ゾンビクラスタ (ゾンビクラスタ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

ゾンビクラスタ (ゾンビクラスタ) の読み方

日本語表記

ゾンビクラスタ (ゾンビクラスタ)

英語表記

Zombie cluster (ゾンビクラスター)

ゾンビクラスタ (ゾンビクラスタ) の意味や用語解説

ゾンビクラスタとは、コンピュータシステムを構成する複数のサーバー（ノード）が連携して一つのサービスを提供するクラスタシステムにおいて、特定のノードが正常に機能していないにもかかわらず、クラスタ全体からは活動を続けている、あるいは完全に停止していないと誤認され、本来解放されるべきリソース（資源）を保持し続ける状態を指す。この状態のノードは、まるで活動を停止すべきなのに中途半端に活動を続けている「ゾンビ」のように見えることから、この名前が付けられた。システム全体の可用性（サービスが継続して利用できること）を損なう深刻な問題の一つであり、ITインフラの安定稼働を脅かす要因となる。 ゾンビクラスタが発生するメカニズムは、クラスタシステムがノードの状態を判断する仕組みと、様々な要因によるその判断の狂いに起因する。クラスタシステムは通常、複数のノードで構成され、それぞれが互いの健全性を監視している。この監視は主に「ハートビート」と呼ばれる信号の定期的な送受信によって行われる。ハートビートが一定期間途絶えたり、共有ストレージへのアクセスが滞ったりすると、クラスタソフトウェアは当該ノードに障害が発生したと判断し、そのノードが担当していたサービスやリソースを、残りの正常なノードに引き継ぐ「フェイルオーバー」処理を行う。これにより、サービスが停止することなく継続して提供されることを目指している。 しかし、様々な理由でこの健全性監視が正確に行われない場合がある。例えば、ノード間のネットワークが一時的に瞬断したり、通信が極端に遅延したりするケースが考えられる。また、特定のノード内のオペレーティングシステム（OS）が部分的にフリーズし、アプリケーションは応答しないものの、OS自体は完全に停止していないという状態も起こりうる。さらに、共有ストレージへのアクセスにボトルネックが生じることで、ディスクI/Oが不安定になることも原因となる。このような状況下では、クラスタソフトウェアが障害を正確に検知できず、または不完全に検知してしまうことがある。 具体的には、一時的なネットワーク障害でハートビートが途絶えた際に、クラスタは障害と判断してフェイルオーバーを開始しようとするものの、問題のノードは完全にシャットダウンされず、中途半端な状態でリソースを保持し続けてしまうことがある。このゾンビ化したノードが、実際にはサービスを提供できていなかったり、他の正常なノードとの連携が取れていなかったりするにもかかわらず、リソースを占有し続けるため、別の正常なノードでサービスが起動できなくなったり、最悪の場合は同じサービスが二重に起動してしまい、データ不整合を引き起こしたりする。 ゾンビクラスタは、スプリットブレイン（Split-Brain）現象と混同されやすいが、厳密には異なる概念である。スプリットブレインは、ネットワークの分断などによりクラスタが複数の独立したグループに分裂し、それぞれのグループが独立してリソースの制御権を獲得しようとする状態を指す。これにより、共有データへの同時書き込みが発生し、データの整合性が損なわれるリスクがある。これに対し、ゾンビクラスタは、ノード自体が完全に停止しないまま、クラスタ全体の制御からは逸脱し、無効なリソースを保持し続けている状態である。スプリットブレインは複数のノードがそれぞれ「正常なフリをして」リソースを取り合うのに対し、ゾンビクラスタは特定のノードが「異常な状態」でリソースを保持し続ける点に違いがある。ただし、ゾンビクラスタの原因がスプリットブレインの一種である場合もあるため、両者は密接に関連している。 ゾンビクラスタが引き起こす影響は深刻である。まず、リソースの無駄遣いが発生する。ゾンビ化したノードがCPU、メモリ、ディスクI/O、ネットワーク帯域といったシステムリソースを不必要に占有し続けることで、他の正常なノードやシステム全体のパフォーマンスが低下する可能性がある。最も深刻な問題の一つは、データ不整合やデータ破損のリスクである。ゾンビノードが依然として共有ディスク上のデータを操作しようとすることで、正常なノードからの操作と競合し、データの整合性が失われる可能性がある。データベースなどでこれが起こると、データの回復が非常に困難になることもある。また、サービスの可用性低下も無視できない。期待されるフェイルオーバーが正常に完了せず、サービスが停止したままになったり、ゾンビノード上でサービスが二重に起動してしまい、競合状態に陥ったりすることがある。これにより、ユーザーはサービスにアクセスできなくなるか、不安定な動作に遭遇する。運用管理の観点からは、ゾンビノードの存在が問題の特定を困難にし、システム全体の信頼性を損なう要因となる。 ゾンビクラスタを検出・対策するためには、厳密なヘルスチェックと堅牢なクラスタ設定が不可欠である。クラスタソフトウェアのハートビート間隔やタイムアウト値を適切に設定し、ネットワーク障害やノードの一時的なハングアップに対する耐性を高める必要がある。また、クラスタノード間で共有されるストレージへのアクセス権を厳密に管理することも重要である。特に重要な対策の一つとして、「STONITH（Shoot The Other Node In The Head）」と呼ばれる機能の導入が挙げられる。STONITHは、障害が疑われるノードを強制的に停止させるメカニズムであり、例えば、そのノードの電源を物理的に切断する、または共有ストレージへのアクセスを遮断するなどして、当該ノードが完全にサービス提供から切り離されることを保証する。これにより、ゾンビノードがリソースを不必要に保持し続けたり、データ破損を引き起こしたりするリスクを最小限に抑えることができる。 加えて、システム監視ツールを活用し、各ノードのCPU使用率、メモリ使用量、ディスクI/O、ネットワークトラフィック、そしてアプリケーションの応答性などを継続的に監視することが重要である。異常を早期に検出し、自動アラートを発することで、問題が深刻化する前に対応できる。定期的なクラスタのテストやフェイルオーバー訓練を実施し、実際の障害発生時にシステムが期待通りに動作するかを確認することも、ゾンビクラスタ対策の一環となる。最終的には、ゾンビクラスタの原因となる根本的な問題を特定し、解決することが最も重要である。これには、ネットワーク構成の見直し、ストレージシステムの最適化、OSやアプリケーションのパッチ適用、そしてシステムの設計上の考慮点などが含まれる場合がある。