Google GCP 高可用性：SafeKit 同期レプリケーションとフェイルオーバー

SafeKit Shared-Nothing HA in GCP：共有ディスクを排除し、データ損失ゼロを実現

主要なクラウドプロバイダーはネイティブの冗長性を提供していますが、データレプリケーションと真の高可用性の間には大きなギャップが残されていることがよくあります。現在、クラウドユーザーは、手動フェイルオーバーが必要でデータ損失のリスクがあるネイティブの非同期レプリケーション、またはシームレスな事業継続に必要な自動フェイルオーバーメカニズムを欠くクラウド共有ディスクという、2 つの最適とは言えないパスのいずれかを選択しなければなりません。

SafeKit：複雑な GCP クラスターに代わる、軽量なオールインワンソリューション

• オールインワン 2 ノード GCP クラスター： SafeKit、仮想 IP、自動フェイルオーバー、自動フェイルバックフェイルバック、同期リアルタイムファイルレプリケーションを備えたネイティブマルチ AZ（アベイラビリティゾーン） 機能を単一の統合ソフトウェアパッケージで提供する完全なソリューションです。
• ゼロデータロス（RPO = 0）： DR（ディザスタリカバリ）のためのネイティブクラウド VM レプリケーションとは異なり、SafeKit 同期ファイルレベルレプリケーションを使用して、トランザクションアプリケーションのデータ整合性を確保し、障害発生時のデータ損失を保証します。
• 共有なしアーキテクチャ： SafeKit、クラウド共有ディスクの必要性をなくし、関連する「ディスクロック」の問題を解決します。最大限の速度と最小限のコストを実現するためにローカルディスクを使用します。従来のクラスターは、障害が発生したノードからのストレージロックをクラウドプロバイダーが解除するのを待機してハングすることがよくありますが、SafeKit 各ノードのローカルディスク内の独立した同期フォルダーを使用して、瞬時のフェイルオーバーを保証します。
• アプリケーションの再構成は不要： SafeKit 透過的なファイルレベルのレプリケーションを実行し、専用のクラウド共有ディスクにデータを移行することなく、システムディスクを含むインストールされている場所でアプリとデータを保護します。
• Kubernetes 代替： SafeKit、Kubernetes オーケストレーションの運用上のオーバーヘッドや複雑さを伴うことなく、レガシーアプリケーションとコンテナ化されたアプリケーションの両方に高可用性を提供します（Kubernetes 向けに設計されていません）。
• 統一されたデプロイ（オンプレミスまたはクラウド）：クラウドロードバランサー内で仮想 IPを構成する以外は、SafeKit デプロイプロセスはオンプレミスとクラウド環境で同一です。

SafeKit は、高可用性を軽量なソフトウェア層に統合することで、従来のクラスタリングスイートのコストを大幅に削減し、クラウド上でエンタープライズグレードの冗長性と事業継続性を提供します。

SafeKit HA mirror クラスター（GCP 用）

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目次

• SafeKit ソフトウェアは、どのようにして共有なしのアプリケーション高可用性クラスターGCP を簡単に実装するのでしょうか？
• SafeKit mirror クラスター、どのように GCP と連携しますか？
• SafeKit High Availability の制限事項
• 比較：SafeKit（GCP 向け） とネイティブクラウド HA/DR ソリューション
• ビデオガイド：SafeKit mirror HA クラスターの構成
• 🔍 SafeKit 高可用性ナビゲーションハブ

SafeKit ソフトウェアは、どのようにして共有なしのアプリケーション高可用性クラスターGCP を簡単に実装するのでしょうか？

GCP 向けの SafeKit Mirror HA ソリューションとは何ですか？

SafeKit は、2 つのアベイラビリティーゾーン（AZ）にある 2 台の仮想マシン間で、GCP に高可用性をもたらします。

この記事では、クラウド共有ディスクや特別なスキルがなくても、GCP クラスターを迅速に実装する方法を説明します。

このソリューションの原則は、GCP アプリケーションデータ、そのサービス、仮想 IP、およびチェッカーが存在するフォルダーを定義することです。

SafeKit は、リアルタイムレプリケーションと自動フェイルオーバーを実装し、継続的なサービス可用性を確保します。

断片的なツールではなく、統合されたオールインワンの HA ソリューションを選択する理由とは？

SafeKit は、レプリケーションとクラスタリングのために別々の製品を組み合わせる「ボルトオン」ソリューションとは異なり、仮想 IP、自動フェイルオーバー、自動フェイルバックフェイルバック、および同期リアルタイムファイルレプリケーションを単一のエンジンに統合します。

これにより、更新によって異なるツール間の脆弱なリンクが壊れる「砂上の楼閣」のリスクが排除され、HA スタック全体にわたる単一の責任の所在が提供され、GCPアプリケーション HA の単一インターフェースを提供することで人的ミスが軽減されます。

SafeKit は、ユニフォームデプロイメントとクラウド仮想 IP をどのように処理しますか？

SafeKit はクラウドに依存しないソリューションであり、オンプレミスサーバーとすべての主要なクラウドプロバイダーで、デプロイプロセスとアーキテクチャ同じです。唯一のアーキテクチャの違いは 、仮想 IP がネットワークに提示される方法にあります

• オンプレミス： SafeKit、GARP（Gratuitous ARP） パケットをローカルスイッチに送信し、ノード間で IP を瞬時に移動させることで、VIP を直接管理します。
• クラウド環境： クラウドネットワークは GARP をサポートしていないため、仮想 IP はクラウドロードバランサーによってホストされます。SafeKit は、どのノードがプライマリであるかを判断するためのヘルスプローブを提供します。これにより、ロードバランサーはアクティブなノードをリアルタイムで検出し、トラフィックを自動的にルーティングして、アベイラビリティゾーン全体でシームレスなフェイルオーバーを保証します。

競合他社と比較して、SafeKit（GCP 向け） の高可用性にはどのような独自の利点がありますか？

SafeKit は、共有なしアーキテクチャと簡素化された展開により、従来の GCP クラスターと差別化されています。ほとんどのエンタープライズソリューションでは、クラウド共有ディスクの複雑な管理が必要ですが、SafeKit 以下を提供します

• ゼロデータロスでの同期レプリケーション： SafeKit 100% の同期レプリケーションを実装し、トランザクションアプリケーションの完全なデータ整合性を保証します。障害発生時には、データ損失はゼロです（RPO =0）。さらに、SafeKit GCP データベースだけでなく、その他のデータフォルダー（ログ、設定ファイルなど）もレプリケートできるため、環境全体がミラーリングされます。
• 簡素化された 2 ノードクラスタリング： クォーラムを維持するために「ウィットネス」（第 3 のノード、ディスク、ファイル共有）を必要とすることが多い標準的なクラスターとは異なり、SafeKit 2 台の冗長サーバーだけで完全な高可用性を提供し、インフラストラクチャのコストと複雑さを軽減します。
  ハートビートとクォーラムのメカニズムの詳細については、こちらをご覧ください。
• 統合管理： 管理者は、単一の SafeKit コンソールを介して、GCP フェイルオーバー、データレプリケーション、および監視を管理できます。これにより、専門的な「クラスター管理者」の専門知識を持たないチームでも、高可用性を利用できるようになります。
• カスタムチェッカー： SafeKit 基本的なサービス監視にとどまらず、GCP プロセスの健全性を監視するためのチェッカーを提供します。このシステムは拡張性が高く、お客様の環境に合わせてカスタムチェッカーを追加できます。

SafeKit は、標準的なクラスタリングと比較して、GCP の TCO（総所有コスト）をどのように削減しますか？

従来の高可用性ソリューションとは異なり、SafeKit 信頼性を損なうことなく、最小限のインフラストラクチャオーバーヘッドで動作するように設計されています。従来のフェイルオーバークラスターと比較した主な節約点は以下のとおりです

• クラウド共有ディスクのコストゼロ： SafeKit、ローカルディスクで動作する共有なしアーキテクチャを採用しています。
• Enterprise Edition は不要： ネイティブデータベースのレプリケーションメカニズムでは高価な Enterprise ライセンスが必要となる場合がありますが、SafeKit Enterprise Edition は必要ありません。標準エディションや無料エディションでもシームレスに動作し、低コストでハイエンドの可用性を提供します。
• 真の 2 ノード効率： クォーラムを維持するために「ウィットネス」（3 番目のノード、ディスク、またはファイル共有）を必要とすることが多い標準的なクラスターとは異なり、SafeKit 2 台の冗長サーバーだけで完全な高可用性を提供します。
• 強制的なサブスクリプションはありません： SafeKit 永久ライセンスを提供します。お客様はソフトウェアを所有し、最新のクラウド専用またはサブスクリプションベースのモデルに共通する「サブスクリプショントラップ」や予測不可能な年間価格の引き上げを回避できます。
• 低い運用コスト（OPEX）： プラグアンドプレイソリューションであるため、複雑なオープンソースクラスタリングツールとは異なり、メンテナンスに専門的なトレーニングや高価な外部コンサルタントは必要ありません。
• CPU に依存しない価格設定： ライセンスは CPU またはコアの数に依存しません。2 つのノードに 2 つのライセンスを適用するだけで、GCP アプリケーションを障害から保護できます。

クラスタリングのスキルがなくても、GCP mirror クラスターをセットアップすることは可能ですか？

はい。この記事では、複雑な HA クラスタリングのスキルがなくても、GCP mirror クラスターを迅速に実装する方法を説明します。SafeKit の自動フェイルオーバースクリプトを使用して、GCP アプリケーションのレプリケーションと再起動を処理することで、従来のクラスタリングソリューションよりもはるかに簡単に展開および保守できる堅牢な冗長性ソリューションが得られます。

SafeKit は、GCP 以外にどのようなアプリケーションや環境を保護できますか？

SafeKit は、Windows と Linux 両方に対応した汎用性の高い高可用性ソリューションであり、GCP mirror クラスターはるかに超えた機能を提供します。以下を含む、幅広い重要なワークロードに対して、同期リアルタイムレプリケーションと自動フェイルオーバーを可能にします

• 仮想環境と物理環境： 完全な Hyper-V または KVM 仮想マシン。
• コンテナオーケストレーション： Docker、Podman、K3s (Kubernetes) 環境。
• データとサービス： 個別のファイルディレクトリ、サービス、および各種データベース。
• クラウドインフラストラクチャ： クラウドアプリケーションの可用性を高めます。

SafeKit は、Web サーバーのようなステートレスアプリケーション向けに、ネイティブのネットワーク負荷分散とフェイルオーバーを備えた farm クラスターも提供します。

💡 サポートされている HA ソリューションの全リストはこちらでご確認ください。

SafeKit mirror クラスター、どのように GCP と連携しますか？

ステップ 1. リアルタイムレプリケーション

サーバー 1（PRIM）は GCP アプリケーションを実行します。クライアントは仮想 IP アドレスに接続されます。SafeKit は、ファイル内で行われた変更をネットワーク経由でリアルタイムに複製します。

非同期レプリケーションとは異なり、レプリケーションは同期式であり、障害が発生してもデータ損失はありません。

SafeKit で複製するディレクトリの名前を設定するだけです。ディスクの構成に関する前提条件はありません。ディレクトリはシステムディスクに配置できます。

ステップ 2. 自動フェイルオーバー

サーバー 1 に障害が発生すると、サーバー 2 が引き継ぎます。SafeKit 仮想 IP アドレスを切り替え、サーバー 2 で GCP アプリケーションを自動的に再起動します。

アプリケーションは、SafeKit によって Server 2 に最新の状態にレプリケートされたファイルを見つけます。アプリケーションは、Server 1 にレプリケートされなくなったファイルをローカルで変更することにより、Server 2 で実行を継続します。

フェイルオーバー時間は、障害検出時間（デフォルトでは 30 秒）とアプリケーションの起動時間を合計した時間です。

ステップ 3.自動フェイルバック

フェイルバックとは、サーバー 1 に障害が発生した原因を修正した後、サーバー 1 を再起動することです。

SafeKit ファイルを自動的に再同期し、サーバー 1 が停止している間にサーバー 2 で変更されたファイルのみを更新します。

フェイルバックは GCP アプリケーションを中断することなく行われ、アプリケーションはサーバー 2 で引き続き実行されます。

ステップ 4. 通常の状態に戻す

再統合後、ファイルはステップ 1 と同様に mirror モードに戻ります。システムは高可用性モードに戻り、GCP アプリケーションはサーバー 2 で実行され、SafeKit ファイル更新をサーバー 1 にレプリケートします。

管理者がアプリケーションをサーバー 1 で実行したい場合、適切なタイミングで Web コンソールから手動で実行するか、または設定によって自動的に実行することができます。

SafeKit mirror クラスターGCP 用に構成する方法

SafeKit ウェブコンソールは、重要なアプリケーションの可用性を高めるための直感的なインターフェースを提供します。数ステップで SafeKit mirror クラスターを設定し、事業継続性を確保できます

• アプリケーションフェイルオーバー（マクロタブ）： 障害発生時に自動的に再起動する特定のアプリケーションサービスを定義します。
• ハートビートネットワーク： クラスターノードが互いの正常性と可用性を継続的に監視し、フェイルオーバーの決定を同期するために使用する専用の通信パス。
• 仮想 IP 管理： フェイルオーバー後にクライアントが透過的に再接続できるように、仮想 IP（VIP）を設定します。
• リアルタイムレプリケーション： ホストベースの同期バイトレベルレプリケーションの対象となる重要なディレクトリを選択します。
• チェッカー： アプリケーションの正常性を監視し、プロセスの障害が検出された場合は自動復旧をトリガーします。

SafeKit クラスターには、専用のスプリットブレインチェッカーが搭載されており、サードパーティのウィットネスマシンや追加のハートビートネットワークを必要とせずに、ネットワーク分離の問題を解決します。クラスターにおけるハートビート、フェイルオーバー、クォーラムの詳細については、こちらをご覧ください。

GCP 用 SafeKit mirror クラスターを監視する方法

SafeKit 管理コンソールは、高可用性インフラストラクチャの統合ビューを提供します。これにより、管理者はクラスターの動作状態を監視し、データ同期をリアルタイムで追跡できます。

2 ノード mirror クラスターの場合、コンソールには各サーバーの役割が明確に表示されます

• PRIM (プライマリ): アプリケーションを実行し、仮想 IP を管理しているアクティブなノード。ローカルストレージへの書き込みと、セカンダリノードへのリアルタイムレプリケーションを実行します。
• SECOND： 同期バイトレベルの更新を受信するスタンバイノード。プライマリに障害が発生した場合、即座に引き継ぐ準備ができています。
• ALONE 状態： クラスターが単一ノードで実行されている場合（メンテナンス中や障害発生後など）、冗長性が一時的に失われていることを視覚的に警告します。
• 再同期の進捗状況： 障害が発生したノードが復旧すると、バックグラウンドでのデータ再統合中にそのステータスがオレンジ色に変わり、「通常状態に戻る」フェーズ中にダウンタイムが発生しないようにします。

シンプルなステータスアイコンに加え、このインターフェースはワンクリックのフェイルオーバーオーケストレーションを提供し、計画メンテナンス中にプライマリの役割を手動で再割り当てしながら、ユーザーアクティビティの継続的な可用性を確保します。

SafeKit High Availability の制限事項

比較：SafeKit（GCP 向け） とネイティブクラウド HA/DR ソリューション

高可用性は、DR（ディザスタリカバリ）のためのネイティブクラウド VM レプリケーションの代替となり得るか？

いいえ、高可用性とバックアップは補完的な関係にあり、相互に置き換わるものではありません。SafeKit ハードウェアクラッシュ時にアプリケーションを稼働させ続けることで事業継続を保証しますが、論理エラー、偶発的な削除、ランサムウェア攻撃からは保護しません。例えば、リアルタイムレプリケーションはあらゆる変更を即座にミラーリングするため、プライマリノードへのランサムウェア攻撃はセカンダリノードにも即座に複製されます。このようなサイバー脅威や偶発的な削除から復旧するには、堅牢な保持ポリシーを備えた専用のバックアップソリューションが必要です。これにより、破損が発生する前の正常な状態に環境を「巻き戻す」ことができます。

結論

SafeKit は、共有なしアーキテクチャを採用することで、クラウド管理の共有ディスクに伴う複雑さとコストを排除します。従来のクラスタリングとは異なり、アプリケーションの再構成やデータ移行を必要としないインフラストラクチャに依存しないソリューションを提供します。ネイティブの Multi-AZ サポートと 30 分未満の導入時間により、SafeKit はデータ損失ゼロ（RPO =0） と完全に自動化されたリカバリで、お客様の GCP 環境の回復力を維持します。

ビデオガイド：SafeKit HA mirror クラスターの構成

SafeKit ビデオ：アプリケーションレベルのクラスタリング (8:47)

このビデオでは、SafeKit クラウド共有ディスククラスタリングの複雑さなしに mirror HA クラスターを実装する方法を紹介します。このデモンストレーションでは Microsoft SQL Server を使用していますが、このソリューションは他のデータベースやアプリケーションでも同様に機能します。このビデオでは、仮想 IP はオンプレミスソリューション用に設定されており、SafeKit ヘルスプローブを使用したクラウドロードバランサー用ではないことに注意してください。

動画ハイライト

1. 🎬 SQL Server を使用する 2 つのノード (0:32)
2. 🎬 クラスターと mirror.safe モジュールを構成する (3:58)
3. 🎬 SQL レプリケーション、移行、クラッシュ時のフェイルオーバーを開始してテストする (4:17)

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