レプリケーションとは？バックアップとの違いからメリットまで解説

1. レプリケーションとは

システムやデータベースの世界で頻繁に使われる「レプリケーション」という言葉。この技術は、ビジネスのデータ保護戦略において重要な役割を果たしています。

レプリケーションとは、あるシステムやデータベースのデータを別のシステムへリアルタイムまたは定期的に複製・同期する技術のことです。原語の「replication」は「複製」という意味で、データを別の場所に「コピー」するだけでなく、継続的に「同期」させる点が特徴です。

例えば、東京にあるデータベースの内容を、大阪のデータセンターにあるシステムにリアルタイムで複製することで、東京のシステムに障害が発生しても、大阪のシステムでサービスを継続できるようになります。

1-1. レプリケーションの基本的な仕組み

レプリケーションの基本的な仕組みは、以下のような要素から構成されています。

これらの要素が連携することで、プライマリシステムで発生したデータの変更が、セカンダリシステムにも適用されます。変更の検知方法や同期のタイミングは、導入するレプリケーション方式によって異なります。

1-2. レプリケーションの種類

レプリケーションにはいくつかの種類があり、用途や要件に応じて選択されます。

1. 同期レプリケーション: プライマリでの変更がセカンダリにリアルタイムで反映される方式。データの一貫性は高いが、パフォーマンスへの影響が大きい。
2. 非同期レプリケーション: プライマリでの変更がセカンダリに遅延して反映される方式。パフォーマンスへの影響は小さいが、データに若干のずれが生じる可能性がある。
3. スナップショットレプリケーション: 定期的にプライマリデータの完全なコピーをセカンダリに送信する方式。
4. トランザクショナルレプリケーション: データベースのトランザクションログを利用して変更を逐次反映する方式。

それぞれの方式には長所と短所があり、システム要件やビジネスニーズに応じて適切なものを選択する必要があります。例えば、金融システムのように即時性が求められる場面では同期レプリケーションが、広域ネットワークを介した複製では非同期レプリケーションが選ばれることが多いでしょう。

2. レプリケーションとバックアップの違い

「レプリケーション」と「バックアップ」は、どちらもデータ保護のための技術ですが、目的や仕組みが大きく異なります。両者の違いを理解することで、システム設計や災害対策における適切な選択ができるようになります。

レプリケーションとバックアップの最も大きな違いは、「データの更新頻度と復旧の迅速性」にあります。レプリケーションはリアルタイムまたは短い間隔でのデータ同期を行うため、障害発生時の復旧が迅速である一方、バックアップは定期的なデータの保存が主な目的であり、復旧には時間がかかりますが、過去の任意の時点に戻すことが可能です。
※バックアップの種類（例: フルバックアップ、増分バックアップなど）や取得頻度によって制約がある場合があります。

 

 

2-1. 目的と用途の違い

レプリケーションとバックアップでは、その主な目的が異なります。

レプリケーションの主な目的:

例えば、Webサイトやオンラインショッピングシステムなど、常時稼働が求められるサービスではレプリケーションが重視されます。一方、財務データや顧客情報など、長期保存が必要なデータや、万が一の人為的ミスから復旧するためにはバックアップが不可欠です。

2-2. 技術的な実装の違い

技術面でも、レプリケーションとバックアップには明確な違いがあります。

レプリケーションの技術的特徴

• 変更データの継続的な転送と適用
• プライマリとセカンダリの常時接続
• 差分データの効率的な同期
• 自動フェイルオーバー機能との連携

バックアップの技術的特徴

• 定期的なスケジュールでのデータ保存
• フルバックアップと増分バックアップの組み合わせ
• オフラインメディアへの保存オプション
• 長期保存と世代管理

データベース管理者やシステム担当者は、これらの違いを理解した上で、組織のデータ保護戦略において両者を適切に組み合わせることが重要です。

2-3. コストと運用負荷の違い

導入・運用コストや管理の観点でも、レプリケーションとバックアップには違いがあります。

レプリケーションのコストと運用面

• 複製先のハードウェア・ライセンスが常時必要
• ネットワーク帯域の継続的な消費
• 同期状態の監視と管理が必要
• 設定変更時の両システムへの適用

バックアップのコストと運用面

• バックアップメディアやストレージのコスト
• バックアップ取得時の性能影響
• 保存期間とデータ量の管理
• 定期的な復元テストの実施

多くの組織では、重要度の高いシステムにはレプリケーションとバックアップの両方を実装し、それ以外のシステムではコストや運用負荷を考慮して適切な方法を選択しています。

なお、レプリケーションにおけるネットワーク帯域の消費については、最新の技術（例えばWAN最適化やデータ圧縮技術）を活用することで負担を軽減し、コストを削減できる可能性があります。これらの技術は、データ転送量を効率化し、広域ネットワーク環境での運用をより経済的にすることが期待されています。

3. レプリケーションのメリットとデメリット

レプリケーション技術の導入を検討する際には、そのメリットとデメリットを十分に理解することが重要です。これにより、組織のニーズに合わせた最適な選択が可能になります。

レプリケーションの最大のメリットは、システム障害時のダウンタイムを最小限に抑えられる点ですが、一方で、導入・運用コストの増加や設計・実装の複雑さといったデメリットも考慮する必要があります。

3-1. レプリケーションの主なメリット

レプリケーションを導入することで得られる主なメリットには以下のようなものがあります。

1. 高可用性の実現
   プライマリシステムに障害が発生しても、セカンダリシステムにすぐに切り替えることで、サービスの継続性を維持できます。金融機関や24時間365日のサービス提供が求められる業種では特に重要なメリットです。
   
   
2. 災害対策（DR）の強化
   地理的に離れた場所にレプリカを配置することで、自然災害などによる地域全体の障害にも対応できます。例えば、東京のデータセンターが地震で被災しても、大阪のデータセンターでサービスを継続できます。
   
   
3. 負荷分散によるパフォーマンス向上
   読み取り専用のレプリカを複数配置することで、クエリの負荷を分散し、全体のパフォーマンスを向上させることができます。特に参照処理が多いシステムで効果的です。
   
   
4. メンテナンス時の可用性確保
   システムアップデートやメンテナンス作業時に、レプリカにトラフィックを切り替えることで、ダウンタイムなしでの作業が可能になります。
   
   

3-2. レプリケーションの主なデメリット

一方で、レプリケーションには以下のようなデメリットも存在します。

1. コストの増加
   レプリケーション環境の構築には、追加のハードウェア、ライセンス、ネットワーク帯域などのコストが発生します。小規模システムでは費用対効果を慎重に検討する必要があります。
   
   
2. 設計・実装の複雑さ
   レプリケーションの設計には専門知識が必要であり、正しく構成しないと、データの不整合やパフォーマンス低下などの問題が発生する可能性があります。
   
   
3. ネットワーク依存性
   レプリケーションはシステム間の常時接続を前提としており、ネットワーク障害が発生すると同期が停止する可能性があります。特に広域ネットワークを使う場合は注意が必要です。
   
   
4. データ不整合のリスク
   特に非同期レプリケーションでは、プライマリとセカンダリの間でデータの不整合が発生する可能性があります。これは障害復旧時の複雑さにつながることがあります。
   
   

3-3. 導入前の検討ポイント

レプリケーションの導入を検討する際には、以下のポイントを考慮することが重要です。

1. 業務の重要度と許容ダウンタイム
   システムがダウンした場合のビジネスへの影響とコストを評価し、必要な可用性レベルを判断します。
   
   
2. データ量と更新頻度
   扱うデータ量や更新頻度に応じて、適切なレプリケーション方式やネットワーク要件が変わります。
   
   
3. 技術的な互換性
   既存のシステムやデータベースが、希望するレプリケーション技術をサポートしているかを確認する必要があります。
   
   
4. 運用体制と専門知識
   レプリケーションシステムの運用・管理には専門知識が必要です。社内の技術力や、必要に応じた外部サポートの利用を検討しましょう。
   
   

これらのポイントを総合的に評価することで、組織に最適なレプリケーション戦略を立てることができます。

4. レプリケーションの活用シーン

レプリケーション技術は様々なビジネスシーンで活用されています。ここでは、実際の業種や用途別に、レプリケーションがどのように活用されているかを紹介します。

企業規模や業種を問わず、データの重要性が高まる中で、レプリケーションの活用シーンは拡大しています。特に、クラウド環境の普及により、従来は大企業でしか実現できなかった高度なレプリケーション構成が、中小企業でも導入しやすくなっています。

4-1. 業種別の活用事例

金融業界

金融機関では、取引データの完全性と即時性が求められるため、同期レプリケーションを活用したシステム構成が一般的です。例えば、銀行のオンラインバンキングシステムでは、メインデータセンターのデータベースが、リアルタイムでバックアップデータセンターに複製されることで、災害時でも数分以内のサービス復旧が可能になっています。

小売・EC業界

オンラインショッピングサイトでは、24時間365日の安定稼働が求められるため、読み取り専用のレプリカを複数配置し、負荷分散を図るケースが多いです。特に、セール期間中のアクセス集中時にも安定したパフォーマンスを維持するために重要な役割を果たしています。

製造業界

生産管理システムでは、工場間でのデータ共有にレプリケーションが活用されています。例えば、複数の生産拠点間で在庫情報や生産計画をリアルタイムに共有することで、効率的なサプライチェーン管理を実現しています。

4-2. システム構成別の実装例

オンプレミス環境でのレプリケーション

自社データセンター内でのレプリケーションでは、専用のレプリケーションソフトウェアや、データベース製品の標準機能を使った構成が一般的です。例えば、SQL Serverの「Always On可用性グループ」機能を使用して、プライマリサーバーとセカンダリサーバー間でのデータベースレプリケーションを構築するケースが多いです。

クラウド環境でのレプリケーション

クラウドサービスでは、リージョン間レプリケーションなど、地理的に分散したデータ複製が容易に実現できます。例えば、AWS Aurora や Google Cloud Spanderなどのマネージドデータベースサービスでは、異なるアベイラビリティゾーンやリージョン間でのレプリケーションが標準機能として提供されています。

ハイブリッド環境でのレプリケーション

オンプレミスとクラウドの間でのデータ同期にもレプリケーションが活用されています。例えば、オンプレミスの基幹システムのデータを、分析用途でクラウド環境に複製するケースなどが挙げられます。

4-3. 企業のディザスタリカバリ戦略における活用

ディザスタリカバリ（DR）計画の中核技術

企業のディザスタリカバリ計画において、レプリケーションは中核技術として位置づけられています。特に、目標復旧時間（RTO）と目標復旧時点（RPO）を短縮することが求められる重要システムでは、高度なレプリケーション技術の導入が不可欠です。例えば、リアルタイムのデータ同期により、災害発生時でも数分以内のサービス復旧を実現することが可能になります。

レプリケーションオーケストレーション

最新のレプリケーションソリューションでは、複数のシステムの依存関係を考慮した復旧プロセスを自動化するオーケストレーション機能が重要視されています。これにより、レプリカへのフェイルオーバー計画を統合し、サイトフェイルオーバーの自動化が可能になり、人為的ミスを減らしながら復旧時間を大幅に短縮できます。

クラウドを活用したDRaaS（Disaster Recovery as a Service）

自社でセカンダリサイトを維持するリソースや専門知識が不足している中小企業では、クラウドベースのDRaaSの活用が増えています。これらのサービスでは、専用のWANアクセラレーション技術を活用し、圧縮や重複排除、暗号化などを組み合わせてデータを効率的に転送します。また、オンプレミス環境からクラウドプロバイダーへのレプリケーションを簡単に設定できる機能も充実しています。

これらの高度なレプリケーション技術を活用することで、企業は事業継続性を強化し、自然災害やシステム障害からの迅速な復旧を実現できます。自社のビジネス要件やリスク許容度に合わせて、最適なレプリケーション戦略を検討することが重要です。

まとめ

レプリケーションは、データの複製・同期によって高可用性と災害対策を実現する技術です。バックアップが過去の任意時点へのデータ復元に強みがあるのに対し、レプリケーションはシステム障害時の迅速な切り替えを可能にします。

効果的なデータ保護戦略には、重要システムにおいて両技術を適切に組み合わせることが重要です。現在は、Veeam Backup & ReplicationやVeeam Disaster Recovery Orchestratorなどの高度なツールにより、複雑な環境でも効率的なデータ保護と災害復旧が実現できます。特にハイブリッド環境では、クラウド接続機能を持つソリューションが柔軟なディザスタリカバリ計画を支援します。

CTCエスピーでは、レプリケーション技術に精通した専門チームが、お客様のビジネス要件に合わせたソリューションを選定から導入、運用までトータルにサポートしています。事業継続性強化やディザスタリカバリ計画にお悩みの際は、ぜひご相談ください。