Azure Dedicated Host の障害ドメインと可用性ゾーン: 高可用性に関する完全ガイド
By Mirko Peters ·
Azure Dedicated Host の障害ドメインと可用性ゾーンを構成し、高可用性のシングルテナント型エンタープライズ クラウド アーキテクチャを構築する方法を解説します。
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Azure Dedicated Host の障害ドメインと可用性ゾーンは、エンタープライズ ワークロードに対する物理インフラストラクチャの分離を提供します。シングルテナントのサーバーを個別のハードウェア ラックと独立したデータセンター施設に分散させることで、クラウド アーキテクトは、ラック レベルのコンポーネント障害と壊滅的なリージョン単位の拠点障害の両方を軽減する高可用性環境を設計できます。その際、規制要件への準拠を犠牲にする必要はありません。
重要なポイント
- 可用性ゾーンは、同じ Azure リージョン内で、独立した物理的な電源、冷却、ネットワーク インフラストラクチャによってホスト グループを分離します。
- 障害ドメインは、専用ホストを個別の物理サーバー ラックに分散させ、局所的なハードウェア障害から保護します。
- ホスト グループは論理的なコンテナとして機能し、専用の物理インフラストラクチャに対してリージョンとゾーンの境界を適用します。
- 異なる障害ドメインにまたがって手動で VM を配置すると、冗長化されたアプリケーションのコピーが同じ物理サーバー ラックを共有しないことが保証されます。
- ゾーン レベルの冗長性と障害ドメインによる分離を組み合わせることで、要求の厳しいミッション クリティカルなワークロードに、エンタープライズ グレードの稼働時間を提供できます。
Azure Dedicated Host アーキテクチャの理解
ミッション クリティカルなアプリケーションを Microsoft Azure に移行する際、高可用性の実現には、ロード バランサーの背後に複数の仮想マシンを配置するだけでは不十分です。共有クラウド インフラストラクチャでは、ハイパーバイザーがリソース利用率を最適化するため、顧客のワークロードをデータセンター全体に自動的に分散させます。しかし、厳格なコンプライアンス フレームワークの下で運用している組織や、レイテンシーに敏感なエンタープライズ データベースを実行している組織では、物理的なコンピューティング リソースがどこに存在するかを完全に把握する必要があることがよくあります。
そこで登場するのがシングルテナント型のクラウド アーキテクチャです。未知のワークロードと物理サーバーを共有するのではなく、Azure Dedicated Host は物理サーバー全体をお客様のサブスクリプション専用に確保します。ただし、物理マシンを借りるだけでは問題の半分にすぎません。単一のハードウェア障害によってシステム全体が停止しないようにするには、ホスト グループ、可用性ゾーン、障害ドメインの仕組みを習得する必要があります。
ホスト グループの役割
Azure で物理サーバーを 1 台でもプロビジョニングする前に、ホスト グループを作成する必要があります。ホスト グループは、専用インフラストラクチャの配置場所を決定する論理的な境界またはコンテナと考えてください。ホスト グループを構成する際には、対象の Azure リージョンを定義し、そして重要なこととして、可用性ゾーン内に配置するかどうかを指定します。
ホスト グループは、複数の物理サーバーを 1 つの管理単位にまとめることで管理を簡素化します。また、厳格な配置ルールも適用します。ホスト グループは複数の可用性ゾーンにまたがることはできません。ゾーンをまたぐ冗長性がアーキテクチャで必要な場合は、ゾーンごとに個別のホスト グループをプロビジョニングする必要があります。ホスト グループがアクティブになったら、専用ホストを追加して、仮想マシンの配置を開始できます。
可用性ゾーンによるリージョン単位の回復性の習得
可用性ゾーンは、単一の Azure リージョン内で物理的に分離された場所です。各ゾーンには、独立した電源、専用の冷却システム、堅牢なネットワーク インフラストラクチャが備わっています。予期しない停電やローカルのインフラストラクチャ障害がゾーン 1 に影響しても、ゾーン 2 とゾーン 3 は中断なく稼働し続けます。
専用ホストに可用性ゾーンを適用する場合、アーキテクチャ戦略ではリージョンの境界を考慮する必要があります。ホスト グループは特定のゾーンに紐づくため、1 つのホスト グループを複数のゾーンにまたがって配置することはできません。専用ハードウェア上で動作するエンタープライズ データベースの高可用性を実現するには、少なくとも 2 つのホスト グループをデプロイする必要があります。
- ホスト グループ A を可用性ゾーン 1 にプロビジョニングし、専用ホストを割り当てます。
- ホスト グループ B を可用性ゾーン 2 にプロビジョニングし、こちらにも専用ホストを割り当てます。
- プライマリ データベースの仮想マシンを、ゾーン 1 の専用ホストにデプロイします。
- レプリカまたはセカンダリ データベースの仮想マシンを、ゾーン 2 の専用ホストにデプロイします。
このように意図的に分離しておくことで、データセンター単位の局所的な障害によって、プライマリとセカンダリの両方のアプリケーション インスタンスが同時に停止することを防げます。
フォールト ドメインによるハードウェア リスクの軽減
可用性ゾーンはデータセンター全体に及ぶ広範な障害から保護しますが、フォールト ドメインはサーバー ラック内の局所的なハードウェアの脆弱性に対応します。Azure データセンターでは、サーバーは物理的な列とラックに配置され、共有のトップオブラック (ToR) ネットワーク スイッチと電源分配ユニット (PDU) に接続されています。
フォールト ドメインとは、共通の電源とネットワーク スイッチを共有する専用ホストのグループを指します。ホスト グループの作成時に専用ホストを異なるフォールト ドメインに割り当てることで、1 つのラックで発生した物理的な障害がアプリケーション クラスター全体を停止させることを防げます。
ラック レベルの冗長性を考慮した設計
同一構成の仮想マシン 2 台でWeb トラフィックを処理する、一般的な社内業務アプリケーションを考えてみてください。両方の仮想マシンを 1 台の専用ホストに配置すると、そのphysical サーバーで必須のハードウェア メンテナンスや予期しないコンポーネント障害が発生した時点で、両方の仮想マシンが即座に停止します。
この単一障害点を排除するには、次の手順を実施します。
- ホスト グループで 2 つ以上のフォールト ドメインを使用するように構成します。
- 専用ホスト A をデプロイし、フォールト ドメイン 1 に割り当てます。
- 専用ホスト B をデプロイし、フォールト ドメイン 2 に割り当てます。
- 1 台目の Web アプリケーション VM をホスト A に配置します。
- 2 台目の Web アプリケーション VM をホスト B に配置します。
Azure がプラットフォーム メンテナンスを実施する場合、またはフォールト ドメイン 1 でラック単位のハードウェア障害が発生した場合、影響を受けるのはホスト A のみです。フォールト ドメイン 2 のホスト B で稼働するセカンダリ仮想マシンは影響を受けず、エンド ユーザーに対する業務サービスを継続して提供できます。
まとめと次のステップ
Azure 専用ホストで高可用性を設計するには、複数のアーキテクチャ層にわたる慎重な計画が必要です。ホスト グループの活用、可用性ゾーンをまたいだデプロイの構成、フォールト ドメインによる物理サーバーの分離を組み合わせることで、シングルテナントのクラウド環境を完全に制御しながら、エンタープライズ级の回復性を維持できます。
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よくある質問
1 つの Azure 専用ホストを複数の可用性ゾーンにまたがらせることはできますか?
いいえ。個々のホスト グループとそれに関連付けられた専用ホストは、必ず 1 つの可用性ゾーン内に存在する必要があります。複数のゾーンを利用するには、ゾーンごとに別のホスト グループを作成する必要があります。
専用ホストにおける可用性ゾーンとフォールト ドメインの違いは何ですか?
可用性ゾーンは、独立した電源と冷却設備を備えた別々のデータセンター施設間での物理的な分離を提供します。フォールト ドメインは、同一データセンター内の物理サーバー ラック間での分離を提供し、局所的なハードウェア障害やネットワーク障害を軽減します。
専用ホスト上の仮想マシンにフォールト ドメインを構成する必要はありますか?
いいえ。仮想マシンは、配置先の専用ホストが持つラック レベルの分離を継承します。フォールト ドメインは、ホスト グループ内で専用ホストをプロビジョニングする際に、特定のフォールト ドメインに割り当てます。
ホストグループ内の複数の障害ドメインにまたがって、VMの自動配置を使用できますか?
はい、Azureはホストグループ内の利用可能なホストに仮想マシンを自動的に配置できます。ただし、厳格な高可用性が求められるワークロードでは、障害ドメイン間で冗長性を正確に確保するために、手動配置が推奨されることが多いです。