Azure Storage レプリケーションの解説：LRS、ZRS、GRS、RA-GRS

データの可用性と耐久性を確保するために、Azure Storage は複数の場所にデータのコピーを作成し、保存いたします。

このプロセスは ストレージ レプリケーション と呼ばれ、ハードウェア障害、停電、またはネットワーク障害からデータを保護するための冗長性を提供することを目的としております。

Azure Storage では、さまざまな冗長性オプションをご利用いただけます。

データを 1 つのリージョン内で複製することも、地理的に離れたセカンダリリージョンに複製することも可能です。さらに、災害時の可用性を確保するために、セカンダリリージョンの複製データへの読み取りアクセスを有効化することもできます。

Azure Storage レプリケーションの種類

既定では、Azure Storage はプライマリリージョン内でデータを 3 回レプリケートいたします。

さらに、プライマリリージョン内で構成可能なレプリケーションオプションとして、以下が提供されております。

• ローカル冗長ストレージ (LRS) – プライマリリージョンの 1 つのデータセンター内で、3 台のディスクにデータを同期的にレプリケートします。コストを抑えつつ、中程度の可用性を提供いたします。
• ゾーン冗長ストレージ (ZRS) – プライマリリージョン内の 3 つの Azure 可用性ゾーン間で、データを同期的にレプリケートします。より高い耐障害性を提供いたしますが、コストは高くなります。

これら 2 種類の基本的なレプリケーションに加え、Azure Storage ではさらに 3 種類のレプリケーションタイプが利用可能です。

• 地理冗長ストレージ (GRS) – ペアとなる Azure リージョンに 3 つの追加コピーを保存します。
• 読み取りアクセス付き地理冗長ストレージ (RA-GRS) – GRS と同様ですが、両方の Azure リージョンからデータの読み取りを可能にします。
• ブロック BLOB ストレージのオブジェクト レプリケーション – 特殊なレプリケーション方式であり、ブロック BLOB に限定して利用できます。ソース ストレージ アカウントからターゲット ストレージ アカウントへデータを複製します。

ローカル冗長ストレージ (LRS)

ローカル冗長ストレージ (LRS) は、プライマリリージョン内の 1 つのデータセンターにおいて、データを 3 回レプリケートいたします。

LRS が有効化されている場合、Azure Storage はデータが 3 つのレプリカに書き込まれた時点でのみ、書き込み要求を成功として処理いたします。LRS は、特定の 1 年間において、オブジェクトに対して少なくとも 99.999999999%（11 ナイン） の耐久性を提供いたします。

LRS はコスト効率に優れており、ディスク障害やサーバーラック障害からお客様のデータを保護いたします。ただし、すべてのデータ損失シナリオをカバーするものではございません。

データ損失のリスクが低い場合、またはコンプライアンス要件によりデータを特定の場所に保持する必要がある場合に、LRS のご利用を推奨いたします。

ゾーン冗長ストレージ (ZRS)

ゾーン冗長ストレージ (ZRS) は、3 つの Azure 可用性ゾーンにわたってデータをレプリケートいたします。各 Azure 可用性ゾーンは、独自のネットワーク、電源、および冷却設備を備えた物理的に独立した拠点です。ZRS は、オブジェクトに対して年間少なくとも 99.9999999999%（12 ナイン） の耐久性を提供いたします。

ZRS により、1 つの可用性ゾーンで障害が発生した場合でも、データへのアクセスが保証されます。これは読み取り操作と書き込み操作の両方に適用されます。Azure Storage は、データがすべての可用性ゾーンに確実に書き込まれたことを確認した後にのみ、書き込み要求を成功として処理いたします。

プライマリリージョンで ZRS をご利用いただくことで、一貫性、高可用性、および耐久性を確保することが可能です。

地理冗長ストレージ (GRS)

地理冗長ストレージ (GRS) は、LRS や ZRS と比較して、より高い冗長性を提供いたします。プライマリリージョン内で保持される 3 つのデータコピーに加えて、ペアリングされた別の Azure リージョンにも 3 つのコピーが保存されます。つまり、GRS はプライマリゾーンにおける LRS のすべての機能を提供すると同時に、セカンダリリージョンにおける LRS ベースのデータストアを追加的に提供いたします。

すべての読み取りおよび書き込み操作は依然として 1 つの Azure データセンターを通じて管理されるため、Microsoft が提供する SLA（サービス レベル アグリーメント）は、ZRS および LRS と同等です。

ただし、GRS 冗長性には 2 つの制約がございます:

1. リージョン間のレプリケーションは非同期で行われるため、データ反映にはわずかな遅延が発生します。
2. セカンダリリージョンへのアクセスは、ストレージアカウントがフェイルオーバーを実行した場合にのみ可能となります。

読み取りアクセス地理冗長ストレージ (RA-GRS)

読み取りアクセス地理冗長ストレージ (RA-GRS) は、標準的な GRS レプリケーションと同じ冗長性を提供するとともに、追加の利点を備えております。ペアリングされた Azure リージョンに保存されているセカンダリコピーに読み取りアクセスが可能となります。これにより、アプリケーションを適切に構成することで複数の読み取りエンドポイントをご利用いただけます。その結果、読み取り操作に関する SLA は 99.99% に向上いたします。

一方で、書き込み操作に関する SLA は 99.9% のままとなります。これは、依然として単一のリージョンが書き込みおよび更新操作を制御しているためです。

なお、GRS レプリケーションと同様に、リージョン間レプリケーションは非同期で行われるため、一定の遅延が発生する可能性がございます。「LastSyncTime」 パラメータを活用することで、最新のデータコピーを参照していることを確認できます.

Block Blob ストレージ向けオブジェクト レプリケーション

これまでにご紹介したレプリケーション方法は、すべての Azure Storage サービスに適用可能でした。これに対し、オブジェクト レプリケーションは Block Blob ストレージ専用のレプリケーション方式 でございます。

オブジェクト レプリケーションは 非同期 で実行されます。これにより、データを自動的にアーカイブ階層へ移動してデータ配分を最適化し、コストを削減することが可能です。また、ユーザーに近いストレージ リソースとデータを同期させることで、レイテンシーの低減にも寄与いたします。

Block Blob は、お客様が定義された レプリケーション ポリシー に基づいて複製されます。このポリシーには、ソースおよびターゲットとなる Azure アカウントとコンテナー、さらに複製対象となる Block Blob が指定されます。

Blob オブジェクトの複製制御:

• Blob の内容
• Blob のバージョン
• Blob のメタデータ

Azure Storage レプリケーションに関する質問と回答

Block Blob ストレージにおける Azure レプリケーションの状態を確認するにはどうすればよいですか？

Block Blob レプリケーションの状態は、ソース ストレージ アカウント を確認することでご確認いただけます。ソース アカウントの Blob レプリケーション ステータスにエラーが表示されている場合、以下の点をご確認ください:

• ターゲット ストレージ アカウントに オブジェクト レプリケーション ポリシー が存在するかどうかを確認する。
• ターゲット コンテナー が正しく存在することを確認する。
• 元の Blob がユーザー提供のキーによって暗号化されている場合、書き込み処理の際にレプリケーションは失敗いたします。

お使いのストレージ アカウントで利用可能なレプリケーションの種類はどれですか？

ストレージ アカウントの種類に応じて、以下のレプリケーション タイプをご利用いただけます:

• 汎用 v1 (General-Purpose v1): LRS および GRS/RA-GRS をサポート
• 汎用 v2 (General-Purpose v2): LRS、ZRS、GRS/RA-GRS、GZRS/RA-GZRS をサポート
• Block Blob ストレージ: LRS のみをサポート
• Blob ストレージ: LRS および GRS/RA-GRS をサポート
• ファイル ストレージ は、LRS および ZRS をサポートしております

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