望ましい。

　クラスタの構成としては、Active／Passive型（2ノードのうち、一方が本番系、他方が待機系として機能する構成）が基本であるが、必要であればActive／Active型（2ノードの双方が本番系として機能し、可用性向上に加え負荷分散も可能にする構成）やN+1型（本番系複数ノードに対し、待機系ノードを1台用意する構成）、N＋I型（本番系複数ノードに対し、待機系にも複数ノードを用意する構成）を選択することも可能である。

　なお図に示したとおり、MSCSを構成するには、Active Directoryが必須である。

■SQL Server 2000／SQL Server 2005の機能比較
　従来のSQL Server 2000でもフェイルオーバー・クラスタは構成可能だったが、SQL Server 2005では最大ノード数の拡張など、機能が向上している。これらの機能比較を以下に示す。

	SQL Server 2000	SQL Server 2005
エディション	Enterprise Edition	Standard Edition	Enterprise Edition
最大ノード数	4*1	2	8*2
SQL Server最大インスタンス数	16	16	25
共有ディスクにおけるマウント・ボリューム・サポート	×	○	○
全SQL Serverサービスでのフェイルオーバー・クラスタ利用	×	○	○
フェイルオーバー時間の短縮	×	×	○
SQL Server 2000／SQL Server 2005 フェイルオーバー・クラスタ機能比較
*1　IA32の場合、IA64版では最大8ノードまでサポートされる。
*2　Windows Server 2003 Enterprise Edition／Datacenter Editionにおける最大構成

　「共有ディスクにおけるマウント・ボリューム」は、ディスク・ボリュームにドライブ文字ではなく、パスを指定可能にする機能である。この機能が使えると、26以上のディスク・ボリュームをマウントできるようになる。

　SQL Server 2005では、「全SQL Serverサービスでのフェイルオーバー・クラスタ利用」が○になっている。ここでいうSQL Serverサービスとは、具体的にはデータベース・エンジン、SQL Server Agent、Analysis Services、Integration Services、フルテキスト検索である。SQL Server 2005では、これらのサービスに対し、フェイルオーバー・クラスタによる可用性向上を図ることが可能になっている*。

* Reporting Servicesは、アプリケーション・サーバ層となる「レポート・サーバ」と、管理情報を格納するデータベース層となる「レポート・サーバ・データベース」に分けられる。Reporting Servicesをクラスタ構成にする場合は、「レポート・サーバ」をネットワーク負荷分散（NLB）クラスタ上に配置し、「レポート・サーバ・データベース」をフェイルオーバー・クラスタに配置する。

　

INDEX
	［高可用Windowsシステムの研究−SQL Server 2005の高可用テクノロジ編］
	第2回　SQL Serverの可用性向上のためのシステム構成
	1．フェイルオーバー・クラスタの構成と働き
	2．ログ配布の構成と働き
	3．データベース・ミラーリングの構成とはたらき
	4．可用性向上テクノロジの比較
	5．複数の可用性向上テクノロジの組み合わせ

　

更新履歴

【2007/03/13】「フェイルオーバー・クラスタを構成するためのシステム要件」として、当初はHCL（Hardware Compatibility List）のみを表記していましたが、HCLの対象はWindows 2000 ServerおよびWindows NTサーバの場合のみで、Windows Server 2003についてはWSC（Windows Server Catalog）で互換性基準が公開されています。このため本文表記にWSCを追加し、WSCページへのリンク情報を追加しました。お詫びして訂正いたします。

［高可用Windowsシステムの研究］

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