Amazon FSx for NetApp ONTAP による複数ゾーンにわたる高可用性

目標復旧時点（RPO）をゼロにし、目標復旧時間（RTO）を可能な限り短くするインフラストラクチャを構築するのは容易ではありません。その理由の1つは、データセンター全体またはアベイラビリティ ゾーン（AZ）に障害が発生する可能性があることです。解決策としては、インフラストラクチャを複数の AZ にまたがらせることですが、これは困難な場合があります。

このレベルの可用性を実現する方法はありますが、独自に構築するには時間と慎重な管理が必要であり、このアプローチではパフォーマンスとレイテンシーの問題が発生する可能性があります。

この記事では、Amazon FSx for NetApp ONTAP がより優れたソリューション、つまり AWS で高可用性を実現するマルチ AZ デプロイメントの組み込みオプションを提供する方法について説明します。

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• マルチ AZ の高可用性は簡単ではない
• FSx for ONTAP でマルチ AZ の高可用性を実現する
• FSx を使用したマルチ AZ の高可用性デプロイメントの利点ONTAP 向け
• ソフトウェア会社が FSx for ONTAP を使用してマルチ AZ の高可用性を維持する方法
• ビジネス継続性を維持するためのより簡単な方法

マルチ AZ の高可用性は簡単ではない

エンタープライズ レベルのデプロイメントでは、個々のコンポーネントから AZ 全体に至るまで、データを失うことなく障害に対処できるシステムが必要です (RPO=0)。また、これらのシステムは、最小限の RTO を維持するために中断から迅速に回復する必要があり、そのためにはハードウェア、ネットワーク、地理的な場所全体にわたる復元力が求められます。

AWS でこのようなマルチ AZ の高可用性を実現する方法はいくつかあります。ただし、このようなインフラストラクチャを構築するには、リアルタイムのデータ同期、シームレスなデータ セキュリティ、および AZ 全体のリカバリのためのメカニズムを設計する必要があります。ゾーンを追加すると、これらの操作はすべてより複雑になります。

基盤となるタスクは複雑です。

• 同期レプリケーションによる冗長性。完全な冗長性を実現するには、データをゾーン間で同期的にミラーリングする必要があります。このプロセスは通常、インテリジェントなオーケストレーション レイヤーによって管理されます。セットアップでは、レプリケーションが正確かつタイムリーであることを保証し、データ損失のリスクを排除して、一貫して RPO 0 を達成する必要があります。
• データ アクセスのレイテンシへの対応。ゾーン間でリアルタイムにデータを同期すると、レイテンシを克服することが困難になります。キャッシュとコンテンツ配信ネットワーク (CDN) によってこのレイテンシを部分的に相殺することはできますが、全体的な課題は、ゾーン間通信のレイテンシを一貫して削減できる、専用の相互接続を備えた高性能ネットワークを開発することにあります。
• フェイルオーバーのダイナミクス。ゾーン間のシームレスな移行を実現することは、特に RTO を最小限に抑えるという目標がある場合、微妙な課題を伴います。ストレージ フレームワークは、環境間でデータの整合性を保ち、データのミラーリング（整合性の確保）が可能な耐障害性を備えている必要があります。また、データの損失やユーザー エクスペリエンスの中断を招くことなく、フェイルオーバーとフェイルバックを実行できる必要があります。
• 障害点のないデータ保護。
  独自のマルチ AZ アーキテクチャを構築すると、インフラストラクチャに新しいコンポーネントが導入され、そのいずれもが新たな障害点となる可能性があります。データの漏洩や損失を防ぐには、ポイントインタイム スナップショット、一貫性のあるバックアップ、シームレスな災害復旧（DR）プロセスのためのソリューションを導入することが重要です。
  
  また、転送中および保存中の暗号化、アクセス制御、ランサムウェア対策、WORM（Write Once, Read Many）データ ロックなど、統一されたセキュリティ標準も必要です。
• コストとデータ コピーの抑制。複数の AZ にまたがる冗長システムでは、高いオーバーヘッドと冗長コストという 2 つの大きなコスト上の懸念があります。マルチAZシステムの構築と維持に多大なリソースを費やすだけでなく、セットアップ後には、保存されるデータからAZ間のネットワークトラフィックまで、単一のデプロイメントを実行するすべてのコストが重複します。

これらの要因を考慮すると、マルチAZの高可用性はしかし、AWS には、FSx for ONTAP に組み込まれたマルチ AZ 高可用性という、より簡単なオプションがあります。

FSx for ONTAP によるマルチ AZ 高可用性の実現

FSx for ONTAP は、AWS が提供するフルマネージド サービスです。NetApp^® ONTAP^® 独自のデータ管理機能を使用することで、ファイルとブロック ストレージ向けの高性能な共有ストレージ オプションを提供します。これらの機能の 1 つが、マルチ AZ 高可用性です。

FSx for ONTAP ノードのインフラストラクチャ リソースは、同じ AWS リージョン内の異なる AZ にプロビジョニングされ、データは両方のノード間で同期的にミラーリングされます。書き込み操作は、データが両方のノードに追加された後にのみ完了します。そのため、停止が発生してもデータが失われることはありません。

中断が発生した場合、AZ 全体の障害などの大規模なものであっても、FSx for ONTAP は正常な FSx for ONTAP ノードに自動的かつシームレスにフェイルオーバーし、継続的にデータを提供します。

この動作中のノードは、独自の独立したデータ コピーからすべてのデータ要求を引き続き処理できるため、RPO 0 を維持できます。障害が発生したノードが回復すると、正常なノードからの最新データで自動的に更新され、デュアルモード操作にフェイルバックします。

FSx for ONTAP マルチ AZ 高可用性アーキテクチャ。

それほど高いレベルの可用性が必要ない場合は、単一の AZ 内に存在するデュアルノード構造を選択できます。

FSx for ONTAP を使用したマルチ AZ 高可用性デプロイメントのメリット

マルチ AZ デプロイメントに FSx for ONTAP を使用すると、次のメリットが得られます。

• 高可用性: 複数の AZ 間でデータをリアルタイムで同期ミラーリングすることで、RPO 0 を実現し、中断中でもデータ損失を防止します。これにより、ミッション クリティカルなアプリケーションに不可欠な99.99%の可用性が実現します。
  
  FSx for ONTAP は、データのミラーリングされたレプリカを複数の AZ に同時に保存します。1つの AZ に障害が発生した場合、システムは自動的にデータアクセスを他の AZ のレプリカにルーティングします。
• データ耐障害性: FSx for ONTAP は、自動でシームレスなフェイルオーバーおよびフェイルバック プロセスを通じて、60 秒未満の RTO を実現します。このソリューションは、障害が発生したノードが回復すると、自動的に冗長ノードに切り替え（フェイルオーバー）、デュアル ノード運用（フェイルバック）を再開します。
• 堅牢なセキュリティ: FSx for ONTAP は、厳格なアクセス制御を適用するだけでなく、保存時および転送中のデータも暗号化します。また、このサービスは、変更不可能な NetApp Snapshot^™ コピーを使用してデータを保護し、不正なデータ変更を防止します。また、マルウェア対策を提供してサイバー脅威から保護します。
• 包括的なデータ保護: ローカル Snapshot コピーにより迅速なデータ復旧が可能になり、最適化されたバックアップとリージョン間 DR オプションにより、データ全体が安全になります。
• コスト最適化されたデータコピー: FSx for ONTAP は、ONTAP ストレージ効率機能を通じてコストを最適化します。データの重複排除、圧縮、コンパクションにより、ストレージ使用量とコストが最大 65% 削減されます。また、使用頻度の低いデータを容量層に自動的に階層化することで、SSD 上のプレミアム ストレージの料金が削減されます。これらの機能によってデータの可用性が損なわれることはありません。

FSx for ONTAP は、最悪の障害にも耐えられるよう運用を支援します。ある企業がそのメリットをどのように活用しているかをご紹介します。

ソフトウェア企業が FSx for ONTAP を使用してマルチ AZ の高可用性を維持する方法

FSx for ONTAP を使用して円滑な業務運営を維持している企業の一つに、従業員エンゲージメント ソリューションのソフトウェア開発会社があります。このグローバル企業のSaaS（Software-as-a-Service）テクノロジーは、効率的な労働力管理とコンプライアンス遵守の顧客エンゲージメントのためのツールを提供しており、これらのツールには高可用性が必要です。

同社は、拡張性を提供し、マルチAZ設定全体でデータの整合性を維持し、厳格なコンプライアンスとセキュリティ標準に準拠できる統合ストレージ ソリューションを必要としていました。

解決策は、クラウドに移行し、いくつかの機能を提供するFSx for ONTAPを採用することでした。FSx for ONTAP のマルチ AZ 高可用性とクロス リージョン DR 機能により、企業のデータは保護されます。

• 運用の簡素化。FSx for ONTAP に移行したことで、同社はストレージ インフラストラクチャを手動で管理する必要がなくなりました。現在では、最新のクラウド ネイティブ Kubernetes ワークロードと、レガシー システムから移行した SaaS アプリケーションの両方を処理する、単一の完全マネージド型ストレージ サービスを利用しています。
• コスト効率。FSx for ONTAP のストレージ効率機能により、大幅なコスト削減が実現し、クラウドストレージの総所有コスト (TCO) が削減されました。

ビジネス継続性を維持するためのより簡単な方法

アプリケーションが常に利用可能で安全であることを確認する必要があります。FSx for ONTAP は、最悪の障害時でもそれを実現します。

マルチ AZ デプロイメント オプションにより、FSx for ONTAP は設定不要で RPO=0 と RTO<60 秒を実現します。つまり、大規模な障害による運用への影響はなく、追加のオーバーヘッドを心配する必要もありません。