インターシステムズ技術概要インターシステムズジャパン株式会社 InterSystems.co.jp INTERSYSTEMS CACHÉ® データベース・ミラーリング信頼性のあるインフラストラクチャの提供により迅速な自動フェイルオーバーを実現目次技術概要 ........................................................................................................................................................................................................ 1 はじめに ........................................................................................................................................................................................................... 3 機能説明 ........................................................................................................................................................................................................ 5 CACHÉ データベース・ミラー ............................................................................................................................................................... 5 非同期ミラー・メンバー .......................................................................................................................................................................... 6 フェイルオーバー:システムの観点から ............................................................................................................................................ 8 フェイルオーバー:アプリケーションの観点から .............................................................................................................................. 8 CACHÉ について........................................................................................................................................................................................ 10 インターシステムズ社について ............................................................................................................................................................. 10 インターシステムズコーポレーションプロダクトマネージャ Vik Nagjee InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 1 技術概要従来の可用性ソリューションおよびレプリケーションソリューションでは、通常、インフラストラクチャ、展開、構成、ソフトウェア・ライセンス、および計画に相当の資本を投資する必要があります。Caché データベース・ミラーリング(以下、「ミラーリング」と呼びます)は、2 つの Caché システム間で迅速かつ信頼性のある、堅牢な自動フェイルオーバーを行うための経済的なソリューションを提供するよう設計されています。これ主な機能と利点によりミラーリングが、企業の理想的な自動フェイルオーバーによる高可用性ソリューションとなります。  データベースシステムのための自動フェイルミラーリングによって計画外のダウンタイムに対する高可用性オーバー機能を備えた、経済的な高可用性ソリューションが提供されるだけでなく、特定の Caché システソリューションムでの計画された特定のダウンタイムに対応し同時に組織の全体的な SLA（Service Level Agreements)）を最小化するとい  冗長コンポーネントにより、共有リソース関連のう柔軟性も得られます。InterSystems の ECP (Enterprise リスクを最小化 Cache Protocol)アプリケーション・サーバをミラーリングと組み合わせることで、可用性がさらに向上します。アプリケーショ  論理データのレプリケーションにより、物理的破損のン・サーバは、フェイルオーバーが完了した際、新しいシステムキャリーフォワードリスクを最小化への処理の引き継ぎをシームレスに行えるため、ワークフローが大幅に最小化され、ユーザの操作も中断されません。2 つ  予定されたダウンタイムおよび予定外のダウンのミラー・メンバーを別のデータセンターとして構成すれば、冗タイムの両方に対するソリューションを提供長性が増し、最悪の事態を防ぐことができます。共有リソース(共有ディスクなど)に依存している従来の可用性  地理的に離れた場所での災害復旧構成により、ビジネス継続という利点を提供ソリューションは、通常、共有リソースという点に関して単一障害点になる可能性があります。ミラーリングは、プライマリ・システムおよびバックアップ・ミラー・システム上の独立したコンポーネントを管理することで、そのリスクを軽減します。さらに、論理データレプリケーションを行うことで、アウトオブオ―ダ・アップデートやキャリーフォワード・コラプションなど、物理レプリケーションに伴う潜在的なリスクを軽減します。このような問題は、SAN【Storage Area Network】ベースのレプリケーションなど他のレプリケーションテクノロジでは発生する可能性があります。また、ミラーリングにより、企業全体の複数のミラーから更新を受け取るように構成された特殊な非同期メンバーを構成できます。これにより、企業全体のデータを使用する InterSystems DeepSee™というリアルタイム・ビジネスインテリジェン InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 2 スを使用することで、単一システムを包括的なエンタープライズ・データ・ストアとして機能させることができます。非同期メンバーは、最大 6 つの地理的に分散した非同期メンバーを単一ミラーで更新できる災害回復モデルに展開することもできます。このモデルは分散化されたデータレプリケーション向けの堅牢なフレームワークを提供するため、組織はビジネス継続性の利点を享受できます。非同期メンバーを従来のレポート・システムとして構成することもできるため、主要な稼動システムからアプリケーション・レポートを切り離すことができます。 3 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要はじめにシステムのダウンタイムのコストは、停止の種類と時間、システムへの影響に応じて、数千ドルから数百万ドルになります。経済的な成功を得るには可用性が重要であり、計画されたダウンタイム(計画された保守など)および計画外のダウンタイム(ソフトウェアやハードウェアの障害など)の両方を最小化することで可用性を最大化することは、ほとんどの組織の目標であるといえます。表 1 は、さまざまな可用性の目標に関して許容されるダウンタイムを示しています。可用性 % 99.9999% ( 9 が 6 つ) 99.999% ( 9 が 5 つ) 99.99% ( 9 が 4 つ) 99.9% ( 9 が 3 つ) 99% ( 9 が 2 つ) 95% 90% ダウンタイム（年）ダウンタイム（月）ダウンタイム（週） 31 秒 5.26 分 52.6 分 8.67 時間 3.65 日 18.25 日 36.5 日 2.59 秒 25.9 秒 4.32 分 43.2 分 7.20 時間 36 時間 72 時間 0.605 秒 6.05 秒 1.01 分 10.1 分 1.68 時間 8.4 時間 16.8 時間表 1:可用性のマトリックス可用性ソリューションは、一般に、所定の組織で特定のアプリケーションに適用される SLA(Service Level Agreements) に基づいて設計されます。図 1 は、必要なレベルに応じた可用性を実現するうえでのさまざまなコストを示しています。リダンダントシステムコールドスタンバイウォームスタンバイ低コスト自動フェイルオーバー継続的な可用性高コスト図 1:可用性のレベル標準的な構成では、ハードウェアおよびストレージ・レベルで冗長に構成し、テープやオンライン・バックアップなどのコールド・スタンバイも行います。可用性の要件が増すにつれ、サポートするシステムの複雑さやコストも増大します。ウォーム・スタンバイ・システムつまりフェイルオーバーの場合、ハードウェアおよびソフトウェアライセンスに、相当の資本投資を追加することになります。これには通常、共有ディスクやクラスタ・ファイル・システムなどの共有リソースが含まれますが、場合によってはこれらが単一障害点になることがあります。自動フェイルオーバー・システムはさらに多くのハードウェアおよびソフトウェア(また、必然的により多くのコスト)を必要とするほか、通常は、可用性ソリューションに地理的制約を課す SAN(Storage Area Network)ベースのレプリケーションテクノロジを使用します。継続的な可用性こそが「究極」の InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 4 状態ですが、それは非常に困難で実現にはコストがかかります。したがって、ほとんどの組織はウォーム・スタンバイ・システムの可用性アーキテクチャで妥協しています。 Caché データベース・ミラーリング(「ミラーリング」)は、システム可用性戦略の自動フェイルオーバーの 1 つです。Caché は、他のデータベース・テクノロジのコストのわずか一部でミラーリングを提供するため、経済的かつ包括的で、信頼性があり、堅牢なエンタープライズ・ソリューションでデータベース可用性を実現します。 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 5 機能説明 CACHÉ データベース・ミラー図 2 に示すように、Caché データベース・ミラーは、2 つの Caché システムで構成される論理グループで、フェイルオーバー・メンバーとも呼ばれています。これらは、ネットワークのみで接続された、物理的に独立したシステムです。2 つのシステムの調整後、ミラーはいずれか一方をプライマリ・システムとして自動的に指定します。もう一方は自動的にバックアップ・システムになります。図 2:ミラーバックアップ・システムを最新に保つため、ミラーリングされたデータベースは、プライマリ・メンバーからバックアップ・フェイルオーバー・メンバーへリアルタイムで同期されます。同期は、プライマリ・システムのパフォーマンスへの影響を最小化するように、ネットワーク経由 1で実行されます。バックアップ・システムは、ミラーの専用チャネル経由でミラーリングされたデータの受信確認を送信します。これは、たとえば、バックアップ・フェイルオーバー・メンバーがどの程度最新かを示します。ミラーリングされたデータベースは、プライマリ・システムでのみ編集可能です。選択されたバックアップ・システム上のすべてのミラーリングされたデータベースは、読み取り専用としてマウントされるため、これらのデータベースが誤って更新されることはありません。 1 データ・チャネルは、プライマリ・システムとバックアップ・フェイルオーバー・メンバーとの間の TCP 接続です。 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 6 各フェイルオーバー・メンバーには、システムの正常性に関する情報を提供し、フェイルオーバー・プロセスで補助的な役割を果たすミラー・エージェントも含まれます。各フェイルオーバー・メンバーは、専用エージェント・チャネルを使用して、もう一方のシステム上のエージェントにアクセスします。外部クライアント(言語バインディング、ODBC/JDBC/SQL クライアント、直接接続ユーザなど)は、ミラーリングの構成時に指定されたミラーの仮想 IP (VIP)でてミラーに接続します。ミラーの VIP は、ミラーのプライマリ・システム上のインターフェースに自動的にバインドされます。ミラーVIP の構成はオプションです。指定されていない場合は、すべての外部クライアントは、プライマリに直接接続し、フェイルオーバー・メンバーとそれらの現在のミラー内での役割の両方についての情報を持っている必要があります。 InterSystems Enterprise Cache Protocol (ECP)アプリケーション・サーバには、現在のプライマリを含むミラーのメンバーの情報が組み込まれています。したがって、アプリケーション・サーバはミラーVIP に依存せず、むしろ選択されたプライマリ・システムに直接接続することができます。非同期ミラー・メンバー図 3 に示すように、ミラーリングを行うことで、特殊な非同期メンバー 2を構成できます。このメンバーは、企業内の 1 つまたは複数のミラーから更新を受信するように構成できるため、包括的なエンタープライズワイドのデータ・ストアとして機能する単一ノードになります。この非同期メンバーは、あるミラーでミラーリングされたデータベースの中からレプリケーションするものを選択できるという点で、より高い柔軟性を提供します。また、あるミラーのすべてのミラーリングされたデータベースをレプリケーションすることも可能です。図 3:2 つのミラーから更新を受信する非同期メンバー 2 非同期メンバーは、フェイルオーバーの候補にはなりません。これらはミラーに属していません。 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 7 非同期メンバーを企業のデータ・ストアとして使用することで、リッチなレポート機能、ビジネスインテリジェンス(BI)、および企業全体のデータに対するデータマイニングが実現されます。たとえば、InterSystems DeepSee™を非同期メンバーに構成して、埋め込みのリアルタイム BI を提供することができるため、企業全体の主要パフォーマンス・インジケータを一元的にすばやく効率的に分析できます。非同期メンバーは接続されているミラーと常に同期されているため、このアーキテクチャは、分散化され、リアルタイムで処理できるレポート機能 3をプラットフォームに提供します。図 4:1 つのミラーに接続された複数(6)の非同期メンバーさらに、図 4 に示すように、複数の 4非同期メンバーを 1 つのミラーに接続することが可能です。このため、複数の、場合によっては地理的に分散されたサイト間で信頼性のあるレプリケーションを行うためのフレームワークが提供されることで、組織におけるビジネス継続性および災害回復計画がより強化されます。 3 非同期メンバー上のデータは、接続先のミラーで発生した変更が継続的に反映されているため、更新の同期および非同期メンバー上でのクエリ間の結果の同期についての保証はありません。常に変化しているデータを対象としたクエリに対して整合性のある結果を保証するのは、非同期メンバーに対して実行されているアプリケーションの役割です。 4 1 つのミラーに最大 6 つの非同期メンバーを接続可能 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 8 フェイルオーバー:システムの観点からミラーリングは、迅速かつ自動のフェイルオーバー機能を常時提供します。フェイルオーバーが発生する可能性があるのは、次のような場合です。 • ネットワークに問題がある場合など、決められた時間内にプライマリ・システムからバックアップ・システムへの応答がない • アプリケーションまたはホストの問題が原因で、Caché がプライマリに応答しなくなる • オペレータまたはスクリプトによって引き継ぎが開始されるフェイルオーバーの際、バックアップ・システムはシステム自身をプライマリ・システムとしてマークする前に、システムが十分に最新であることを確認します。デフォルトのミラーリング構成は、引き継ぎの間のエラーを防ぎます。たとえば、スプリット・ブレイン・シンドロームという、両方のシステムが同時にアクティブ・プライマリとして稼動する状態は、論理データベースの破損や整合性の損失につながる可能性があります。また、現在のプライマリ・システム上のハードウェアまたはソフトウェアの保守などを実行するために計画されたダウンタイムの一部として引き継ぎを行うようにすることも可能です。計画されたダウンタイムが終了し、システムがオンラインに戻ると、自動的にミラー内で再同期が行われます。さらに、フェイルオーバーを発生させることなく、プライマリ・システムを一次的にダウン状態にすることができます。このモードは、たとえば、非常に短時間の保守の間、プライマリ・システムをダウン状態にする必要がある場合などに役立ちます。プライマリ・システムが稼動状態に戻ると、デフォルトの自動フェイルオーバーの動作が回復されます。フェイルオーバー:アプリケーションの観点から正常なフェイルオーバーでは、ミラーVIP (構成されている場合)が自動的に新しいプライマリのローカル・インタフェースにバインドされます。これにより、外部クライアントは、これまでと同じミラーVIPアドレスに再接続 5することができます。外部クライアントは、複数のデータベースシステムおよびIPアドレスを知っている必要がないため、外部クライアント・プログラムの管理が大幅に簡素化されます。ただし、ミラーVIPが構成されていない場合は、外部クライアントで 2 つのフェイルオーバー・メンバーの情報を管理し、その時点で実行されているプライマリに適宜接続する必要があります。 ECP 展開では、アプリケーション・サーバはフェイルオーバーをサーバの再開状態とみなします。仕様上、ECP アプリケーション・サーバは新しいプライマリ・フェイルオーバー・メンバーとの接続を再確立するだけで、進行中の処理を続行し 5 これらのクライアントは新しいシステムに再接続するため、アプリケーションおよび接続コンテキストはリセットされます。開いた状態のトランザクションは適宜ロールバックされます。これは、「ミラー」のセクションで説明した ECP 接続には該当しません。 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 9 ます。フェイルオーバー処理の間、アプリケーション・サーバに接続しているユーザは、作業を再開できるまでに、一次的な停止状態を経験する可能性があります。これが発生するためは、2 つのフェイルオーバー・メンバー間のフェイルオーバーが、構成済みの ECP 回復タイムアウト内で発生する必要があります。ただし、フェイルオーバーの処理にこのタイムアウトより長い時間がかかった場合(バックアップがフェイルオーバー中に古い状態になった場合など)、ECP 回復が開始され(つまり、開いた状態のトランザクションはロールバックされ、ロックが解放されます)、新しいプライマリ・システムへの新しい接続が ECP アプリケーション・サーバにより確立されます。 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 10 CACHÉ について InterSystems Caché® は、新世代の、革新的な高パフォーマンスデータベースです。Caché はオブジェクトデータベース、高速な SQL、強力な多次元データアクセスを組み合わせ、同じデータに同時にアクセスが可能です。データは、統合されたシングル・データ・ディクショナリに一度記述されると、即座に全てのアクセス・メソッドが使用できます。Caché は、リレーショナル技術では達成できない、パフォーマンスレベル、スケーラビリティ、迅速なプログラミングと使い勝手の良さを提供します。 Caché は、単なるデータベース技術以上のものを提供します。Caché は先進のオブジェクトプログラム機能をもち、広範囲の多様な技術と簡単に統合可能で、独自のキャッシュ技術をもった、極めて高性能なランタイム環境を提供するアプリケーション・サーバを備えています。 Caché は、自身のスクリプト言語を持っています。Caché ObjectScript は、非常にパワフルであり、また、オブジェクト指向プログラミング言語を簡単に学ぶことができます。Caché Basic は、広く使われている Basic プログラミング言語を拡張したもので、パワフルなデータアクセスデータアクセスとオブジェクト機能を含んでいます。また、 Caché MV Basic は MutiValue アプリケーション（Pick アプリケーション、と呼ばれることもあります）で使われる、Basic プログラミング言語の一種でもあります。Java、C#や C++ といったその他の言語は、直接呼出しや、ODBC、JDBC、.NET などの他のインターフェースを通じてサポートされます。また、Caché が提供するオブジェクトインターフェースによって、Caché データベースや、Caché の他の機能を、プロパティやメソッドとしてアクセスすることが可能です。また、Caché は高度な Web アプリケーション開発用の優れた環境を提供するという点で、従来のデータベースをはるかに超えています。CSP（Caché Server Pages）技術により、迅速な開発と動的に生成した Web ページの実行が可能です。低価格なハードウェア上でさえ、何千もの同時 Web ユーザが、データベース・アプリケーションにアクセスできます。ブラウザ・ベース以外のアプリケーションの場合、ユーザ・インタフェースは通常、Java、.NET、Delphi、C#や C++など一般的なクライアント・ユーザ・インタフェース技術のいずれかを使用してプログラムします。それ以外の開発を Caché で行うことで、最良の結果（最速のプログラミング、最高のパフォーマンス、最小限のメンテナンス）が得られます。また、 Caché は他の技術との相互運用性にも非常に優れており、一般的に使用される殆ど全ての開発ツールもサポートしています。したがって、広範囲に渡る開発手法を使用することができます。インターシステムズ社についてインターシステムズ社は、グローバルソフトウェア企業です。米国マサチューセッツ州ケンブリッジに本社を置き、世界 23 カ国に拠点を有します。インターシステムズ社は、接続・連携された医療向けソフトウェアでは、世界的リーダであり、革新的なアプリケーションに先進技術を提供しています。 InterSystems Caché® データベース・ミラーリング：技術概要 11 InterSystems CACHÉ®（キャシエ）は、高性能オブジェクトデータベースで、アプリケーションをより高速にし、拡張性を高めます。InterSystems ENSEMBLE®（アンサンブル）は、アプリケーション接続・統合・開発のためのシームレスなインテグレーションプラットフォームです。InterSystems HealthShare™（ヘルスシェア）は、電子医療記録と地域や全国規模の医療情報交換を最速で構築可能にするプラットフォームです。InterSystems DeepSee™（ディープシー）は、トランザクショナルシステムにリアルタイムのビジネスインテリジェンスを付加して、業務上でよりよい意思決定を可能にするソフトウェアです。インターシステムズ社について、詳しくは下記 URL をご覧ください。  米 InterSystems Corporation : http://www.intersystems.com  インターシステムズジャパン株式会社： http://www.intersystems.co.jp * 本文書は、米国インターシステムズ社の“InterSystems Excecutive Overview、InterSystems Caché Database Mirroring” 日本語訳です。不明な点は、英文本文にてご確認ください。 URL: http://www.intersystems.com/highavailability/overview.html