フェールオーバーとは？ 役割・仕組み・機能をわかりやすく解説

この記事では、IT業界のみならず重要なキーワードとなっている「フェールオーバー」について解説します。フェールオーバーはシステムの信頼性と可用性を維持するためのアプローチもひとつです。今回はその具体的な方法や実現手段、メリット・デメリット、関連する事例やキーワードについても詳しく説明していきます。ITに関わるすべての人々が、システムの問題発生時にスムーズに対応するための知識として、また、システムの設計や運用の際に役立つ情報として、お役立ていただければ幸いです。

フェールオーバーを分かりやすく解説

フェールオーバー(フェイルオーバーやF/Oと表記されることもあります)とは、英語では"Failover"と表記します。"Fail"が「故障」、"over"が「切り替え」をそれぞれ表しており、直訳すると「故障からの切り替え」となります。これはフェールオーバーを端的に表しています。

ITの世界では、フェールオーバーはシステムの信頼性を確保するための重要なアプローチとなります。サーバーやネットワークに障害が発生した際、フェールオーバー機能が働くことで自動的に予め用意しておいたシステムへ切り替わり、サービスを続けます。これにより、一部のシステムがダウンしてもユーザーに影響を与えることなくサービスを提供し続けることができるのです。フェールオーバーとは、重要なシステムに対する信頼性と、ビジネスの継続性を付加するアプローチなのです。

フェールオーバーが注目されている背景

フェールオーバーが注目される背景には、社会全体のデジタル化の進行、それに伴うITシステムへの依存度の高まりがあります。

企業のビジネスの中心が実店舗からデジタル空間へと移行してきています。これにより、ITシステムへの依存度が高まり、システムのダウンタイムが直接的なビジネス影響をもたらすようになりました。その結果、ITシステムの信頼性と可用性がビジネス上の重要な課題となり、フェールオーバーのような強力な手法が求められるようになったのです。

フェールオーバーが関係する事例

「フェールオーバー」は、システムに何らかの障害が発生した際に、代替のシステムに自動的に切り替えることでサービスの継続を図るための仕組みです。しかし、フェールオーバーを適用するには、システム設計や運用の複雑性、費用対効果、そしてそれがどのようにビジネスに影響を与えるかを理解する必要があります。以下の事例を通じて、フェールオーバーの有無がどのような影響をもたらすかを見てみましょう。

• 事例1：製造業A社のシステム障害
  製造業のA社は、全国の工場の生産ラインを一元的に制御するITシステムを運用していました。しかし、当初のシステム開発時にはフェールオーバーの導入について考慮されましたが、その初期導入と維持管理にかかるコストが高いと判断され、費用対効果が悪いとされました。しかし、一度でもシステムが故障すれば大きな損失が生じることを見落としていたようです。ある日、“滅多に起こらない”と判断された障害が発生。それによって全工場の生産ラインが停止。大きな生産損失と納期遅延を招いてしまいました。この事例から、フェールオーバーのコストを考える際には、予防とリスクのバランスを適切に評価することが重要であることがわかります。
• 事例2：B社のECサイトの障害
  B社は大規模なECサイトを運営していました。複雑に連携した個別システムが組み合わさっている中で、全てのシステムにフェールオーバーを適用することが困難であったため、一部のバックエンドサーバーがフェールオーバーの対象から漏れてしまいました。予想外の障害がそのバックエンドサーバーで発生し、ECサイトが一時的に利用できなくなる事態となりました。その結果、大きな売上損失と顧客信頼の低下を招く事態となりました。この事例から、システムの規模と複雑性が増すにつれてフェールオーバーの設計と適用範囲の見直しを定期的に行うことが重要であることがわかります。
• 事例3：営業部のC社の成果
  一方、大規模な営業部を持つC社では、営業活動に必要な情報を一元管理するCRMシステムにフェールオーバーの仕組みを正しく適用していました。ある時、CRMシステムが故障したものの、代替システムが直ちに稼働を開始。営業部の活動は一切影響を受けず、ビジネスの機会損失を防ぐことができました。
• 事例4：D社のオンライン会議
  リモートワークを実施しているD社では、重要なオンライン会議用のシステムにフェールオーバーを考慮したサービスを採用していました。会議中にシステムがダウンしたものの、すぐに別のシステムに切り替えられ、会議は中断することなく続けられました。これにより、会議の再スケジュールや重要な決定の遅延といった損害を回避できました。

これらの事例からわかるように、フェールオーバーが適切に設計・実装されているか否かで、システム障害時のビジネスへの影響は大きく変わります。フェールオーバーを適切に構築・運用することで、システムのダウンタイムによる生産性の低下やビジネスチャンスの損失を防ぐことができます。システムの信頼性という観点だけでなく、ビジネス継続性の観点からも、フェールオーバーは極めて重要なテクノロジーであると言えるでしょう。

フェールオーバーの実現手法

フェールオーバーはシステムのダウンタイムを最小限に抑えることを目的として、主系（プライマリ系）のシステムが故障した場合に、待機系（セカンダリ系）のシステムに自動的に切り替えることを指します。これはActive-Standby型の冗長化により実現します。

ハードウェアの冗長化

システムのハードウェア（サーバーやネットワーク機器など）を冗長化し、主系のハードウェアが故障した場合に、待機系のハードウェアが機能を引き継ぎます。ハードウェアの冗長化は、主系と待機系の間でハートビートと呼ばれる信号を定期的に送り合い、その反応を監視することで、主系の故障を即時に検知します。故障検知後、IPアドレスのスイッチングやルーターのルーティング変更等を行い、待機系にトラフィックが流れるように切り替えます。

ソフトウェアの冗長化

データベースやアプリケーションなどのソフトウェアを冗長化することで、ソフトウェアの故障に対してもサービスを継続します。ソフトウェアの冗長化には、データのレプリケーションやクラスタリングといったテクノロジーが用いられます。

データセンターの冗長化

物理的な災害に備えて、データセンター自体を冗長化します。通常、冗長化されたデータセンターは地理的に離れた場所に設置され、地震や火災といった災害時でもシステムの稼働を維持することができます。

クラウドサービスの利用

クラウドサービスは、自動的にリソースをスケーリングする能力や、リージョンをまたぐ冗長化など、フェールオーバーを容易に実現する機能を提供しています。

各方法にはそれぞれメリットとデメリットが存在します。また、どのアプローチを優先するかはシステムの要件、利用状況、予算などの要素によって変わるため、状況に応じて最適な選択することが重要です。

フェールオーバーは技術的な側面だけでなく、組織全体のビジネス継続性やリスク管理の観点からも重要な要素です。これらの方法を参考に、自組織のシステムに適したフェールオーバーの戦略を検討してください。

フェールオーバーの利点と注意点（メリット・デメリット）

フェールオーバーの目的と注意点、つまりそのメリットとデメリットを見てみましょう。ここでは、ユーザーの視点、情報システム担当者の視点、経営者の視点からそれぞれを考察していきます。

ユーザーの視点

ユーザーの視点から見たフェールオーバーのメリットは、「サービスの途切れ」がなくなることです。サービスが停止すると、仕事の効率や納期、品質に影響が出ますが、フェールオーバーによりシステムのダウンタイムが最小限に抑えられます。注意点としては、フェールオーバーがうまく機能した場合でも一瞬の接続遮断がある場合もあります。通常の業務では無視できる程度かもしれませんが、リアルタイム性が求められるシステムでは問題となることもあります。

情報システム担当者の視点

情報システム担当者の視点から見たフェールオーバーのメリットは、「システムの信頼性向上」です。フェールオーバーすることで、システムに予期せぬ障害が発生したとしても落ち着いて、じっくり対応できます。注意点として、フェールオーバーの設定や管理は複雑な場合もあるため、新しい技術習得が必要な場合があります。

経営者の視点

最後に、経営者の視点から見たフェールオーバーのメリットは、「ビジネスの継続性確保」です。フェールオーバーによりシステムダウンによるビジネスの中断リスクを大幅に減らすことができます。障害による顧客離れや、ブランドイメージの低下も回避できるかもしれません。一方で、フェールオーバーに対応したシステムの導入と運用にはコストがかかります。コスト増の程度は導入するソリューションにより異なりますが、初期投資だけでなく維持管理コストも考慮する必要があります。

フェールオーバーは多くのメリットを提供しますが、その適用と運用には十分な検討が必要となります。全ての組織・すシステムが完璧なフェールオーバーを必要とするわけではありません。ビジネスの規模と重要性を考慮に入れ、必要な場合には適切な投資と運用体制を整えることが大切です。

フェールオーバーの関連ワード

フェールオーバーに関連するワードや概念について見ていきましょう。ここで取り上げる「HA」「ホットスタンバイ」「ホットスワップ」「フェールバック」「フェールソフト」はいずれも、システムの信頼性や可用性を向上させるための手法や概念です。

HA（High Availability）

HAは「高可用性」を意味し、システムが持続的に動作し続けることを目指します。「フェールオーバー」はHAを達成する手段の一つと言えます。メインのシステムで障害が発生した際、フェールオーバーは別の予備システムへ自動的に切り替えることでサービスの中断を防ぎ、高可用性を維持します。

ホットスタンバイ

ホットスタンバイは予備のシステムが即時に稼働可能な状態で待機していることを指します。この概念はフェールオーバーと直接的に関わっており、障害が発生した場合にはホットスタンバイのシステムへ即座に切替わり、サービスの継続します。

ホットスワップ

ホットスワップは電源を切らずに部品を交換することが可能な技術です。フェールオーバーとは直接的な関連はないものの、ホットスワップもまたシステムのダウンタイムを無くすという観点で、システムの高可用性に貢献します。

フェールバック

フェールバックはフェールオーバーの逆のプロセス、つまり(障害により停止していた)メインシステムが復旧した後に、(フェールオーバーにより稼働していた)予備のシステムから元のメインシステムに稼働を戻すことを指します。フェールオーバーとフェールバックは互に補完しあって、システムの可用性を維持します。

フェールソフト

フェールソフトはシステムが部分的にしか動作できない状況でも、最低限の機能を保持し続けることを目指します。フェールオーバーとは異なるアプローチですが、いずれもシステムの稼働率を向上させることを目指します。

これらの概念は、「フェールオーバー」とともに実装することで、より堅牢で信頼性の高いシステムを構築することできます。具体的なシステム要件や状況に応じて適切に選択・組み合わせることが重要です。

フェールオーバーのまとめ

今回取り上げた「フェールオーバー」は、ITシステムが高い可用性を維持するための重要な手段です。自動的に予備システムに切り替えることで、ユーザーに対するサービスの中断を防ぐことが可能です。

しかし、フェールオーバーが完全なソリューションではないことも理解することが重要です。システムやアプリケーションの種類、予算、技術力などの要素を考慮に入れて適切なバランスを見つける必要があります。また、障害発生時の自動切替えだけでなく、原因の特定や修復、そして元のシステムへの戻し方（フェールバック）も重要な要素となります。

最後に、フェールオーバーは各利害関係者にとって異なる視点で評価されます。ユーザーにとってはサービスの中断を防ぐことで利便性が保たれ、情システム担当者にとっては障害からの迅速な回復が可能になり、経営者にとっては企業の信頼性やビジネスの継続性が保たれるというメリットがあります。一方で、システムの複雑性やコスト、導入・運用の難易度なども考慮する必要があります。