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【保守担当者向け】システムの「可用性」とは? サービス停止を防ぐ施策を解説

この記事は約13分で読めます。

可用性とは、システムが要求された際に、利用可能な状態を維持する能力を指します。企業がシステムの可用性を確保できなければ、生産ラインの停止やサービス提供の中断など、甚大な損失が発生してしまう危険性があります。

そこで本記事では、システムの最前線で奮闘する保守担当者の皆さんに向けて、可用性を高めるための対策をご紹介します。

システム保守における「可用性」の定義と重要性

システム保守における「可用性」の定義と重要性

システム保守の「可用性」とは、サービスの「利用可能時間」を示す指標

可用性とは、システムが要求されたときに正常に動作し、サービスを提供できる能力を指します。言い換えれば、システムが利用可能な時間の長さを表す指標と言えます。システムが常に稼働し、利用者にサービスを提供できる状態こそが、真の可用性を実現したと言えるでしょう。

可用性は、システムの信頼性、保守性、完全性、機密性といった要素と密接に関係しています。これらの要素は、「RASIS」と呼ばれるシステムの品質評価指標として知られています。

信頼性 (Reliability)システムが正常に動作し続ける能力。
可用性 (Availability)システムが要求されたときに利用可能な状態であること。
保守性 (Serviceability)システムの修理やメンテナンスが容易であること。
完全性 (Integrity)システムのデータが正確かつ完全であること。
機密性 (Security)システムのデータが不正アクセスから保護されていること。
表:RASIS

これらの要素の中でも、可用性はシステムの利用可能時間に焦点を当てています。可用性を高めるためには、これら5つの要素を総合的に向上させる必要があります。

「可用性」と「信頼性」「保守性」は何が違う?

可用性と混同されやすい概念として、「信頼性」と「保守性」があります。「信頼性」は、システムが故障しない確率を表す一方、「可用性」は、システムが故障してもすぐに復旧できる能力を表しています。例えば、非常に信頼性の高いシステムであっても、故障が発生した場合に復旧に時間がかかってしまうと、可用性は低いと言えるでしょう。

「保守性」は、システムの修理やメンテナンスが容易であることを意味します。保守性の高いシステムは、故障が発生した場合でも迅速に修理やメンテナンスを行うことができ、結果として可用性を向上させることにつながります。

つまり、可用性は、単にシステムが故障しないだけでなく、故障が発生した場合でも速やかに復旧し、利用者にサービスを提供できる状態であることを意味するのです。

可用性の確保は企業のリスクマネジメントにおいて喫緊の課題

可用性が重要とされる理由は、システムのダウンタイムが企業にとって深刻な損失をもたらすからです。例えばECサイトが数時間ダウンすれば、売上機会を失うだけでなく、顧客の離反やブランドイメージの悪化にもつながります。銀行システムがダウンすれば、顧客の金融取引が滞り、社会全体に影響を及ぼすでしょう。

そのため、可用性の向上は企業にとって喫緊の課題なのです。

システムの可用性を向上させる3つの施策

システムの可用性を向上させる3つの施策

システムの可用性を高めるには、ハードウェア、ソフトウェア、運用管理の3つの側面から対策を講じる必要があります。

インフラストラクチャの強化

まずは、システムの土台となるインフラストラクチャの強化から始めましょう。ハードウェアの安定性と冗長性を高めることで、故障や障害によるダウンタイムを最小限に抑えます。

具体的には以下の施策が挙げられます。

  • 冗長化
  • 高品質なハードウェアの採用
  • 定期的なメンテナンス

冗長化

サーバーやストレージといったシステムの心臓部とも言える重要な機器は、一台が故障しただけでシステム全体が停止してしまう事態を避けるため、複数台を準備して冗長化しておくことが基本となります。これはシステムの予備電源のようなもので、主要な機器がダウンした場合でも、予備の機器が即座にその役割を引き継ぎ、システム全体の継続的な稼働を保証します。

さらに、信頼性の高い高品質なハードウェアを採用することで、機器の故障そのものを未然に防ぐことができます。高品質なハードウェアは初期費用こそ高額になりますが、長期的な視点で見れば、故障によるシステム停止のリスクを低減し、結果としてコスト削減にも繋がります。

また、システムは稼働し続けることで、その内部の部品やソフトウェアは少しずつ劣化していくため、定期的なメンテナンスも欠かせません。人間の健康診断と同じように、定期的にシステムの状態をチェックし、必要に応じて部品の交換やソフトウェアのアップデートを行うことで、システムの健康状態を良好に保ち、大きな故障を未然に防ぐことができます。メンテナンスを怠ると、システムの劣化が進み、突然の故障に繋がる可能性が高まります。定期的なメンテナンスは、システムの安定稼働を維持するための重要な投資と言えるでしょう。

ソフトウェアとアプリケーションの最適化

ソフトウェアとアプリケーションは、システム全体の動作を制御する心臓部のような存在です。その設計や運用を工夫することで、システムの効率性と信頼性を向上させ、安定稼働を実現することができます。

具体的には以下の施策が挙げられます。

  • フォールトトレランス設計
  • 自動フェイルオーバー
  • 負荷分散
  • データ同期とリアルタイムレプリケーション
  • 定期的なアップデート

フォールトトレランス設計は、ソフトウェアの一部に障害が発生しても、システム全体が停止しないようにするための設計手法です。仮にソフトウェアの一部が停止した場合、ソフトウェアの各モジュールが独立して動作し、障害の影響を局所化することで、システム全体の可用性を高めます。

また、障害発生時に自動的に別のシステムに切り替える自動フェイルオーバーの仕組みを構築することも重要です。これは主要道路が通行止めになった際に、自動的に迂回路に誘導してくれるカーナビゲーションシステムのようなものです。システムの一部に障害が発生した場合でも、ユーザーへの影響を最小限に抑え、サービスの継続性を確保します。

さらに、負荷分散によって複数のサーバーに処理を分散することで、一つのサーバーへの過剰な負荷を防止し、システム全体の安定性を高めることができます。負荷分散により各サーバーが適切な処理能力を維持できるため、システム全体の応答性が向上します。

加えて、データ同期とリアルタイムレプリケーションによって、複数のサーバー間でデータを常に最新の状態に保つことで、データの整合性を維持し、障害発生時のデータ損失を防ぎます。

また、定期的なアップデートによりソフトウェアの脆弱性を修正し、セキュリティ上の脅威からシステムを守ることが必要です。最新のセキュリティパッチの適用は、常に変化するサイバー攻撃からシステムを保護する役目を果たします。

これらのソフトウェアとアプリケーションの最適化は、システムの安定稼働を実現するために欠かせない作業です。適切な設計と運用により、システムの効率性と信頼性を向上させ、ユーザーに快適なサービスを提供することができます。

運用管理プロセスの改善

運用管理プロセスは、システムが安定稼働するための縁の下の力持ちと言えるでしょう。プロセスの見直しと改善によって、人為的なミスを減らし、障害発生時には迅速に対応できる体制を築くことができます。

具体的な施策は以下の通りです。

  • 適切な監視とアラート
  • 運用プロセスの標準化と自動化
  • 障害対応訓練
  • ディザスタリカバリ計画
  • 定期的な負荷テスト

適切な監視とアラートの設定は、システムの健康状態を常に把握するための基本です。本番環境のWebサーバー群において、CPU使用率が90%を超えた場合や、ディスク容量が残り10%を切った場合に、運用担当者にメールでアラートを通知するよう設定しておくことで、潜在的な問題を早期に発見し、障害発生前に対応することができます。

また、運用プロセスの標準化と自動化により、作業手順を明確化し、属人的な作業を減らすことで、ヒューマンエラーの発生を抑制します。例えば、毎晩午前3時にデータベースのバックアップを取得する作業や、毎週月曜日にWebサーバーのログファイルをローテーションする作業などを自動化すれば、作業効率が向上するとともに、作業ミスによるシステム障害のリスクの低減につながるでしょう。

障害対応訓練は、システム障害が発生した際に、迅速かつ的確に復旧を行えるようにするための訓練です。例えば、「本番データベースへの誤ったSQLクエリ実行により、データが一部破損した」というシナリオを想定した訓練を行い、バックアップからのデータ復旧手順を確認したり、障害発生時の関係者への連絡体制を確認することで、実際の障害発生時にも落ち着いて対応することができます。

ディザスタリカバリ計画は、大規模な災害や障害が発生した場合でも、システムを復旧させるための保険となります。例えば、プライマリデータセンターが地震で被災した場合でも、セカンダリデータセンターに切り替えてシステムを復旧させる手順を事前に定めておくことで、ビジネスへの影響を最小限に抑えることができます。

定期的な負荷テストは、システムのキャパシティを把握し、性能ボトルネックを特定するための重要な手段です。新規にECサイトをリリースする場合などは、想定される最大同時アクセス数を模擬した負荷テストを実施することで、システムの限界を見極め、必要に応じてWebサーバーやデータベースサーバーの増設などの対策を講じることができます。

運用管理プロセスの改善は、システムの安定稼働を支える上で欠かせない要素です。適切な監視、標準化、自動化、訓練、計画、そしてテストを組み合わせることで、システムの信頼性を高め、ユーザーに高品質なサービスを提供し続けることができます。

可用性を確保するためには、これら1~3の対策を組み合わせ、継続的に改善していく必要があります。まず、現状のシステムを分析し、脆弱な部分を特定しましょう。その後、それぞれの対策を段階的に導入し、効果を検証していくことで、システムの可用性を向上させることができます。

保守担当者がシステムの可用性向上のためにとれる現実的な対策の流れ

保守担当者がシステムの可用性向上のためにとれる現実的な対策の流れ

システムの保守担当者にとって、「可用性」は頭の痛い問題の一つです。 最近は「可用性向上」という言葉だけが先行し、理想論ばかりが語られがちです。 しかし、現実の現場では、担当範囲や権限、リソースも限られている中で、どこまでやれば良いのか、何から手をつければ良いのか悩んでいる方も多いでしょう。

ここでは、現場の状況に合わせた、より実践的な可用性向上のための考え方をお伝えします。

ステップ1:現状の把握

まず重要なことは、 「システム保守」の担当範囲がどこまでなのか を明確にすることです。

委託契約の場合: 契約範囲をしっかり確認しましょう。監視、障害対応、ルーチン作業など、どこまでが担当範囲なのか、どこからはベンダーに依頼する必要があるのかを把握することが重要です。

自社開発の場合: 開発チームとの連携がカギとなります。 開発プロセスに関与し、設計段階から可用性を考慮してもらうように働きかけましょう。 また、運用に必要な情報やツールを共有してもらうことも重要です。

保守担当の範囲を見極めたら、システムの可用性を数値化するために、適切な指標(例:稼働率、平均修復時間(MTTR)など)を設定し計測しましょう。過去の障害情報やパフォーマンスデータなどを分析し、可用性のボトルネックとなっている箇所を特定します。

ステップ2:保守業務の改善

担当範囲が明確になったら、次は、現状の保守業務の中で、どのように可用性を意識していくかが重要になります。保守の業務範囲内で特に効果が高いのは「監視業務」と「障害対応」です。

監視業務: アラートの内容を定期的に見直しましょう。 「本当に障害の前兆を捉えられているのか」「無駄なアラートが多すぎて、重要なアラートを見逃していないか」といった点に着目し、常に改善していくことが重要です。

障害対応: 対応時間の短縮だけでなく、根本原因の分析と再発防止に力を入れていきましょう。 同じ障害を繰り返さないことが、長期的な可用性向上に繋がります。 そのためには、記録を詳細化し、共有しやすい仕組み作りも大切です。

ルーチンの自動化:マニュアル化、自動化できる部分を洗い出し、効率化を図りましょう。 時間的な余裕を作ることで、より高度な可用性向上のための活動に時間を割くことができます。

監視業務は、システムの異常を早期に検知し、障害発生を未然に防ぐための重要な役割を担っています。しかし、アラートの設定が適切でないと、誤検知や見逃しが発生し、かえって対応コストを増大させてしまう可能性があります。過去に発生した障害のログを分析し、アラートの閾値や監視対象を調整することで、アラートの精度を向上させることができます。監視ツールの導入を検討するのも良いでしょう。システム全体の稼働状況を一元的に監視することで、異常の早期発見に役立ちます。

障害対応時には、対応内容や原因、対応結果などを詳細に記録し、チーム内で共有できる仕組みを構築しましょう。これにより、過去の障害対応履歴を分析し、再発防止策を検討することができます。また、障害対応手順をマニュアル化することで、担当者によらず一定の品質で対応できるようになり、対応時間の短縮にも繋がります。

定期的なバックアップやログローテーションなどのルーチン作業は、自動化ツールなどを活用して効率化を図りましょう。人為的なミスが減るだけでなく、保守担当者の時間を創出し、可用性向上のための活動に時間を割くことができます。自動化によって空いた時間は、システム構成の見直しやボトルネックの解消、新しい技術の検証など、より高度な改善活動に充てましょう。

ステップ3:上流工程への働きかけ

より高い可用性を実現するためには、システムの設計段階からの考慮が不可欠です。

冗長化: システムの要件定義や設計段階で、冗長化構成を積極的に提案しましょう。 ただし、予算や納期の制約もあるため、費用対効果を明確に説明し、関係者を説得することが重要です。

キャパシティプランニング: 過去の運用データなどを元に、将来的なアクセス増加予測を行い、システムリソースの増強計画を立案し、関係者に共有しましょう。

障害時の影響範囲の最小化: マイクロサービスアーキテクチャを採用するなど、障害の影響範囲を局所化する設計を提案してみましょう。

冗長化構成の提案は、システムの要件定義や設計段階で行うことが重要です。ただし、冗長化にはコストが伴うため、費用対効果を明確に説明し、関係者を説得する必要があります。例えば、「データベースサーバーを冗長化することで、年間のダウンタイムを数時間から数分に短縮でき、数十万円の損失額を防ぐことができる」といった具体的な数値を示すことで、提案の説得力を高めることができます。

キャパシティプランニングとは、将来のシステム利用状況を予測し、それに対応できるようシステムリソース(CPU、メモリ、ディスク容量など)の増強計画を立てることです。過去の運用データやアクセスログなどを分析し、将来的なアクセス増加を予測しましょう。予測に基づいたシステムリソースの増強計画を立案し、関係者と共有することで、システムの安定稼働を維持できます。逆にキャパシティプランニングを怠ると、システムの処理能力が不足し、パフォーマンス低下やシステム停止のリスクを招きます。

また、障害時の影響範囲を最小化するため、マイクロサービスアーキテクチャの採用を検討しましょう。システムを独立性の高い小さなサービス単位に分割することで、障害の影響範囲を局所化できます。サービス間の依存関係を最小限にする設計や、障害発生時に自動的に処理を迂回させる仕組みも、システム全体の可用性向上には有効です。

ステップ4:関係者との協力体制

可用性向上は、システム保守担当者だけの責任ではありません。 開発チーム、インフラチーム、運用チームなど、関係者全員が協力し、共通の目標に向かって取り組むことが重要です。

そのためには、日頃からコミュニケーションを密に取り、情報共有や意見交換を積極的に行いましょう。 また、問題が発生した場合には、責任の所在を追求するのではなく、協力して解決策を見つけ出すことが大切です。

まとめ

可用性は、システムが要求されたときに利用可能な状態を維持する能力を指し、企業にとって重要な指標です。可用性が低下すると、生産ラインの停止やサービス中断が発生し、深刻な損失をもたらします。

この記事では、可用性を高めるための対策として、ハードウェア、ソフトウェア、運用管理の3つの側面からのアプローチを提案しました。

可用性向上のためには関係者全員の協力が不可欠です。システムの可用性向上には、地道な努力の積み重ねが必要ですが、その先に、安定したシステム運用と、ユーザーからの信頼という大きな成果が待っています。

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