目次

第1章　インフラデザインパターンとは何か

1.1　インフラとは

• システム＝アプリケーション＋インフラ
• インフラ＝ハードウェア＋OS＋ミドルウェア
• インフラ構築の難しさ

1.2　インフラ障害が何をもたらすか？

• ANAの事例
• ソニー・コンピュータエンタテインメントの事例
• NTTドコモの事例
• 東京証券取引所の事例
• ファーストサーバの事例

1.3　インフラ構築で重要な工程はどこか？

• 要件定義
• 設計
• 構築
• テスト
• 「要件定義」が最重要

1.4　要件定義の重要性と難しさ

• なぜ要件定義が重要なのか？
• 機能要求と非機能要求
• インフラにおける要求定義の難しさ

1.5　非機能要求グレード ── 非機能要求定義の難しさを克服するツール

• 一般的な非機能要求を網羅
• 各非機能要求に対して「程度」を定義

1.6　インフラデザインパターン ── 要件を実現する設計方式を検討するツール

• 特徴
  • 一目見ただけで、おおよそを理解できる
  • 選択基準が記載されている
  • 特定の製品に依存していない
  • デメリットや留意点が記載されている
• パターンベース設計の手順
  • ❶要件を確認する
  • ❷設計方式を抽出する
  • ❸インフラ構成を検討する
  • ❹インフラ構成を確認する
• リスク要因の確認手順 ── 検討漏れの防止
  • ❶リスク要因を抽出する
  • ❷リスクを整理する
  • ❸リスク対策を検討する
• 要件変更への対応手順
  • ❶要件とインフラの構成要素との関係を確認する
  • ❷構成を部品化する
  • ❸変更内容を反映する

1.7　本書の構成

第2章　可用性要件の実現策 ── システムをダウンさせない

2.1　可用性対策の基本

• 故障の防止
  • 品質の作りこみ
  • フェイルセーフ
  • SPOFの排除
  • 実績ある製品の利用
  • 単純化
  • 運用・設定の自動化
  • ITILの適用
• 迅速な復旧
  • 運用体制の整備
  • 運用手順の整備
  • 事業継続計画・管理（BCP/BCM）
  • エラーログ
  • 監視項目の調整
  • バックアップ・リカバリの設計・チューニング
• 文書化と継続的な改善
  • 読み手を意識した文書化
  • 継続的な改善のプロセス
• 確認の首尾徹底

2.2　Web/APサーバの可用性設計方式

• FTサーバ／メインフレームパターン
• セッション共有負荷分散パターン
• セッション非共有負荷分散パターン
• 予備機パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • DBサーバのパターンの組み合わせ
  • 負荷分散の実現方式
  • 保守サービスによる可用性の担保
  • OSやミドルウェアの選択

2.3　DBサーバの可用性設計方式

• FTサーバ／メインフレームパターン
• 並列DBクラスタパターン
• N+1クラスタ構成パターン
• 相互待機クラスタ構成パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 業務復旧までの時間
  • サーバ内の部品レベルでの冗長化の検討
  • 障害検知方法の検討
  • ベンダー間の責任分界点および切り分け方法の明確化

2.4　仮想サーバ冗長化の設計方式

• クラスタソフトウェアパターン
• ハイパーバイザHA機能パターン
• ライブマイグレーションパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • リソース量の検討
  • ストレージやネットワークの冗長化

2.5　LANの可用性設計方式

• 高信頼コアスイッチパターン
• 動的ルーティングパターン
• VLANパターン
• 予備機パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 可用性対策の検討順序
  • 切り戻し手順の検討
  • 設計・運用体制の整備

2.6　WANの可用性設計方式

• 両現用WANパターン
• 片現用WANパターン
• アクセス回線二重化パターン
• インターネットVPNパターン
• ISDNバックアップパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • WANのサービス内容の検討
  • WANの回線サービス種別の検討

2.7　インターネット接続の設計方式

• BGPマルチホーミングパターン
• デュアル接続パターン
• シングル接続パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

2.8　データバックアップの可用性設計方式

• ストレージレプリケーションパターン
• SANによるストレージコピーパターン
• NASによるストレージコピーパターン
• SANによるスナップショットパターン
• NASによるスナップショットパターン
• ネットバックアップパターン
• サーバフリーバックアップパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • パターンごとのバックアップ方法
  • ネットワークの選択
  • 遠隔地での保管
  • バックアップ世代数・保管期間の検討
  • バックアップ対象

2.9　災害対策の設計方式

• 広域クラスタパターン
• 完全待機による片現用DRパターン
• 縮退運転による片現用DRパターン
• バックアップ転送パターン
• リモートミラー方式タイプ
  • ストレージ機能によるリモートミラータイプ
  • ソフトウェアレプリケーションタイプ
  • RDBMSのレプリケーションタイプ
  • RDBMSのログ転送タイプ
• バックアップデータ転送タイプ
  • ファイル転送タイプ
  • リモートテープバックアップタイプ
• タイプの留意点
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • WAN回線の契約
  • 拠点間の距離
  • データ整合性の確保
  • 運用上の注意点

2.10　まとめ

第3章　セキュリティ要件の実現策 ── システムを脅威から守る

3.1　セキュリティ対策の基本

• 攻撃手法
• 暗号化
• 認証
• アクセス制御
  • 任意アクセス制御
  • ロールベースアクセス制御
  • 強制アクセス制御
  • ネットワークセキュリティ
  • ファイアウォールの導入
  • DMZの構築
  • IDSの導入

3.2　不正アクセス対策の設計方式

• ファイアウォールパターン
• ファイアウォール1台のDMZパターン
• ファイアウォール2台のDMZパターン
• DMZ＋IDSパターン
• DMZ＋IPSパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

3.3　本人性確認の認証方式の設計方式

• 生体認証パターン
• ワンタイムパスワードパターン
• ICカード＋パスワードパターン
• ICカード／トークンパターン
• IDパスワードパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 信頼性対策の検討
  • 代替認証方式の検討

3.4　ID管理・運用方式の設計方式

• シングルサインオンパターン
• 統合IDによる個別ログインパターン
• 個別IDによる個別ログインパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

3.5　情報漏えい対策の設計方式

• シンクライアントパターン
• 外部記憶装置制御パターン
• 保存データ暗号化パターン
• 秘密分散パターン
• 通信路暗号化パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

3.6　まとめ

第4章　性能・拡張性要件の実現策 ── システムの性能低下を防ぐ

4.1　性能・拡張性対策の基本

• サイジングの重要性
• サイジングにおける拡張性の考慮
• サイジングの手順
  • ❶性能要件を整理する
  • ❷机上サイジングを行う
  • ❸実機サイジングを行う
  • ❹ハードウェアの比較・選定を行う

4.2　拡張性対策の設計方式

• コンポーネント追加パターン
• アップグレードパターン
• 機能分割パターン
• 並列配置パターン
• シェアードナッシングパターン
• シェアードディスクパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

4.3　過負荷対策の設計方式

• 流入制御パターン
• リソース分割パターン
• 同時実行数制御パターン
• リソース再構成パターン
• ネットワーク帯域制御パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

4.4　まとめ

第5章　運用・保守性要件の実現策 ── システム障害を見逃さない

5.1　運用・保守性対策の基本

• システム監視
  • 監視対象と監視項目
  • 監視メッセージの重要度
  • 監視メッセージの通知先と通知方法
  • メッセージのフィルタリング
  • メッセージの重要度変換
  • テストと監視定義のチューニング
• ジョブ管理
  • 自動化の範囲
  • ジョブ管理ソフトウェアの導入判断
  • ジョブの一元管理
  • ジョブ管理サーバの可用性
  • ジョブ設計規約
• バックアップ管理
  • 物理障害と論理障害の想定
  • 上流での機器構成
  • バックアップ対象に応じた設計
  • バックアップ機能の統合
  • バックアップ装置の選定
  • バックアップソフトの選定
• 運用管理
  • People（体制・役割）
  • Process（手順）
  • Product（プロダクト）

5.2　運用・保守体制の設計方式

• サービスレベル向上パターン
• サービスレベル管理パターン
• 定期監視パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

5.3　構成管理の設計方式

• 検疫ネットワークパターン
• エージェントによる構成管理パターン
• ツール実行による構成情報パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

5.4　システム監視の設計方式

• 死活監視パターン
• エージェント監視パターン
• リソース情報蓄積監視パターン
• エージェントレス監視パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 監視サーバの冗長化や階層化の検討
  • 監視用のネットワークの検討
  • 監視メッセージの検討
  • 通知方法の検討
  • そのほかの特記事項

5.5　ジョブ管理の設計方式

• 専用ツールによるジョブ管理パターン
• 付随機能によるジョブ管理パターン
• OS機能によるジョブ管理パターン
• ジョブ手動実行パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 多くのジョブを管理する場合の対応
  • 要件に応じたジョブ管理ツールの導入

5.6　時刻同期・アンチウィルス更新の設計方式

• バックエンド回線利用による自動同期パターン
• フロントエンド回線利用による自動同期パターン
• 手動同期パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

5.7　まとめ

第6章　インフラ構成の設計方式

6.1　Webシステムのネットワーク構成の設計方式

• 4セグメント構成パターン
• 3セグメント構成パターン
• 2セグメント構成パターン
• 5セグメント構成パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • ネットワーク使用率の考慮
  • L3スイッチなどによるサブネット分割
  • ミラーポートを備えたスイッチ機器の導入
  • 拡張性を考慮に入れたIPアドレス体系の検討
  • サーバNICのマルチパス化（チーミング）の検討
  • そのほかの特記事項

6.2　ストレージの構成の設計方式

• SANパターン
• NASパターン
• DASパターン
• ストレージ接続形態タイプ
  • P2Pタイプ
  • ハブタイプ
• タイプの留意点
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • RAIDの種類と特性
  • I/Oを最適化する製品

6.3　帳票作成の設計方式

• リアルタイム帳票作成パターン
• 非同期帳票作成パターン
• バッチ帳票作成パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点

6.4　帳票出力の設計方式

• 帳票サーバ経由印刷パターン
• ユーザ端末直接印刷パターン
• 電子ファイル出力パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 出力形式の検討
  • WAN回線の検討

6.5　帳票インフラ配置の設計方式

• 分散管理＋分散印刷パターン
• 集中管理＋分散印刷パターン
• 集中管理＋集中印刷パターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • プリンタに関する制限
  • 文字コードに関する制限

6.6　データ活用・情報分析の設計方式

• データマート＋BI構成データウェアハウスパターン
• BI構成データウェアハウスパターン
• EUCパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 性能対策の検討
  • データ更新方法の検討
  • そのほかの特記事項
  • 補足：メタデータ管理
  • 補足：データウェアハウスアプライアンス製品

6.7　連携インフラの構成の設計方式

• サービスバスパターン
• データハブパターン
• P2Pパターン
• パターンの比較と選定基準
• 留意点
  • 性能の検証
  • 連携システム数と費用の相関
  • そのほかの特記事項

6.8　まとめ

第7章　クラウドコンピューティングを使った実現策

7.1　クラウドにおける性能・拡張性設計方式

• サーバスケールアップ／ダウンパターン
• ディスクリソース量の増減パターン
• オートスケールパターン
• ジョブ対応スケールアウト／インパターン
• スケジュール対応スケールアウト／インパターン
• 手動スケールアウト／インパターン
• パターンの比較
• 留意点
  • オートスケールによるコストの増加
  • 仮想サーバの課金体系

7.2　クラウドにおけるバックアップの可用性設計方式

• スナップショットパターン
• データセンターレプリケーションパターン
• 地域間高速データ転送パターン
• 仮想サーバ複製パターン
• システム複製パターン
• パターンの比較
• 留意点

7.3　クラウドにおける仮想サーバの可用性設計方式

• 仮想サーバ冗長化パターン
• ルーティング変更パターン
• バックアップサイト切り替えパターン
• 固定IPアドレス付け替えパターン
• NATサーバ冗長化パターン
• 仮想ディスク付け替えパターン
• パターンの比較
• 留意点

7.4　まとめ

第8章　［実践］パターンベース設計

8.1　インフラ構成の検討手順

• ❶ビジネス要求・ステークホルダー要求の確認
• ❷機能要件・非機能要件の抽出
• ❸リスクおよび留意点の対策検討
• ❹概念的システム構成の設計
• ❺論理的システム構成の設計

8.2　地理情報システム

• ❶ビジネス要求・ステークホルダー要求の確認
• ❷機能要件・非機能要件の抽出
  • 機能要件の抽出
  • 非機能要件の抽出
• ❸リスクおよび留意点の対策検討
• ❹概念的システム構成の設計
• ❺論理的システム構成の設計

8.3　統合DBシステム

• ❶ビジネス要求・ステークホルダー要求の例
• ❷機能要件・非機能要件の抽出
  • 機能要件の抽出
  • 非機能要件の抽出
• ❸リスクおよび留意点の対策検討
• ❹概念的システム構成の設計
• ❺論理的システム構成の設計

8.4　まとめ