リアルタイムデータレプリケーション：効率的な導入のための5つのベストプラクティス
データレプリケーションは、主にサービスやデータの可用性に対する要件が高い場合に利用されます。レプリケーションには、リアルタイムレプリケーション(または継続的レプリケーション)と、従来型レプリケーション(定期的レプリケーションまたはスナップショットレプリケーションとも呼ばれる)の 2 種類があります。
リアルタイムレプリケーションは、従来型レプリケーションに比べて利点が多い反面、より多くのリソースを消費します。このため、災害復旧を目的としたリアルタイムの VM レプリケーションを実装する際には、データレプリケーションのベストプラクティスに従うことが望ましいです。
現代のビジネスにおいてリアルタイムデータレプリケーションが不可欠な理由
最も重要な仮想マシンやデータベースは、最新のデータを失わないよう、しっかりと保護され、迅速に復旧できる状態にしておく必要があります。現代のビジネスにおけるリアルタイムレプリケーションは、データの可用性、一貫性、およびアクセス性を確保し、組織が効率的に運営され、変化する状況に対応できるようにします。また、これにより、組織は事業継続性と災害復旧のワークフローを改善し、複数の拠点におけるデータの一貫性を確保し、顧客体験を向上させ、規制コンプライアンスを満たすことが可能になります。
ソース仮想マシン(VM)とVMレプリカの間でデータが継続的に同期されるため、両方のVMでデータの一貫性が保たれ、VMレプリカ上のデータは常に最新の状態(データの最新バージョン)になります。 フェイルオーバー を使用する場合、VMレプリカを利用することでデータ損失は発生せず、組織はRPO( 復旧ポイント目標 )をゼロにすることができます。 目標回復時間 また、VMレプリカへのフェイルオーバーをほぼ瞬時に行うことができるため、RTO(Recovery Time Objective)も低く抑えることができます。 その結果、組織はダウンタイムとデータ損失を最小限に抑えることができます。
変更は継続的(瞬時)にレプリケートされるため、VMやデータを迅速に復旧でき、顧客はフェイルオーバーに気付かない場合もあります。
リアルタイムデータレプリケーション導入における主な課題
組織のインフラストラクチャにリアルタイムレプリケーションを導入する際には、いくつかの課題を考慮する必要があります。これらの課題に対処することで、効率的で信頼性が高く、スケーラブルなレプリケーションを確保できます。 これらの課題には、技術的な複雑さ、パフォーマンスのトレードオフ、および運用上の考慮事項が含まれます。
- 高度なハードウェアとパフォーマンスのオーバーヘッド 。レイテンシを回避し、データがリアルタイムでレプリケートされるようにするには、CPU、メモリ、ネットワークカードなど、より高性能なハードウェアが必要です。 リアルタイムレプリケーション は、従来の定期的なレプリケーションよりも多くのハードウェアリソースを消費するため、ソースサーバーやVMのパフォーマンスに影響を与えます。ハードウェアのパフォーマンスが不十分だとレイテンシが高くなる可能性があり、リアルタイムレプリケーションには推奨されません。
- ネットワーク帯域幅 。リアルタイムレプリケーションでは、データをリアルタイムでレプリケートするために、高いネットワーク帯域幅と接続速度が必要です。入出力操作が頻繁に行われるアプリケーションでは、データのレプリケーション時により多くのトラフィックが発生します。リアルタイムレプリケーションは、特に書き込み量の多いワークロードや大規模なVMにおいて、膨大なデータトラフィックを発生させます。 ネットワーク速度や帯域幅が不十分な場合、リアルタイムのデータ同期を行う際にレプリケーションの遅延が発生する可能性があります。その結果、データ保護システムの一貫性や信頼性に影響を及ぼします。ネットワークの遅延が大きいと、データ同期が妨げられ、RPOに悪影響を及ぼす可能性があります。
- コストに関する考慮事項 。高性能なハードウェアやネットワーク機器には、より高いコストがかかります。 そのため、重要なVMにはリアルタイムレプリケーションを使用すべきです。対照的に、RPOの要件がそれほど厳しくない重要度の低いVMについては、全体的なコスト効率を確保するために、従来の(定期的な)レプリケーションで保護することができます。
- スケーラビリティ 。VM、特に大規模なVMの数が増加すると、リアルタイムレプリケーションが遅延なく適切に機能するようにするために、より多くのハードウェアリソースが必要となります。より多くのストレージが必要となり、高性能なストレージはコストが高くなります。
- 実装の複雑さ 。リアルタイムのVMレプリケーションの設定は、従来の(定期的またはスナップショットベースの)レプリケーションよりも複雑です。すべてのデータ保護ソリューションがリアルタイムレプリケーションに対応しているわけではなく、対応しているソリューションのほとんどでも、高度な設定手順を完了する必要があります。その複雑さと設定ミスのリスクにより、VM、関連するストレージ、およびネットワーク構成のレプリケーションを調整するのは容易ではない場合があります。
効率的なリアルタイムデータレプリケーションのためのベストプラクティス
仮想マシンのリアルタイムレプリケーションを導入する際は、データレプリケーションのベストプラクティスに従うことをお勧めします。これらのプラクティスに従うことで、最良の結果を得られ、データ損失のリスクを最小限に抑え、ダウンタイムを短縮できます。
明確な目標とユースケースの確立
レプリケーション戦略がビジネス要件と整合し、最大の価値をもたらすよう、明確な目標を設定してください。 目的を明確に定義することで、データ保護環境の導入や設定における不必要な複雑さを防ぎ、レプリケーションプロセスが組織のニーズを満たすことを保証できます。リソースの最適化により、ネットワーク帯域幅、ストレージ、コンピューティング性能など、優先順位に基づいてリソースを効率的に割り当てることができます。
考慮すべき主な目的は次のとおりです。
- リカバリポイント目標(RPO):許容できるデータ損失の最大量を指定します(例: “5分以内のデータ損失であれば許容できる”)。 必要なRPO値が5分未満の場合は、リアルタイムレプリケーションの利用を検討してください。
- 復旧時間目標(RTO):障害発生後、システムをどのくらいの速さで復旧させる必要があるかを決定します(例: “重要なVMは30分以内に稼働可能でなければならない”)。RTOが30分未満の場合は、バックアップよりもレプリケーションを優先すべきです。
- 高可用性の目標 。 ダウンタイムをほぼゼロに抑える必要があるシステムと、可用性の要件が比較的柔軟なシステムを区別する。
災害復旧などのユースケースを特定する。ハードウェア障害、サイバー攻撃、自然災害などの災害から復旧するために、VMをセカンダリサイトまたはセカンダリリージョンにレプリケートする。
目標とユースケースを確立する:
- ビジネス要件を分析する:
- ミッションクリティカルなVMとアプリケーションを特定する。
- 各ワークロードについて、許容可能なダウンタイムおよびデータ損失のレベルを決定する。
- ワークロードを分類する。 運用上の必要性に基づいて、VMを優先度別にグループ分けします。例:
- 高優先度 : 財務システム、顧客向けアプリケーション、データベース。
- 中優先度 : 社内ツールおよびバッチ処理システム。
- 低優先度 : 非必須システムまたはアーカイブシステム。
- 技術的な制約を評価する。 次のようなインフラストラクチャの機能を評価します。
- ネットワーク帯域幅と遅延。
- 利用可能なストレージとレプリケーションツールの互換性。
- リージョン間またはマルチサイト間の接続性。
- 目的とユースケースを照合する。 ビジネス要件を適切なレプリケーションシナリオにマッピングする:
- 優先度の高いシステムの災害復旧。
- グローバルな可用性を実現するためのリージョン間レプリケーション。
- コンプライアンス目的のためのスナップショットまたはジャーナリング。
目的を設定し、ユースケースを特定するというアプローチにより、以下のメリットが得られます:
- 対象を絞った保護を設定し、最も重要なシステムやアプリケーションが適切なレベルのレプリケーションと冗長性を確実に受けられるようにする。
- リソースを効率的に活用することで、レプリケーション作業を最も必要とするシステムに集中させ、過剰なプロビジョニングを防ぐことができます。
- 明確に定義された目標により管理が簡素化され、レプリケーションプロセスの監視、テスト、検証が容易になります。
また、次のような追加の推奨事項に従うこともできます:
- ビジネスおよび技術の専門家と定期的にレビューを実施し、目標が引き続き適切であることを確認します。
- すべての部門と連携して、コンプライアンスや監査など、見落とされがちですが重要なレプリケーションのニーズを特定します。
- 影響分析に基づいてユースケースに優先順位を付け、それに応じてリソースを割り当てます。
適切なインフラストラクチャとツールの選択
ビジネス目標、ワークロード要件、予算に合致し、最適なパフォーマンス、信頼性、拡張性を確保できるインフラストラクチャとツールを選択する必要があります。
適切なインフラストラクチャとツールの選択には、次の側面が含まれます。
- 適切なツールを使用すると、リアルタイムレプリケーション中のオーバーヘッドを削減し、リソース使用を最適化して、レイテンシを最小限に抑えられます。
- 適切なインフラストラクチャにより、データ破損を起こすことなく、一貫性と正確性を保ったレプリケーションが実現します。
- 環境に仮想マシン、データ、ユーザーが増えた場合にも、ツールとインフラストラクチャが拡張性をサポートする必要があります。
- 適切なソリューションを導入すると、不要な機能への過剰な支出や、重要なリソースのプロビジョニング不足を防ぐのに役立ちます。
インフラストラクチャの構成とレプリケーションツールの選択では、次の点を考慮する必要があります。
- ツールが、お使いの仮想化プラットフォーム(VMware vSphere、Microsoft Hyper-V、Proxmox VE)またはAWSやAzureなどのクラウドプロバイダーに対応していることを確認する必要があります。
- データベースなどのアプリケーションと統合し、アプリケーションと整合性があるレプリケーションを確実に行えるツールを選択する必要があります。
- マルチクラウド環境またはハイブリッド環境で運用する場合は、すべてのプラットフォームでシームレスに動作するツールを選択する必要があります。
VMのリアルタイムレプリケーションに必要なパフォーマンスを確保できるハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを使用して、インフラストラクチャを構築します。
- 低遅延。インフラストラクチャは、特に同期処理で低遅延のレプリケーションに対応できる必要があります。
- 帯域幅の最適化。一部のツールには、ネットワーク使用量を削減する圧縮や重複排除などの機能が備わっています。
- 拡張性。パフォーマンスを低下させずに、増加するワークロードや追加のVMに対応できるソリューションであることを確認する必要があります。
サポートされるデータ保護ツールの機能に注意を払う必要があります。
- リアルタイムレプリケーション。遅延を最小限に抑えた継続的なレプリケーションをソリューションがサポートしていることを確認する必要があります。
- フェイルオーバーとフェイルバック。 ダウンタイムを削減するため、自動化されたフェイルオーバーとフェイルバックメカニズムを備えたツールを探してください。
- ジャーナリングとスナップショット。特定時点への復旧と、データの整合性を確保するためのスナップショットベースのレプリケーションに対応する日記をつけるを提供するツールを検討してください。
- 暗号化。データを安全にレプリケーションするため、エンドツーエンド暗号化に対応するツールを選択してください。
インフラストラクチャとソフトウェアのコストを算出してください。
- ライセンスとサブスクリプション。クラウドベースのツールの従量課金制や、オンプレミスツールの永久ライセンスなど、価格モデルを評価してください。
- 運用コスト。追加のインフラストラクチャ、帯域幅、およびストレージの要件にかかるコストを考慮してください。
- スケーラビリティのコスト。環境の拡大に伴っても、ソリューションの費用対効果が維持されることを確認してください。
インフラストラクチャでハードウェアまたはソフトウェアを使用する際に問題やエラーが発生した場合、ベンダーのサポートが不可欠です。
- テクニカルサポート。24 時間 365 日のサポートを提供し、信頼性について高い評価を得ているベンダーを選んでください。
- ドキュメント。導入とトラブルシューティングを簡素化するため、十分なドキュメントが用意されたソリューションを探してください。
- アップデートと互換性。ベンダーが最新のプラットフォームと機能に対応するため、定期的にアップデートを提供していることを確認してください。
ネットワークの安定性とセキュリティの確保
レイテンシや帯域幅のパラメーターを含むネットワークの安定性は、リアルタイムレプリケーションにとって非常に重要です。通常のレプリケーションに必要なとおりにネットワークが機能していることを確認してください。第三者がデータにアクセスできないようにするためには、セキュリティが重要です。リアルタイムレプリケーションは継続的なデータ同期に依存するため、ネットワークの安定性が不可欠です。ネットワークが不安定だと遅延やレプリケーションラグが発生し、データの不整合につながるリスクがあります。
レプリケーション中は機密データが送信されることが多いため、セキュリティと暗号化も非常に重要です。セキュリティ侵害は、データの損失や漏えい、または規制への不適合につながる可能性があります。安定した安全なネットワークにより、レプリケーションされた環境を正確で最新のフェイルオーバーオプションとして維持できます。
ネットワークの安定性を確保するため、適切なカテゴリで次の方法を検討してください。
- 帯域幅の容量:
- ネットワーク負荷を評価してください。通常の運用に影響を与えることなく、レプリケーションによって発生する追加のトラフィックをネットワークで処理できることを確認してください。
- トラフィックに優先順位を付けてください。 Quality of Service(QoS)設定を使用して、レプリケーショントラフィックを非クリティカルなネットワークトラフィックより優先します。
- 低遅延:
- 遅延を最小限に抑えます 。特に同期レプリケーションでは、書き込み操作の遅延を防ぐために、低遅延ネットワークが必要です。
- ルーティングを最適化します 。プライマリサイトとレプリカサイト間で、直接的かつ最適化されたルーティング経路を使用します。
- ネットワークの冗長性。
- 複数のネットワークリンクを使用します 。単一障害点のリスクを軽減するため、冗長なネットワーク接続を導入します。
- 自動フェイルオーバーを実装します 。停止中も接続を継続できるよう、ネットワークのフェイルオーバー機構を設定します。
ネットワークのセキュリティを確保するには、リアルタイムレプリケーションで使用する接続にネットワーク暗号化を設定します。
- 転送中の暗号化を有効にします 。SSL/TLSなどのプロトコルやVPN接続を使用して、転送中のデータを暗号化し、傍受から保護します。
- エンドツーエンドのセキュリティを使用します 。ソースVMからレプリカまで、データが暗号化された状態に保たれるようにします。
定期的なテストと監視
定期的なテストおよびモニタリングは、データが正確かつ一貫してエラーなくレプリケーションされることを保証するため、データレプリケーションの重要なベストプラクティスです。テストと監視により、レプリケーションの設定が正しく機能し、ビジネスニーズを満たしているかどうかも確認できます。VMレプリカは、障害発生時の事業継続やディザスタリカバリに使用できます。
データレプリケーションのテストでは、次のことを確認できます。
- このVMレプリカのデータが最新であることを確認します
- VMレプリカで必要なRPOとRTOメトリックが満たされていること、およびフェイルオーバー構成が正常に機能することを確認します。
- ネットワーク遅延の増大、ストレージ速度の低下、コンピューティング性能の不足、その他のボトルネックなど、考えられるレプリケーションの問題を検出して、解決します。
- 監視データを収集し、リアルタイムレプリケーションの性能を最適化します。
リアルタイムVMレプリケーションのテストには、機能テスト、フェイルオーバーテスト、フェイルバックテスト、データ整合性の検証、および性能テストを含める必要があります。
- プライマリVMに変更を加え、レプリケーションをテストして、データの更新がレプリカに反映されることを確認します。
- ディザスタリカバリのシナリオをシミュレーションして、フェイルオーバーが正しく実行できるかどうかを確認します。 VMレプリカへのフェイルオーバーを実行し、必要なデータがすべて期待どおりに復旧されることを確認します。
- フェイルバック動作をテストするには、プライマリサイトを復旧し、稼働中のVMレプリカをプライマリサイト上のプライマリVMと同期できるかどうかをテストします。
- レプリケーション中にデータの破損が発生しないことを確認します。 プライマリVMとレプリカVM間の重要なファイルのハッシュ値を比較します。
- レプリケーションがネットワーク帯域幅、ストレージIOPS(1秒あたりの入出力回数)、およびシステムパフォーマンスに与える影響を評価します。利用のピーク時間帯におけるレプリケーションの遅延を監視し、許容範囲内に収まっていることを確認します。
ITチームのトレーニングとスキルアップ
ITチームは、知識と実践的なスキルを向上させるために、定期的に学習、トレーニング、スキルアップを行う必要があります。 このリアルタイムデータレプリケーションのベストプラクティスにより、ITチームはインフラストラクチャを効果的に構成し、災害に備え、データ損失やダウンタイムのリスクを最小限に抑えながら、効果的な災害復旧を実行できるようになります。
- 管理者やITチームの他のメンバーは、リアルタイムレプリケーションに使用されるツール、技術(最新技術を含む)、およびプロセスを理解するためのトレーニングを受けます。
- トレーニングを受けた専門家は、エラーを最小限に抑え、設定ミスのリスクを低減できます。設定ミスは、レプリケーションの失敗やデータの不整合につながる可能性があります。
- 熟練した専門家は、レプリケーションの問題を迅速に特定・解決し、ダウンタイムを短縮できます。
- 熟練したチームは、新しいビジネス要件に合わせてインフラストラクチャを適応させ、より効果的なリアルタイムレプリケーションと災害復旧を実現するための新しいツールやテクノロジーを導入する準備ができています。
IT専門家は、災害復旧およびリアルタイムレプリケーションの設定に備える際、以下の実践事項を考慮する必要があります:
- リアルタイムレプリケーション、フェイルオーバー、および災害復旧に使用されるツールや機能について理解を深めてください。
- テスト環境でリアルタイムレプリケーションを設定し、 災害復旧計画に基づいて災害復旧ワークフローを実行するなど、データ保護ツールを用いたトレーニングを行ってください。災害復旧シミュレーションを行うことで、IT専門家は実際の災害や復旧シナリオに万全の準備を整えることができます。
- 技術専門家は、ネットワークのパフォーマンスを向上させ、セキュリティを強化するために、新しいネットワーク構成手法を習得する必要があります。 ITチームは、新たなセキュリティおよびパフォーマンス上の課題に合わせてネットワークを調整できるよう、ファイアウォール設定を更新する準備を整えておく必要があります。
NAKIVOがリアルタイムデータレプリケーションで選ばれる理由
NBRは、VMware vSphereの仮想マシン向けリアルタイムレプリケーションをサポートする、汎用的なデータ保護ソリューションです。NAKIVOソリューションは、VMware vSphere、Microsoft Hyper-V、Proxmox VE、Amazon EC2の仮想マシン向けに、従来の定期的なレプリケーションやスナップショットベースのVMレプリケーションもサポートしています。VMware VMのリアルタイムレプリケーションによるデータ保護には、次のような利点があります。
- 最小RPOは約1秒です。ディザスタリカバリ目的でVMフェイルオーバーを実行しても、データは失われません。
- VMレプリカへの即時フェイルオーバーが可能です。これにより、ディザスタリカバリのシナリオで最も厳しいRTO要件を満たせます。
- 仮想マシン、アプリケーション、および実行中のサービスの高い稼働時間と可用性を実現できます。
- 自動フェイルオーバーでは、元のVMに障害が発生した場合、VMレプリカへのフェイルオーバーが自動的に実行されます。その結果、堅牢なディザスタリカバリ戦略を実装できます。
さらに、NBRは従来のVMレプリケーションに次のような利点を提供します。
- バックアップジョブとレプリケーションジョブのデータ暗号化には、ソース側の暗号化、保存データの暗号化(バックアップリポジトリ内)、ネットワーク暗号化が含まれます。暗号化により、保護対象データのセキュリティレベルが向上します。
- バックアップからのレプリケーションにより柔軟性が高まり、以前に作成したバックアップを使用してVMレプリカを作成できます。
- サイト復旧機能を使用して、レプリケーション、フェイルオーバー、フェイルバックの各操作を含む複雑なディザスタリカバリワークフローを作成できます。ディザスタリカバリテストを実行できるため、実際の災害シナリオへの準備が整っていることを確認できます。
まとめ
仮想マシンにリアルタイムレプリケーションを導入する際は、データレプリケーションのベストプラクティスに従ってください。これらのプラクティスにより、事業継続性を確保し、データ損失のリスクを軽減してダウンタイムを最小限に抑えることで、ディザスタリカバリプロセスの効果を高められます。リアルタイムデータレプリケーションは、厳しいRPOおよびRTO要件がある、最も重要なマシンに使用してください。NBRを使用すると、高度なデータ保護機能を備えた、費用対効果に優れた信頼性の高いVMレプリケーションを実装できます。
