「システム障害で業務が止まるのは絶対に避けたい…」そんな悩みを抱えるあなたに必要なのがフェールオーバーです。
しかし、「仕組みが複雑」「コストが不安」「本当に効果があるの？」と迷うことも多いはず。
本記事では、フェールオーバーの基本から導入事例、コスト評価、運用のベストプラクティスまでをわかりやすく解説。
これを読めば、あなたのシステムに最適なフェールオーバーの導入方法が見つかります。
この記事は以下のような人におすすめ！
- フェールオーバーとは何か知りたい人
- フェールオーバーと他の技術（スイッチオーバーやフェールセーフ）との違いを理解したい人
- 自社の業種や規模でフェールオーバーが必要か、活用事例を参考に判断したい人
目次
フェールオーバーとは何か
「フェールオーバー」とは、システムやネットワークに障害が発生した際、自動的にバックアップシステムへ切り替える仕組みのことです。
突然の障害によって業務が止まることを防ぎ、サービスの継続性を確保するために非常に重要な役割を果たします。
特に、24時間365日稼働が求められるサービスでは、フェールオーバーは不可欠な技術です。
1-1. フェールオーバーの定義
フェールオーバーとは、サーバーやネットワーク機器、アプリケーションに障害が発生した場合、自動的に待機している別のシステムや機器へ切り替えを行い、サービスの継続を維持する仕組みです。
たとえば、メインサーバーが故障しても、バックアップサーバーが瞬時にその役割を引き継ぐことで、利用者は何事もなかったかのようにサービスを使い続けることができます。
1-1-1. フェールオーバーと冗長化の関係
フェールオーバーは「冗長化」という概念と深く関わっています。
冗長化とは、障害に備えて複数のシステムを用意しておくことです。
フェールオーバーは、この冗長化されたシステムを活用し、万が一の障害時にスムーズに切り替えを行う技術です。
つまり、フェールオーバーを実現するためには、事前に冗長化された環境を整備しておく必要があります。
1-2. フェールオーバーの重要性と役割
フェールオーバーが重要視される理由は、システム障害による「ダウンタイム」を最小限に抑え、ビジネスへの悪影響を防ぐためです。
現代のビジネスでは、システム停止が直接的な損失につながるケースも少なくありません。
そのため、万が一の障害時にもサービスを継続できるフェールオーバーは、企業の信頼性を維持するために欠かせない存在です。
1-2-1. フェールオーバーによるビジネスリスクの回避
システム障害は、売上の損失や顧客の信頼低下を引き起こします。
たとえば、ECサイトが数分間でもダウンすれば、多くの顧客が購入を諦め、他社に流れてしまうかもしれません。
しかし、フェールオーバーを導入していれば、障害が発生してもサービスは継続され、ビジネスリスクを大幅に軽減できます。
1-2-2. 高可用性（HA）を実現するフェールオーバー
フェールオーバーは「高可用性（High Availability：HA）」を実現するための鍵です。
高可用性とは、システムを常に使える状態に保つことを意味します。
フェールオーバーを導入することで、障害時もスムーズに切り替えが行われ、システム全体の可用性が飛躍的に向上します。
これにより、ユーザーは常に安心してサービスを利用できるのです。
フェールオーバーの仕組みと種類
フェールオーバーにはいくつかの種類があり、システムの目的や規模によって最適な構成が異なります。
この記事では、代表的なフェールオーバー構成である「アクティブ・アクティブ構成」「アクティブ・スタンバイ構成」「カスケード・フェールオーバー」をわかりやすく解説します。
それぞれの仕組みを理解し、自社システムに適したフェールオーバー構成を選びましょう。
2-1. アクティブ・アクティブ構成
アクティブ・アクティブ構成は、複数のシステムが同時に稼働しているフェールオーバー構成です。
通常時から複数のシステムが負荷を分散して処理を行い、1つに障害が発生した場合でも、残りのシステムが処理を引き継ぐことでサービスを継続します。
2-1-1. アクティブ・アクティブ構成のメリット
アクティブ・アクティブ構成は、フェールオーバー時でもシステム全体のパフォーマンスが大きく低下しにくい点が最大のメリットです。
障害時も稼働中の他システムがスムーズに処理を引き継ぐため、ユーザーへの影響を最小限に抑えられます。
また、通常時から負荷を分散できるため、システムの安定性も向上します。
2-1-2. アクティブ・アクティブ構成のデメリット
一方で、アクティブ・アクティブ構成はコストが高くなる傾向にあります。
常に複数のシステムを稼働させる必要があるため、ハードウェアやソフトウェアのコスト、運用コストがかさむ点はデメリットです。
しかし、その分、高い可用性とパフォーマンスを維持できるため、重要なサービスに適したフェールオーバー構成といえます。
2-2. アクティブ・スタンバイ構成
アクティブ・スタンバイ構成は、1つのシステムが通常時に稼働し、もう1つのシステムが待機しているフェールオーバー構成です。
障害発生時には、待機していたシステムが自動的に起動し、サービスを引き継ぎます。
2-2-1. アクティブ・スタンバイ構成のメリット
アクティブ・スタンバイ構成の最大のメリットは、導入コストが比較的低い点です。
待機系のシステムは通常時に稼働していないため、消費電力やリソースの負担を抑えることができます。
フェールオーバーを必要としつつも、コストを重視する場合に適しています。
2-2-2. アクティブ・スタンバイ構成のデメリット
デメリットは、フェールオーバー発生時に若干の切り替え時間がかかることです。
待機しているシステムを起動し、サービスを引き継ぐまでの間に短時間のダウンタイムが発生する可能性があります。
また、通常時は待機系のシステムが稼働していないため、リソースの無駄と感じることもあるかもしれません。
しかし、費用対効果を考慮すれば、非常にバランスの良いフェールオーバー構成です。
2-3. カスケード・フェールオーバー
カスケード・フェールオーバーは、複数のシステムが階層的に配置されており、上位システムに障害が発生すると、次のシステムが引き継ぐ仕組みです。
次々にシステムが切り替わる様子から、「カスケード（段階的）」という名前が付けられています。
2-3-1. カスケード・フェールオーバーのメリット
カスケード・フェールオーバーは、複数のバックアップシステムを活用できるため、障害発生時の柔軟性が高い点が魅力です。
1つのシステムが障害を起こしても、次のシステムが待機しているため、最終的なサービス停止のリスクを大きく減らせます。
2-3-2. カスケード・フェールオーバーのデメリット
しかし、カスケード・フェールオーバーは構成が複雑になりやすく、管理や運用に手間がかかる点がデメリットです。
また、段階的に切り替わるため、各段階でのフェールオーバー処理時間が積み重なり、完全復旧までに時間がかかることもあります。
しかし、その分多層的なバックアップを確保できるため、リスクを最小化したい企業に適したフェールオーバー構成です。
フェールオーバーと関連する技術の比較
フェールオーバーは障害時にシステムを自動で切り替える技術ですが、似たような概念として「スイッチオーバー」や「フェールセーフ」があります。
これらの違いを理解することで、より適切なシステム設計や障害対策が可能になります。
ここでは、フェールオーバーと関連する技術の違いを詳しく比較していきます。
3-1. フェールオーバーとスイッチオーバーの違い
フェールオーバーとスイッチオーバーは、どちらも障害時の切り替えを指しますが、そのプロセスや目的に違いがあります。
3-1-1. 自動か手動かの違い
フェールオーバーは、障害が発生した際に「自動的に」バックアップシステムへ切り替わります。
一方、スイッチオーバーは「手動」で切り替えを行うプロセスです。例えば、サーバーのメンテナンス時に管理者が意図的に切り替えを行う場合は、スイッチオーバーと呼ばれます。
3-1-2. フェールオーバーが適しているケース
フェールオーバーは、金融機関や医療システムなど、障害が発生してはならない重要なシステムで活用されます。
自動的に切り替わることで、ダウンタイムを最小限に抑え、ユーザーへの影響を防ぐことができます。
3-1-3. スイッチオーバーが適しているケース
一方で、スイッチオーバーはサーバーのアップグレードや定期メンテナンスなど、計画的な切り替え作業に適しています。
障害時ではなく、管理者の判断で切り替えを行うため、必要に応じて慎重に進めることができます。
3-2. フェールオーバーとフェールセーフの違い
フェールオーバーと混同されがちなのが「フェールセーフ」です。
どちらも障害対策として重要な概念ですが、その目的や動作は大きく異なります。
3-2-1. サービス継続か安全確保か
フェールオーバーは、障害時にも「サービスを継続する」ことを目的としています。障害が発生しても別のシステムが稼働を引き継ぎ、ユーザーへの影響を最小限に抑えます。
一方、フェールセーフは「安全を確保する」ことを優先します。例えば、工場の自動生産ラインで異常を検知した場合、機械を停止して事故を防ぐのがフェールセーフです。
3-2-2. フェールオーバーとフェールセーフの具体例
ECサイトの場合、フェールオーバーはサーバー障害時にバックアップサーバーへ切り替え、顧客が引き続き買い物を続けられるようにします。
逆に、フェールセーフは障害を検知した時点で取引を停止し、不正アクセスやデータ損失を防ぎます。
3-2-3. どちらを選ぶべきか？
フェールオーバーは高可用性を重視するシステムに最適であり、フェールセーフは安全性やリスク管理を優先する場面に適しています。
システムの特性や業務内容に応じて、どちらを採用するか検討することが重要です。
フェールオーバーの導入方法
フェールオーバーを導入する方法はさまざまですが、大きく分けて「ハードウェアの冗長化」「ソフトウェアの冗長化」「クラウドサービスの活用」の3つがあります。
それぞれの導入方法を理解することで、自社のシステム環境に最適なフェールオーバーを選択できます。
4-1. ハードウェアの冗長化によるフェールオーバー
ハードウェアの冗長化は、サーバーやネットワーク機器などのハードウェアを二重化し、障害が発生した際に予備機へ自動的に切り替えるフェールオーバー方法です。
4-1-1. ハードウェア冗長化の特徴
ハードウェアの冗長化によるフェールオーバーは、高い信頼性を誇ります。
物理的な機器を二重化するため、ハードウェア故障によるダウンタイムをほぼゼロにできます。
ただし、導入コストは高くなりがちです。
4-1-2. ハードウェア冗長化が適しているケース
金融機関や大規模なデータセンターなど、障害を一切許容できない環境では、ハードウェアの冗長化によるフェールオーバーが最適です。
安定性と可用性を最優先するシステムに適しています。
4-2. ソフトウェアの冗長化によるフェールオーバー
ソフトウェアの冗長化は、仮想化技術やクラスタリングソフトを活用し、複数のソフトウェア環境でフェールオーバーを実現する方法です。
4-2-1. ソフトウェア冗長化の特徴
ソフトウェアの冗長化は、柔軟性とコスト効率の良さが特徴です。
仮想化技術を用いることで、複数の仮想サーバーを管理し、障害時には稼働中の仮想サーバーが自動的に処理を引き継ぎます。
ハードウェアの追加投資を抑えつつ、フェールオーバーを実現できる点が魅力です。
4-2-2. ソフトウェア冗長化が適しているケース
中小規模のシステムや、迅速なスケールアップが求められるクラウドネイティブな環境では、ソフトウェアの冗長化によるフェールオーバーが最適です。
コストと柔軟性を両立したい場合に選ばれることが多いです。
4-3. クラウドサービスを活用したフェールオーバー
近年注目を集めているのが、クラウドサービスを活用したフェールオーバーです。
AWSやAzure、GCPなどのクラウドプラットフォームを利用し、障害時にクラウド内で自動的にリソースを切り替える方法です。
4-3-1. クラウドフェールオーバーの特徴
クラウドサービスを活用したフェールオーバーは、拡張性と柔軟性に優れています。
オンデマンドでリソースを追加・削除できるため、必要に応じてスケールアウトし、障害時も迅速に対応できます。
また、地理的に分散されたデータセンターを利用することで、災害対策としても有効です。
4-3-2. クラウドフェールオーバーが適しているケース
クラウドフェールオーバーは、グローバルに展開するサービスや、短期間で大きなアクセス増加が予想されるプロジェクトに適しています。
また、初期投資を抑えつつ高可用性を確保したいスタートアップや中小企業にもおすすめです。
フェールオーバーの実際の活用事例
フェールオーバーは、さまざまな業界で活用され、ビジネスの安定稼働を支えています。
ここでは、製造業、ECサイト、金融機関におけるフェールオーバーの具体的な活用事例を紹介し、その重要性を解説します。
5-1. 製造業におけるフェールオーバーの適用例
製造業では、機械の自動制御や生産ラインの稼働を支えるシステムが不可欠です。
フェールオーバーは、これらのシステムを常に安定稼働させるための重要な技術です。
5-1-1. 生産ラインの停止を防ぐフェールオーバー
製造業において、わずかな生産ラインの停止が大きな損失につながります。
フェールオーバーを導入することで、PLC（プログラマブルロジックコントローラ）やSCADAシステムが障害を検知した際、自動的にバックアップ機器へ切り替わり、ラインの稼働を維持します。
これにより、予期せぬダウンタイムを防ぎ、安定した生産を実現します。
5-1-2. IoTとフェールオーバーの融合
近年、IoT技術を活用したスマート工場が増えています。
IoTデバイスがリアルタイムでデータを収集・分析する中で、フェールオーバーを組み込むことで、通信障害やサーバー障害が発生しても、データの欠損や遅延を最小限に抑え、最適な生産管理を維持できます。
5-2. ECサイトでのフェールオーバー活用事例
ECサイトは24時間365日稼働が求められ、サーバーダウンは直接的な売上損失や顧客離れを招きます。
そのため、フェールオーバーはECサイト運営において非常に重要です。
5-2-1. サーバーダウンを防ぐフェールオーバーの役割
ECサイトでは、サーバーがダウンすると商品閲覧や購入手続きができなくなります。
フェールオーバーを導入することで、障害発生時には即座にバックアップサーバーへ切り替わり、顧客が不便を感じることなく買い物を続けられます。
大規模セールやキャンペーン時にアクセスが集中しても、フェールオーバーがリスクを軽減します。
5-2-2. データベース冗長化とフェールオーバー
商品情報や顧客データを管理するデータベースも、フェールオーバーの重要な対象です。
マスターデータベースに障害が発生した場合、自動的にレプリカデータベースへ切り替えられる仕組みを構築することで、データの整合性を維持しつつ、迅速なサービス継続が可能です。
5-3. 金融機関におけるフェールオーバーの導入事例
金融機関では、オンラインバンキングやATMシステム、証券取引システムなど、常に高い可用性とセキュリティが求められます。
フェールオーバーは、こうした重要なインフラを守るために欠かせない技術です。
5-3-1. ATMシステムとフェールオーバー
ATMシステムは、24時間稼働が求められる重要なインフラです。
フェールオーバーを導入することで、ネットワーク障害やサーバー障害が発生しても、バックアップシステムが即座に稼働し、顧客は問題なく現金の引き出しや振り込みを行えます。
5-3-2. 証券取引システムでのフェールオーバー
証券取引システムでは、わずかなダウンタイムが数億円規模の損失につながることもあります。
フェールオーバーを活用することで、取引サーバーが障害を起こしても、自動的に別のサーバーが引き継ぎ、リアルタイムでの取引を継続できます。
これにより、投資家の信頼を維持し、安定した運用を実現します。
フェールオーバー導入時の注意点とベストプラクティス
フェールオーバーを導入することでシステムの可用性は向上しますが、導入・運用にはいくつかの注意点があります。
ここでは、フェールオーバー導入時に押さえておくべきポイントと、効果的な運用のためのベストプラクティスを紹介します。
6-1. 導入コストと費用対効果の評価
フェールオーバーの導入には、ハードウェアやソフトウェア、人的リソースなど多くのコストがかかります。
事前に費用対効果をしっかりと評価することが重要です。
6-1-1. 初期投資と運用コストの見積もり
フェールオーバー導入時には、サーバーやネットワーク機器の二重化、ソフトウェアライセンス、運用保守費用などを考慮する必要があります。
初期投資だけでなく、定期的なメンテナンスやアップデートにかかるコストも忘れてはいけません。
6-1-2. ダウンタイム削減によるROIの試算
フェールオーバーの最大のメリットは、障害時のダウンタイムを最小化できることです。
例えば、1時間のシステムダウンが100万円の損失を生むとすれば、フェールオーバー導入でどれだけ損失を回避できるかを試算し、ROI（投資収益率）を明確にしましょう。
6-2. 定期的なフェールオーバーテストの重要性
フェールオーバーは導入するだけでは不十分です。
定期的なテストを行い、実際に障害が発生した際にスムーズに切り替えが行われるか確認することが不可欠です。
6-2-1. テストスケジュールの策定
フェールオーバーテストは、四半期ごとや半期ごとなど、定期的なスケジュールを立てて実施するのが理想です。
特に、システムのアップデートや構成変更後は、必ずテストを行いましょう。
6-2-2. テスト内容とチェックポイント
フェールオーバーテストでは、障害発生時の切り替え速度や、切り替え後のシステムパフォーマンスを確認します。
また、アプリケーションやデータベースが正常に動作しているか、ネットワーク接続に問題がないかも重要なチェックポイントです。
6-3. フェールバック（切り戻し）の計画と実施
フェールオーバーでバックアップシステムに切り替えた後、通常の運用環境に戻す「フェールバック」も重要なプロセスです。
6-3-1. フェールバック計画の立案
フェールバックは、業務に影響を与えない時間帯を選び、慎重に行う必要があります。
事前にフェールバック手順書を作成し、担当者間で共有しておくことが重要です。
6-3-2. フェールバック時のリスクと対策
フェールバック時には、データの不整合や一時的なパフォーマンス低下が発生する可能性があります。
事前にバックアップを取得し、万が一のリスクに備えましょう。また、フェールバック後の動作確認も怠らないようにしましょう。
