HA クラスタ

2025年11月4日

HA クラスタ

英語表記: HA Cluster

概要

HAクラスタ（High Availability Cluster、高可用性クラスタ）とは、システムの一部に障害が発生してもサービスを継続できるように設計された、複数の物理サーバー（ホスト）の集合体を指します。特に、私たちが今見ている「仮想化技術（VMware, Hyper-V, KVM） → VMware ソリューション → 運用機能」という文脈においては、VMware vSphereが提供するVMware HAという機能が中心となります。これは、クラスタ内の物理ホストに障害が発生した場合、そのホスト上で稼働していた仮想マシン（VM）を自動的に別の健全なホストで再起動させ、システムのダウンタイムを最小限に抑えるための重要な運用機能です。

詳細解説

HAクラスタの導入目的はただ一つ、システムの可用性を高め、ビジネスの継続性を確保することにあります。この機能が「運用機能」に分類されるのは、システムが稼働している最中に発生する予期せぬ事態（ホストの故障やネットワークの切断など）から、人手を介さずに自動で仮想マシンを守る役割を担うからです。

目的と仕組み（運用機能としての役割）

従来の物理サーバー環境では、サーバーが故障するとサービス全体が停止してしまい、復旧には長い時間を要しました。しかし、仮想化環境では、HAクラスタを構成することで、ホストレベルの障害を「運用上のリスク」として自動的に検知・対処できます。

HAクラスタは、クラスタ内のすべてのホストが互いの状態を常に監視し合う「ハートビート」と呼ばれる仕組みで動作しています。

障害の検知: ホストAがホストBからのハートビート信号を一定時間受信できなくなると、「ホストBに障害が発生した」と判断します。
フェイルオーバーの決定: クラスタ内の残りの健全なホストたちが連携し、障害ホスト上で稼働していた仮想マシンをどこで再起動するかを決定します。
自動再起動（フェイルオーバー）: 決定された健全なホスト上で、障害ホストの仮想マシンが自動的に起動されます。このとき、仮想マシンのデータ（構成ファイルや仮想ディスク）は、クラスタ内のすべてのホストがアクセスできる共有ストレージに保存されている必要があります。

この一連の流れは数分以内に完了することが多く、ユーザーから見ると一時的なサービス停止で済むか、あるいは全く気づかないうちに復旧している場合もあります。これは、システム管理者が夜間に駆けつける必要がない、非常に強力な「運用機能」なのです。

主要コンポーネント

VMware環境においてHAクラスタを構成する主な要素は以下の通りです。

ESXiホスト（複数台）: 実際に仮想マシンを動かす物理サーバーです。これが複数台必要です。
vCenter Server: クラスタ全体を一元管理し、HA機能の設定や監視、フェイルオーバーの制御を行う中心的な管理サーバーです。これがなければHAクラスタは機能しません。
共有ストレージ: 仮想マシンのデータを格納する場所です。VMware環境では通常、SAN (Storage Area Network) や NFS (Network File System) などが利用されます。HAクラスタが機能するために、すべてのESXiホストがこのストレージに同時にアクセスできることが絶対条件です。

これらのコンポーネントが連携することで、システムの可用性を飛躍的に高めることができ、「仮想化ソリューション」の真価を発揮していると言えるでしょう。私自身、この自動復旧の仕組みにはいつも感動を覚えます。

具体例・活用シーン

HAクラスタは、企業が提供するサービスの中で「絶対に止めてはいけない」部分、すなわちミッションクリティカルなシステムを保護するために広く利用されています。

活用シーン

基幹業務システム: 顧客管理システム（CRM）や販売管理システムなど、24時間365日稼働が求められるシステム。ホスト障害による停止は、即座に売上や信用の損失につながります。
データベースサーバー: データの整合性を保つため、予期せぬ停止は避けたいところです。HAクラスタにより、ホスト障害時にはデータベースVMを迅速に復旧させることができます。
VDI（仮想デスクトップインフラ）環境: 多くの従業員が利用する仮想デスクトップの基盤となるサーバー群を守ることで、全社員の業務継続性を支えます。

初心者向けのアナロジー（二重の安全装置）

HAクラスタの仕組みは、「自動運転のタクシーが、パンクしても瞬時にスペアタイヤに交換して走り続ける」状況に似ています。

想像してみてください。あなたは重要な会議に向かうため、自動運転のタクシーに乗っています。このタクシー（仮想マシン）は、高性能なエンジン（物理ホスト）によって動いています。もし、走行中にエンジンA（ホストA）が突然故障してしまったらどうなるでしょうか？

通常のシステムなら車は停止してしまいますが、HAクラスタ構成のタクシーは違います。

このタクシーは、常に予備のエンジンB、エンジンC（他のホスト）と通信し合っています（ハートビート）。
エンジンAが停止した瞬間、車載コンピュータ（vCenter Server）はそれを検知します。
すると、車は路肩に止まることなく、瞬時に予備のエンジンBに切り替えて（フェイルオーバー）、走行を再開します。

乗客（ユーザー）は一瞬の揺れを感じるかもしれませんが、目的地への到着が遅れることはありません。この「瞬時のエンジン交換」こそがHAクラスタの役割であり、システム管理者に安心感を与える強力な「運用機能」なのです。

資格試験向けチェックポイント

HAクラスタ（高可用性）に関する知識は、ITパスポート、基本情報技術者試験、応用情報技術者試験のいずれにおいても、システム戦略やシステムアーキテクチャ、サービスマネジメントの分野で頻出します。

典型的な出題パターンと学習のヒント

キーワードの定義:
- HA (High Availability): 高可用性を意味し、システムが停止しないように構成すること。HAクラスタはこの実現手段です。
- フェイルオーバー: 障害が発生した際に、待機系システムや別の健全なホストに処理を自動的に引き継ぐ動作を指します。
- ハートビート: クラスタ内のノード（ホスト）が互いの生存を確認するために定期的に送り合う信号のこと。これが途絶えると障害と判断されます。
関連概念との区別:
- HAとDR（Disaster Recovery、災害対策）の違い: HAは主に局所的な障害（サーバー故障、電源断）からの復旧を目的とします。一方、DRは広域的な災害（地震、火災）からシステム全体を復旧させることを目的としており、通常は遠隔地にバックアップサイトを構築します。この違いは試験でよく問われるポイントです。
- HAとFT (Fault Tolerance、耐障害性): VMwareにおけるHAは「障害後に再起動」しますが、FTは「障害発生時も処理を中断させない」機能です。FTはより高度な可用性を提供しますが、リソース消費も大きくなります。HAは「運用機能」として最も一般的で費用対効果が高い方法です。
VMware環境での特有の知識:
- HA機能を利用するためには、仮想マシンのファイルをすべてのホストが共有できる共有ストレージが必要不可欠である点。これは基本情報以上の試験でも知識として求められることがあります。
ITパスポート受験者へのヒント: 「可用性」を高めるための仕組みとして、HAクラスタが「二重化」や「冗長化」の一種であることを理解しておきましょう。システムが停止しないようにする仕組みだと覚えていれば十分です。