シャーディングとは？

詳細解説

シャーディング（Sharding）は、大規模なデータベースのデータを複数のサーバー（各サーバーを「シャード」と呼ぶ）に水平分割（行単位で分散）して格納・管理するデータベースのスケーリング手法です。単一のデータベースサーバーのストレージ・CPU・メモリ限界を超えるデータ量・クエリ量を処理するために使われます。シャーディングの仕組みはシャードキー（データをどのシャードに配置するかを決める基準となる列・例：ユーザーIDや地域コード）によってデータを分割します。シャーディング方式の種類はレンジシャーディング（ユーザーID 1〜10000はシャード1・10001〜20000はシャード2）・ハッシュシャーディング（ユーザーIDのハッシュ値でシャードを決定・均等分散しやすい）・ディレクトリシャーディング（どのデータがどのシャードにあるかを別テーブルで管理）があります。シャーディングのメリットは水平スケールアウト（シャード（サーバー）を追加するだけでDB容量・性能が向上する）・各シャードが独立して動作するため高い可用性・並列クエリによる性能向上です。シャーディングのデメリット・課題はクロスシャードクエリ（複数シャードをまたぐ結合・集計が困難）・シャード間でのデータ再配分（リシャーディング）がコスト大・トランザクションの一貫性確保が複雑（2相コミットが必要）・シャードキーの設計を誤ると特定シャードに負荷集中（ホットスポット）します。MongoDBやCassandraはシャーディングを標準サポートします。ITパスポートでは「シャーディングの定義」「水平分割と垂直分割の違い」「スケールアウトとの関係」「シャードキーの役割」が出題されます。

ITパスポートでの出題ポイント

• 1データを複数サーバー（シャード）に水平分割して格納するスケールアウト手法
• 2シャードキーでどのシャードにデータを配置するか決定
• 3ハッシュシャーディング（均等分散）・レンジシャーディング（範囲分割）
• 4クロスシャードクエリが困難。ホットスポット（特定シャードへの偏り）に注意

関連用語