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第1章 · スケーラブルで高可用なデータベース設計·v1.0.0·更新 2026/6/15·読了目安 約16分

変更要約: Professional Cloud Database Engineer 第1章を新規作成(ドメイン1「設計」: 容量計画と HA/DR=ワークロードメトリクス/性能・コスト/ゾーナル・リージョナル・マルチリージョナル/メンテナンスウィンドウ/RTO・RPO・PITR、接続/アクセスと DB 選択=Cloud SQL Auth Proxy/プライベート IP/CMEK/セッションプーラー/監査・Cloud SQL/AlloyDB(ベクトル/生成 AI)/Spanner/Bigtable/Firestore・マネージド/SQL/NoSQL/ベクトル)。

1.1容量計画と高可用性・災害復旧の設計

この節の要点

現在のワークロードメトリクスと将来要件に基づくデータベースの容量・使用量計画、性能とコストのトレードオフ、マルチリージョナル/リージョナル/ゾーナルのデプロイ戦略、メンテナンスウィンドウ、そして RTO/RPO/PITR を満たす高可用性と災害復旧の設計を理解します。

Professional Cloud Database Engineer は、ビジネス/技術要件をスケーラブル・回復性・コスト効率の高いデータベースへ翻訳します。設計はまず、容量計画と可用性・災害復旧から始まります。

1.1.1容量計画と性能/コスト

容量計画は、現在の ワークロードメトリクス(CPU/メモリ/IOPS/接続数)と将来要件から、データベースの コンピュートとストレージ をサイジングします。性能とコストのトレードオフ を評価し(マシンタイプ・ストレージタイプ)、過剰でも不足でもない構成を選びます。「現状+将来でサイジング」「性能とコストを天秤にかける」と結びます。

1.1.2高可用性と災害復旧(RTO/RPO/PITR)

可用性は配置で決まります:ゾーナル(単一ゾーン・弱い)→ リージョナル(複数ゾーンでゾーン障害に耐える)→ マルチリージョナル(地域障害に耐える)。災害復旧は RTO(復旧時間)と RPO(許容データ損失)で設計し、特定時点へ戻せる PITR(ポイントインタイムリカバリ) を備えます。メンテナンスは メンテナンスウィンドウ を可用性要件に合わせて設定します。「ゾーン障害に耐える=リージョナル(HA 構成)」「特定時点へ復旧=PITR」と結びます。

試験ポイント

要件 → 設計」が頻出。例:「ゾーン障害に耐える DB」=リージョナル(HA 構成)、「地域障害に耐える」=マルチリージョナル、「誤操作前の時点へ戻す」=PITR、「許容データ損失/復旧時間」=RPO/RTO、「現状+将来でサイジング」=ワークロードメトリクスから容量計画、「停止を可用性要件に合わせる」=メンテナンスウィンドウ。

注意

混同に注意:
RTO(時間)と RPO(データ損失量)と PITR(特定時点復旧)を取り違えない。
②可用性は配置の広がりで決まる(ゾーナルは弱い)。
③容量は現状だけでなく将来要件も見てサイジング。

ワークロードメトリクスからの容量計画と性能/コスト、ゾーナル<リージョナル<マルチリージョナルの可用性、RTO/RPO/PITR とメンテナンスウィンドウを示す図。
規模と可用性を設計

1.1.3この節のまとめ

  • 容量計画=現状メトリクス+将来要件で compute/storage をサイジング、性能/コストを評価
  • 可用性=ゾーナル<リージョナル(HA)<マルチリージョナル
  • DR は RTO/RPO で設計し PITR を備え、メンテナンスウィンドウを可用性要件に合わせる

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理解度チェック

(軽い確認用)

Q1. データベースをゾーン障害に強くしたい。最も適した配置はどれですか?

Q2. 誤操作や破損の前の特定時点へデータベースを戻したい。使う機能はどれですか?

Q3. RTO と RPO の違いとして正しいものはどれですか?

Q4. データベースの容量計画で最も適切な考え方はどれですか?

Q5. 地域全体の障害にも耐える最高レベルの可用性が必要です。最も適した配置はどれですか?

Q6. アプリの可用性要件に合わせて計画停止を制御したい。設定するのはどれですか?

理解度を確認第1章「スケーラブルで高可用なデータベース設計」の問題を解く