レプリケーションサーバ・とは？初心者でも分かる仕組みと使い方共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

はじめに

レプリケーションサーバ・とは、データを別のサーバへ自動的にコピーして保持するための仕組みを指します。現代のウェブサービスや業務システムでは、ひとつのサーバにデータが集中すると故障時の影響が大きくなります。そこで「レプリケーションサーバ」を使ってデータを複製し、別の場所に保管しておくことで、サービスを止めずに運用したり、読み取りの負荷を分散したりします。

この仕組みを知ることは、ITを学ぶ上でとても役立ちます。難しく感じるかもしれませんが、基本の考え方を押さえれば理解はぐんと進みます。

レプリケーションサーバとは何か

レプリケーションサーバとは、別のサーバへデータをコピーする機能を持つサーバのことです。主に以下のような目的で用いられます。

信頼性の向上: 一方のサーバが故障しても、もう一方でデータを参照・復旧できます。

読み取り性能の向上: 複数のサーバで読み取りを分散することで、読み取りが多い時間帯でも応答が安定します。

主な動作の仕組み

データベース系のレプリケーションでは、データの「変更内容」を小さな単位で他のサーバへ伝えます。変更が発生すると、変更履歴を示すログ（またはストリーミング情報）が作られ、これを受け取ったレプリケーションサーバが自分のデータを同じ状態に更新します。

代表的な技法として「同期型」と「非同期型」があります。同期型は変更が確実に反映されてから処理を進めるため、整合性は高い反面遅延が生まれやすいです。非同期型は反映が遅れても処理を続けるため高速ですが、時にはデータが少し違う状態で運用されることがあります。実運用では、ビジネスの要件に合わせてこの二つを使い分けます。

よくある構成の例

よくある構成としては「マスタ（主サーバ）- スレーブ（従サーバ）」の形が挙げられます。マスタでデータを更新すると、その変更がスレーブへ伝えられ、スレーブは独自にデータを更新します。最近では、読み取り専用のスレーブを複数用意して、読み取り負荷を分散するケースも多いです。

比較項目	同期型	非同期型
更新の反映タイミング	同時反映	遅延あり
データ整合性	高い	遅延の可能性あり
遅延の目安	数十ミリ秒〜数百ミリ秒	秒単位以上になることも

導入時のポイント

目的を明確にすることが大切です。可用性を上げたいのか、読み取り性能を上げたいのか、あるいは災害時のバックアップとして使うのか、要件をはっきりさせましょう。

また、運用コストも考慮してください。複数のサーバを用意すれば費用や運用の手間が増えます。その分の効果を見込むかどうかを判断材料にします。

セキュリティと監視の視点

セキュリティと監視の観点では、レプリケーションには通信の暗号化や認証が重要です。転送経路を保護し、変更を監視する仕組みを入れることで、データの盗聴や改ざんを防げます。

クラウドでの運用

クラウド環境なら、ゾーン分離やリージョン分離など、多様な配置を組み合わせることでさらなる耐障害性を確保できます。コストとリスクを見ながら、最適な設計を選択しましょう。

まとめ

レプリケーションサーバは、データを別の場所にコピーして安全性と性能を高めるための基本的な技術です。現在の大規模ウェブサービスや企業の基盤でも広く使われており、理解しておくとITの設計で選択肢を広げることができます。もし自分のプロジェクトで導入を検討しているなら、要件に合わせて同期型か非同期型か、またはマスタ/スレーブ方式か、そこから設計を始めてみましょう。

レプリケーションサーバの同意語

複製サーバ: 主サーバのデータを複製して保持するサーバ。データの冗長化・可用性の向上を目的として用いられます。
レプリカサーバ: レプリケーションの対象データの複製を保持するサーバ。読み取り負荷の分散や可用性の向上に寄与します。
ミラーサーバ: 鏡像のデータを別の場所へリアルタイム近くコピーするサーバ。災害対策やバックアップの一環として使われます。
ミラーリングサーバ: データを鏡像として他のサーバにコピー・維持する役割を持つサーバ。災害対策・同期を支援します。
レプリケーションノード: レプリケーション機能を構成するノードの一つ。データの複製と同期を担います。
プライマリサーバ: レプリケーションの元となるデータを保有するサーバ。主サーバとも呼ばれ、データの発信元です。
マスターサーバ: 古い表現で、レプリケーションの元サーバを指すことがあります。主サーバとしての役割を担います。
レプリケーション用サーバ: レプリケーション機能を行うために構築されたサーバ。データの同期・複製を担当します。
データ同期サーバ: データを他のサーバと同期させることを目的とするサーバ。リアルタイム近くの同期を行います。
データ複製サーバ: データを複製して冗長性を確保するサーバ。バックアップと可用性向上の要素です。

レプリケーションサーバの対義語・反対語

非レプリケーションサーバ: レプリケーション機能を持たず、他のサーバへデータを自動的に複製しないサーバのこと。
レプリケーションなしサーバ: データの自動複製・同期を前提としない設計・設定のサーバ。
単一サーバ: ネットワーク上の他サーバとデータを同期・複製しない、単体で運用されるサーバ。
原本サーバ（オリジンサーバ）: データの元となるオリジンを保持するサーバ。レプリケーションの起点となる役割を示す概念。
マスタサーバ（プライマリサーバ）: データの書き込み元として中心的な役割を担い、レプリケーションの出発点となるサーバ。
ローカル専用サーバ: ネットワーク内の他サーバとデータを共有・複製しない、ローカルで完結するサーバ。
バックアップ専用サーバ: データのバックアップを主目的として運用され、リアルタイムレプリケーションを前提としないサーバ。
データ同期なしサーバ: 他サーバとデータを同期しない設計のサーバ。
レプリケーション機能停止サーバ: 運用中にレプリケーション機能を停止・無効化したサーバ。

レプリケーションサーバの共起語

レプリケーション: データを別のサーバへ自動的に複製する仕組み。可用性の向上や負荷分散を目的とする。
同期: 主サーバとレプリカ間でデータを同時に一致させる方式。書き込み時に全コピーが同じ状態になるようにする。
非同期: 書き込みが完了した後、遅れてレプリカへ反映する方式。遅延が発生するが処理負荷を分散しやすい。
マスター: データの元となる主要サーバ。書き込みを受け、レプリカへ更新を伝える役割。
スレーブ: マスターのデータを受け取り、複製する側のサーバ。読み取り専用として使われることが多い。
セカンダリ: スレーブと同義で、マスターのデータをコピーする副サーバ。語彙として使われることがある。
物理レプリケーション: データの実体（ファイルやブロック）をそのまま複製する方式。遅延が小さく信頼性が高いことが多い。
論理レプリケーション: データの変更を論理的に抽出して別サーバへ適用する方式。柔軟性が高く、フィルタリングや選択がしやすい。
トランザクションログ: データ変更の履歴を記録するログ。レプリケーションの原動力になる。
WAL: Write-Ahead Loggingの略。データの整合性を保つための仕組みで、特にPostgreSQLのレプリケーションに関与。
フェイルオーバー: 主サーバが故障したとき自動的にレプリカへ切り替える機能。
フェイルバック: 障害後に元の主サーバへ復帰させる切替作業。
冗長性: 同じデータを複数箇所に保持して故障時にもデータを失わないようにする仕組み。
高可用性: サービスを極力停止させずに使える状態を維持する設計思想。
クラスタ: 複数のサーバを1つの系として連携させる構成。
ノード: クラスタ内の個々のサーバ。
レプリケーション遅延: 主サーバとレプリカの間のデータ反映の遅れ。
遅延: データ反映までの時間差一般。
データ整合性: 全コピーのデータが一致している状態。
監視: レプリケーションの健康状態・遅延・エラーを監視する作業。
バックアップ: データを別の場所に保存して災害時に復元できるようにする処理。
リカバリ: 障害時にデータを復旧する作業。
スループット: 単位時間あたりのデータ処理量。
認証: レプリケーション接続の身元確認。
セキュリティ: データ転送時の暗号化・権限管理・アクセス制御などの保護。

レプリケーションサーバの関連用語

レプリケーションサーバ: データを別のサーバへ自動的に複製する機能を提供するサーバ。冗長化と可用性の向上を目的として使われます。
レプリケーション: データの変更を別の場所へコピーする仕組み。同期・半同期・非同期などの動作モードがあります。
マスター/プライマリノード: データの書き込み元となる主サーバ。複製元として他ノードへデータを伝播します。
スレーブ/セカンダリノード: マスターの変更を受け取り、データを保持する副次的なノード。
ストリーミングレプリケーション: 変更データをリアルタイムまたはほぼリアルタイムで別ノードへ送る方式。主に PostgreSQL で使われますが、他のDBでも同様の概念です。
レプリケーションモード: データの複製がどの程度同期されるかを決める設定。同期・半同期・非同期の3つが代表例です。
同期レプリケーション: 書き込みがすべての対象ノードに反映されるまで応答を返さない方式。データの整合性が高いが遅延が生じやすいです。
半同期レプリケーション: 主サーバの書き込み後、少なくとも1つ以上のセカンダリに反映してから応答します。遅延と整合性のバランスを取ります。
非同期レプリケーション: 主サーバの書き込みを返した後、後追いで他ノードへ反映します。遅延はあるが応答性が高いです。
フェイルオーバー: 障害時に自動または手動で別のノードへ切替えてサービスを継続する仕組み。
自動フェイルオーバー: 監視ツールやクラスタリング機能が障害を検知して自動的にプライマリを切替えます。
高可用性(HA): ダウンタイムを最小化し、常にサービスを提供できる設計・運用の考え方。
レプリケーション遅延: 変更が他ノードへ反映されるまでの時間差。ネットワーク状況や負荷で変動します。
バイナリログ(binlog): MySQLでデータ変更を記録するログ。レプリケーションの元データ源として用いられます。
WAL（Write-Ahead Logging）: 多くのデータベースで、データ更新を先にログに記録してから実データを書き換える仕組み。耐障害性を高めます。
レプリカノード: レプリケーションのコピーを保持しているノード。
プライマリノード: 書き込みを受け付ける主ノード。
マルチマスター: 複数ノードが同時に書き込み可能なレプリケーション構成。競合解決が課題になることがあります。
Galera Cluster: MySQL/MariaDBのマルチマスター型クラスタ。全ノードが読み書き可能で、データを同期します。
Patroni: PostgreSQLの高可用性を実現する自動フェイルオーバーのツール。
Pgpool-II: PostgreSQLの接続プーリングとフェイルオーバー機能を提供するミドルウェア。
Slony-I: PostgreSQL向けの古典的な非同期レプリケーションツール。
Bucardo: PostgreSQL向けの非同期レプリケーションツール。
PITR（Point-In-Time Recovery）: 特定の時点までデータベースを復元する機能。バックアップと併用されることが多いです。