データベースのバックアップとは？

データベースのバックアップとは、データ損失を防ぐためにデータベース内のデータのコピーを作成することです。このプロセスにより、元のデータが失われたり破損したりした場合にデータの復旧が可能になります。定期的なバックアップにより、データを特定の時点に復元でき、ハードウェアの故障、データの破損、サイバー攻撃からデータを保護できます。

適切に実施されたバックアップ戦略は、IT環境におけるデータの整合性と事業継続性を維持するために不可欠です。データベースのバックアップには、フルバックアップ、増分バックアップ、差分バックアップなど、さまざまな形態があります。これらのバックアップは、クラウドストレージ、ローカルドライブ、外部デバイスなど、さまざまなメディアに保存することができます。

ダウンタイムを最小限に抑え、組織が重大なデータ損失なく業務を継続できるようにするためには、一貫したバックアップが不可欠です。バックアップの方法と頻度は、ビジネスの優先順位と関連データの重要度に合わせて調整する必要があります。

データベースのバックアップが重要な理由とは？

データベースのバックアップは、偶発的なデータ損失、データ破損、予期せぬ災害に対する保護策となり、業務の継続性を確保します。データベースには重要な情報が保存されていることが多いため、バックアップ計画はデータ復元を可能にし、データの可用性と完全性を維持するために不可欠なリスクを最小限に抑えます。

バックアップは、深刻な業務中断や高額なデータ再作成作業を回避するのに役立ちます。 規制要件では、コンプライアンス目的の定期的なバックアップを含め、データ保護対策を義務付けることがよくあります。 業界によっては、データ保護法を順守する必要があるため、データベースのバックアップが法的または商業的に必要となる場合があります。

データベースバックアップの一般的な使用例

ポイント・イン・タイム・リカバリ（PITR)

ポイント・イン・タイム・リカバリ（PITR）は、データベースを特定の時点の状態に復元するもので、データの破損や誤操作によるデータの改変からの復旧に役立ちます。PITRでは、定期的なバックアップとトランザクションログを使用することで、管理者はデータベースをエラー発生前の状態に巻き戻すことができ、データの整合性を維持することができます。

PITRを導入するには、定期的なデータベースのバックアップに加えて、継続的なログのバックアップを含む、体系的なバックアップ戦略が必要です。このプロセスにより、完全バックアップの間に実行されたすべてのトランザクションも復元できることが保証されます。

災害復旧

災害復旧とは、ハードウェアの故障、サイバー攻撃、自然災害などの大惨事の後にデータを復元することを指します。バックアップ戦略は、システムを復元し、業務を迅速に再開するための安全策となります。このプロセスでは、冗長バックアップシステムやオフサイトストレージを使用して、プライマリデータセンターが被害を受けた場合でもデータの可用性を確保することが多いです。

災害復旧計画には、バックアップの定期的なテストと検証が含まれ、危機的状況下でも確実にバックアップを使用できるようにします。バックアップを復旧目標（RTO：Recovery Time Objective、RPO：Recovery Point Objective）と整合させることで、組織は復旧プロセス中のダウンタイムとデータ損失を最小限に抑えることができます。

データベースの移行

データベースの移行では、データをあるシステムから別のシステムに移行します。これは、アップグレード、クラウドへの移行、またはデータ統合の取り組みの際にしばしば必要となります。 データは、変換や転送のプロセスが行われる前に元の形式で確実に保存され、必要に応じてロールバックが可能です。

データベースのバックアップは、必要に応じて復元できる信頼性の高いデータベースの状態を提供することで、円滑な移行をサポートします。 また、移行後のデータの整合性と完全性を検証し、新しいシステムが意図したデータセットを正確に反映していることを確認します。

アーカイブとコンプライアンス

バックアップは、データのアーカイブや、データ保持および保護に関する業界規制へのコンプライアンスを確保する上で不可欠です。定期的なバックアップにより、企業はデータを長期間にわたって保存することができ、これは法的な義務、財務上の義務、または政策上の義務を満たす上で不可欠です。アーカイブ戦略では、バックアップを活用して、過去のデータを整理、保護、保存します。

アーカイブの必要性は、多くの場合、コスト効率とコンプライアンスのバランスを考慮しながら、企業が採用する保存期間とストレージソリューションを決定します。適切なアーカイブバックアップを維持することで、企業は規制監査に対応し、データに関する法律を遵守していることを証明し、必要に応じて古いデータを確実に取得することができます。

データベースバックアップの種類

物理的データベースバックアップと論理的データベースバックアップ

物理的バックアップでは、データファイル、ログファイル、構成ファイルなど、データベースのデータを保存する物理的なファイルをコピーします。このタイプのバックアップは、データベースを最初から再構築するために必要なすべての内容が含まれているため、規模が大きく複雑なデータベースでよく使用されます。物理的バックアップは通常、特に大規模なデータセットの場合、実行および復元がより迅速に行えます。

論理バックアップは、データベース内の論理データ（テーブル、インデックス、ストアドプロシージャなど）を、多くの場合SQLステートメントの形式で取得します。論理バックアップは、異なるデータベースシステムやバージョンにデータを復元できるため、物理バックアップよりも柔軟性と移植性が高いです。しかし、実行に時間がかかり、特にデータベースが大きい場合は復元にもより長い時間を要します。また、論理バックアップではデータベース固有のメタデータや制約の一部が失われる可能性があり、場合によっては移植性が制限されることがあります（スキーマの違いなど）。

SQLとNoSQLのデータベースバックアップ

SQLデータベースのバックアップは通常、フルバックアップ、増分バックアップ、差分バックアップなどの確立された方法に依存しています。SQLデータベースは構造化されており、多くの場合、厳格なスキーマを持つテーブルにデータを整理するリレーショナルモデルに従っています。SQLデータベースのバックアッププロセスは、多くの場合、トランザクションログと統合され、ポイントインタイムリカバリを可能にすることで、クラッシュや破損が発生した場合でもデータの整合性を確保します。MySQL、PostgreSQL、SQL Serverなどのデータベース管理システム（DBMS）が提供するツールやユーティリティは、SQL環境におけるバックアップとリカバリの作業を効率化します。

MongoDB、Cassandra、DynamoDBなどのNoSQLデータベースは、バックアップに対してより多様なアプローチを採用しています。NoSQLデータベースは柔軟でスキーマレスな設計であることが多く、ドキュメント、キーバリュー、グラフ形式でデータを保存することがあります。 このような構造上の違いにより、NoSQLデータベースのバックアップソリューションは多岐にわたります。 バックアップユーティリティが組み込まれているNoSQLデータベースもあれば、カスタムスクリプトやサードパーティ製ツールが必要な場合もあります。 また、NoSQLシステムは拡張性を考慮して設計されているため、スナップショットの作成や複数のノードにわたるデータの複製など、分散環境をサポートするバックアップ戦略が実装されている場合が多くあります。

データベースのバックアップ方法

フルデータベースバックアップ

フルデータベースバックアップは、特定の時点におけるデータベース全体をキャプチャし、損失が発生した場合にすべてのデータを復元できるようにします。このバックアップにより、追加のデータソースを必要とせずにシステムの完全な復元が可能になります。フルバックアップは、ストレージの容量と処理時間を考慮して、通常はそれほど頻繁にはスケジュールされません。

インクリメンタルデータベースバックアップ

増分データベースバックアップは、完全バックアップまたは増分バックアップに関わらず、前回のバックアップ以降に変更されたデータを記録します。この方法では、変更されたデータのみがコピーされるため、時間とストレージの使用量が少なくて済みます。増分バックアップは、完全バックアップと比較してストレージ容量と帯域幅が少なくて済むため、リソースの最適化に役立ちます。

差分データベースバックアップ

差分データベースバックアップは、最後のフルバックアップ以降の変更を記録します。 あらゆるタイプのバックアップの変更を追跡する増分バックアップとは異なり、差分バックアップは最後のフルバックアップ以降の変更のみを蓄積します。 このアプローチでは、最後のフルバックアップと最新の差分バックアップのみが必要となるため、復元プロセスが簡素化されます。

データベースバックアップの課題

データベースのバックアップには、いくつかの重要な課題があります。

バックアップウィンドウとパフォーマンスへの影響

バックアップウィンドウとパフォーマンスへの影響は、データベースバックアップ戦略における課題です。業務負荷を大幅に中断することなく信頼性の高いバックアップを達成するには、綿密な計画と実行が必要です。この課題は、バックアッププロセスが長時間にわたって行われ、大量のシステムリソースを消費する大規模なデータベースでは、より深刻になります。

ストレージ要件

ストレージ要件は、特に大規模なデータベースや大幅なデータ増加に直面している組織にとって、データベースのバックアップ管理における大きな課題となります。完全なバックアップを頻繁に保存すると、ストレージリソースが急速に消費されるため、データ保護能力を維持しながらコストを管理するための効率的な管理戦略が必要となります。

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リカバリ時間目標（RTO）

RTO（目標復旧時間）は、データ損失事象発生後の許容可能なダウンタイムの長さを定義します。特に迅速な復旧を必要とする重要なシステムでは、RTO目標の達成は困難な場合があります。バックアップ戦略はRTOの期待値に沿ったものでなければならず、復旧手順が効率的でテスト済みであることを保証する必要があります。

データの増加と拡張

企業がデータを蓄積するにつれ、タイムリーで効率的なバックアップの確保はますます複雑になります。このデータ量の増加に伴い、既存のシステムのパフォーマンスに影響を与えることなく、データの保護と復元を確実に実現するために、バックアップアーキテクチャの継続的な評価と適応が求められます。

高度に分散した環境における特別な課題

以下は、クラウドやNoSQLデータベースクラスタの運用など、分散システムにおけるデータベースバックアップに関連する課題の例です。

バックアップの拡張

高度に分散された環境では、ノードの数が非常に多く、データストレージが分散型であるため、バックアップの拡張が課題となります。分散システムの各ノードには、全データの一部分が保存されており、データ保護を確実にするためには、バックアップ戦略がこの分散を考慮していなければなりません。ネットワークに過剰な負荷をかけたり、過剰なリソースを消費することなく、複数のノードにまたがるバックアップを調整することは、特にシステムが拡張される場合には複雑です。

バックアップの頻度

頻繁なバックアップは、障害発生時のデータ損失を最小限に抑えますが、システムパフォーマンスとストレージに大きな負担をかける可能性があります。この課題は、複数のノードがバックアップを実行するために連携する必要がある分散システムではさらに深刻化し、ネットワークの混雑やパフォーマンスの低下につながる可能性があります。

データの整合性

バックアップ処理中にノード間でデータの整合性を維持することは、データが複数の場所に複製または分割されている分散システムにおける重要な課題です。 バックアップでは、データがさまざまなノードで異なる状態であっても、データセット全体の整合性のあるスナップショットを取得する必要があります。 整合性を維持することは、バックアップウィンドウ中にシステムがアクティブにトランザクションを処理している場合には特に困難です。

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効果的なデータベースバックアップのためのベストプラクティス

以下は、企業がデータベースバックアップの維持に関する課題を軽減できる方法の一部です。

バックアップ手順の自動化

バックアップ手順を自動化することで、定期的な実施を確実にし、エラーを最小限に抑え、管理上のオーバーヘッドを削減することができます。自動化により、バックアップは手動操作を必要とせずに、一貫したスケジュールとポリシーに従って実行されます。スクリプト作成、バックアップソフトウェア、統合ツールを活用することで、企業はバックアッププロセスを合理化し、信頼性を向上させることができます。

また、自動化により、必要時にバックアップデータへの迅速かつ組織的なアクセスが可能になり、迅速なリカバリが実現します。構成により、さまざまなバックアップ頻度とタイプを指定でき、ビジネス要件とリカバリ目標との整合性を確保できます。

データベースのバックアップを定期的にテストする

データベースのバックアップを定期的にテストすることで、その整合性が検証され、リカバリシナリオにおける実行可能性が確保されます。テストには、バックアップからのデータ復元プロセスのシミュレーションが含まれ、データが完全であること、およびリカバリプロセスが期待通りに機能することを確認します。頻繁にテストを行うことで、バックアップの信頼性に対する信頼が高まり、重大な問題となる前に潜在的な問題が明らかになります。

技術的な検証を超えて、テストプロセスは災害復旧および事業継続計画と整合性を保ち、組織の復旧目標を確実に達成できるようにすべきです。自動テストを組み込むことで、手動の作業をさらに削減し、一貫したバックアップ品質を確保できます。

バックアップの暗号化

バックアップを暗号化することで、データが不正アクセスから保護され、機密性と規制基準への準拠が確保されます。暗号化方式は、保管中および転送中のバックアップデータを保護し、保管中または転送中の機密情報の漏洩を防ぎます。暗号化を実装するには、データを保護するためのアルゴリズムとキーを使用します。

組織は、バックアップソフトウェアに組み込まれた暗号化機能を利用することも、外部の暗号化ツールを適用することもできます。暗号化キーを管理し、安全に保管することは、必要な時にデータを復元するために極めて重要です。

✅ プロからのヒント：N2Wを使用すると、暗号化されたリソースのDRバックアップを異なる地域やアカウントに簡単に実行できます。

冗長およびオフサイトバックアップの実施

冗長化およびオフサイトバックアップは、ストレージの場所を分散させることでデータ保護を強化し、局所的な障害によるリスクを軽減します。複数の場所にコピーを保管することで、物理的な損傷、盗難、自然災害によるデータ損失の可能性を低減します。冗長化により可用性が確保され、オフサイトストレージによりオンプレミスでの障害に対する耐性が得られます。

この戦略では、オフサイトのバックアップを定期的に更新し同期するためのプロトコルを確立し、最新のデータ状態を確実に反映させる必要があります。 組織は、アクセス性とセキュリティの考慮事項のバランスを取りながら、クラウドストレージや第2データセンターを使用してオフサイトのバックアップをホストすることができます。

✅ プロからのヒント：N2Wは、バックアップを自動化し、重要なデータベースのクロスリージョンフェールオーバーを可能にすることで、災害復旧を簡素化し、クラウドネイティブ環境での迅速な復旧を保証します。

バックアップ保持ポリシーの採用

バックアップ保持ポリシーは、データの可用性とストレージコスト、コンプライアンスのニーズをバランスさせながら、バックアップをどのくらいの期間保持するかを定義します。効果的なポリシーは、ビジネス要件、規制要件、およびデータの変更頻度に基づいて保持期間を定めます。期限切れのバックアップを削除するための明確なルールを定めることで、組織はストレージリソースを効率的に管理できます。

保持ポリシーを策定するには、データの重要性、アクセス頻度、法的義務に基づいてデータを分類する必要があります。ポリシーの適用を自動化することで、手動によるエラーを減らし、ガイドラインへの一貫した準拠を保証できます。

バックアップの圧縮と重複排除の活用

バックアップの圧縮と重複排除を活用することで、バックアップファイルのサイズを縮小し、ストレージの効率とコストを最適化することができます。 圧縮アルゴリズムはバックアップデータの容量を縮小し、ストレージ要件を最小限に抑え、ネットワークの転送時間を短縮する可能性もあります。 重複排除はデータの冗長コピーを削除し、ストレージには唯一無二の情報のみを残します。

N2Wによるクラウドでのデータベースバックアップ

データベースのバックアップは、事業継続性、コンプライアンス、および業務の回復力を確保するために不可欠です。データの増加と環境の分散化に伴い、バックアップの管理は困難を極めます。そこで、N2W Backup & Recoveryがお役立ちします。

• AWSとAzureの自動バックアップ：アカウント、地域、クラウド全体にわたるバックアップを簡単にスケジュールできます。
• きめ細かなデータベースの復旧：アプリケーションの一貫性を保つスナップショットと60秒ごとのバックアップ間隔を活用して、データベースを正確な状態に復元できます。
• 災害復旧の自動化：重要なワークロードのシームレスなフェールオーバーとクロスリージョンレプリケーションを実現します。
• コストの最適化：S3 GlacierやAzureなどの低コストストレージにスナップショットを自動的にアーカイブします。
• マルチクラウド対応：現在はAWSとAzureをサポートしており、GCPも今後サポート予定です。