【コマンド集】LPIC-3 306 High Availability and Storage Clusters 試験対策まとめ！全トピック解説

Posted at 2026-04-03

はじめに

こんばんは、mirukyです。
本記事はLPIC-3 306: High Availability and Storage Clusters（306-300）の 全トピック・全サブトピック を公式試験要項（Objectives V3.0）に基づいて網羅した試験対策記事です。

LPIC-3 306はLinuxにおける高可用性（HA）クラスタと分散ストレージに特化した最上位資格です。
Pacemaker/Corosync、HAProxy、DRBD、GlusterFS、Cephなど、エンタープライズのインフラ基盤を支える技術が出題範囲となります。

LPIC-3 306 試験概要

項目	内容
試験コード	306-300
試験バージョン	V3.0
前提条件	有効なLPIC-2資格を保有していること
問題数	60問
試験時間	90分
合格ライン	500点 / 800点満点（約65%）
出題形式	選択式・複数選択式・穴埋め式
有効期間	5年
受験料	19,800円（税込）（出典：Pearson VUE公式マーケットプレイス）

LPIC-3 の位置付け

① LPIC-1（基礎） → LPIC-2（サーバー構築） → LPIC-3（エンタープライズ・専門領域）
- 300: Mixed Environments
- 305: Virtualization & Containerization
- 306: High Availability & Storage Clusters ← 本記事

試験の中心テーマ

HAクラスタ管理：Pacemaker/Corosync、HAProxy、keepalived、LVS
HAクラスタストレージ：DRBD、GFS2、OCFS2
HA分散ストレージ：GlusterFS、Ceph
単一ノードHA：RAID、LVM、ネットワークボンディング

Topic 361：高可用性クラスタ管理

361.1 高可用性の概念と理論（Weight: 6）

重要用語

用語	説明
HA（High Availability）	システムの高可用性。ダウンタイムを最小限にする設計
SLA（Service Level Agreement）	サービスの稼働率保証（例：99.99% = 年間約52分のダウンタイム）
MTBF（Mean Time Between Failures）	故障間の平均時間。長いほど信頼性が高い
MTTR（Mean Time To Repair）	修復までの平均時間。短いほど復旧が速い
クォーラム（Quorum）	クラスタの過半数ノードが動作していることの確認。スプリットブレイン防止
フェンシング（Fencing）	障害ノードをクラスタから強制排除する仕組み。STONITH
スプリットブレイン（Split Brain）	クラスタが分断され、各パーティションが独立して動作してしまう状態
フェイルオーバー（Failover）	障害発生時に別ノードにサービスを自動的に引き継ぐこと
フェイルバック（Failback）	障害復旧後に元のノードにサービスを戻すこと
STONITH（Shoot The Other Node In The Head）	障害ノードを強制的にシャットダウン/リセットする仕組み

クラスタアーキテクチャ

アーキテクチャ	説明
Active/Passive	1台が稼働、1台が待機。フェイルオーバー時に待機ノードが引き継ぐ
Active/Active	全ノードが同時にサービスを提供。負荷分散
ロードバランスクラスタ	リクエストを複数ノードに分散。LVS、HAProxy等
フェイルオーバークラスタ	障害時にサービスを自動移行。Pacemaker等
Shared-Nothing	各ノードが独立したストレージを持つ。DRBDで同期
Shared-Disk	共有ストレージを使用。GFS2、OCFS2等

可用性レベル

可用性	年間ダウンタイム
99%	約3日15時間
99.9%	約8時間46分
99.99%	約52分34秒
99.999%	約5分15秒

361.2 ロードバランスクラスタ（Weight: 8）

Weight 8 は 本試験で最も出題比率が高い サブトピックの一つです。

LVS（Linux Virtual Server）

LVSの転送モード

モード	説明
NAT	パケットのアドレスを書き換えて転送。リアルサーバーはプライベートIP
DR（Direct Routing）	MACアドレスを書き換えて転送。応答はクライアントに直接返す
TUN（Tunneling）	IPトンネリングで転送。リアルサーバーが地理的に分散可能

スケジューリングアルゴリズム

アルゴリズム	略称	説明
Round Robin	`rr`	順番に振り分け
Weighted Round Robin	`wrr`	重み付き順番振り分け
Least Connections	`lc`	接続数が最も少ないサーバーに転送
Weighted Least Connections	`wlc`	重み付き最小接続
Source Hashing	`sh`	送信元IPに基づいて固定のサーバーに転送
Destination Hashing	`dh`	宛先IPに基づいて転送

ipvsadm コマンド集

# 仮想サーバーの追加
ipvsadm -A -t [仮想IP]:[ポート] -s [アルゴリズム]
ipvsadm -A -t 192.168.1.100:80 -s rr                      # ラウンドロビン

# リアルサーバーの追加
ipvsadm -a -t [仮想IP]:[ポート] -r [リアルIP]:[ポート] -m   # NATモード
ipvsadm -a -t [仮想IP]:[ポート] -r [リアルIP]:[ポート] -g   # DRモード
ipvsadm -a -t [仮想IP]:[ポート] -r [リアルIP]:[ポート] -i   # TUNモード

# 重み付き
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.10:80 -g -w 3  # 重み3
ipvsadm -a -t 192.168.1.100:80 -r 192.168.1.11:80 -g -w 1  # 重み1

# 一覧表示
ipvsadm -L -n                                              # 現在のLVS設定を表示
ipvsadm -L -n --stats                                      # 統計付き
ipvsadm -L -n --rate                                       # レート付き

# ルールの削除
ipvsadm -d -t [仮想IP]:[ポート] -r [リアルIP]:[ポート]     # リアルサーバー削除
ipvsadm -D -t [仮想IP]:[ポート]                            # 仮想サーバー削除
ipvsadm -C                                                  # 全ルール削除

# 設定の保存・復元
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm                      # 保存
ipvsadm-restore < /etc/sysconfig/ipvsadm                   # 復元

keepalived

設定例（/etc/keepalived/keepalived.conf）

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                               # MASTER または BACKUP
    interface eth0                             # VRRPで使用するインターフェース
    virtual_router_id 51                       # VRRPルーターID（同一グループで統一）
    priority 100                               # 優先度（MASTERを高く設定）
    advert_int 1                               # 広告間隔（秒）
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass secret123
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100/24                       # 仮想IP（VIP）
    }
}

virtual_server 192.168.1.100 80 {
    delay_loop 6                               # ヘルスチェック間隔（秒）
    lb_algo rr                                 # スケジューリングアルゴリズム
    lb_kind DR                                 # 転送モード（NAT/DR/TUN）
    protocol TCP

    real_server 192.168.1.10 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
                path /health
                status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.1.11 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
                path /health
                status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

コマンド集

systemctl start keepalived                    # 起動
systemctl enable keepalived                   # 自動起動有効化
ip addr show                                  # VIPの確認
journalctl -u keepalived                      # ログ確認

HAProxy

設定例（/etc/haproxy/haproxy.cfg）

global
    log /dev/log local0
    maxconn 4096
    daemon

defaults
    log     global
    mode    http
    option  httplog
    option  dontlognull
    timeout connect 5000ms
    timeout client  50000ms
    timeout server  50000ms
    retries 3

frontend http_front
    bind *:80
    default_backend http_back
    stats uri /haproxy?stats                   # 統計画面
    stats auth admin:password                  # 統計画面の認証

backend http_back
    balance roundrobin                         # ロードバランスアルゴリズム
    option httpchk GET /health                 # ヘルスチェック
    server web1 192.168.1.10:80 check weight 3
    server web2 192.168.1.11:80 check weight 1
    server web3 192.168.1.12:80 check backup   # バックアップサーバー

listen mysql_cluster
    bind *:3306
    mode tcp
    balance leastconn
    option mysql-check user haproxy
    server db1 192.168.1.20:3306 check
    server db2 192.168.1.21:3306 check backup

コマンド集

systemctl start haproxy                       # 起動
haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg        # 設定ファイルの構文チェック
haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -sf $(cat /var/run/haproxy.pid)   # 無停止リロード
# 統計画面: http://[サーバーIP]/haproxy?stats

ldirectord

設定例（/etc/ha.d/ldirectord.cf）

checktimeout=3
checkinterval=10
autoreload=yes
logfile="/var/log/ldirectord.log"

virtual=192.168.1.100:80
    real=192.168.1.10:80 gate
    real=192.168.1.11:80 gate
    scheduler=rr
    protocol=tcp
    checktype=negotiate
    service=http
    request="health"
    receive="OK"

361.3 フェイルオーバークラスタ（Weight: 8）

Weight 8 は 361.2と並んで最も出題比率が高い サブトピックです。

Pacemaker / Corosync アーキテクチャ

① Pacemaker（クラスタリソースマネージャ）

リソースエージェント（RA）の種類：OCF / LSB（init スクリプト） / systemd
② Corosync（クラスタ通信レイヤー）
ノード間のメッセージング・メンバーシップ管理

Corosync 設定（/etc/corosync/corosync.conf）

totem {
    version: 2
    cluster_name: mycluster
    transport: knet
    crypto_cipher: aes256
    crypto_hash: sha256
}

nodelist {
    node {
        ring0_addr: 192.168.1.10
        name: node1
        nodeid: 1
    }
    node {
        ring0_addr: 192.168.1.11
        name: node2
        nodeid: 2
    }
}

quorum {
    provider: corosync_votequorum
    two_node: 1
}

logging {
    to_logfile: yes
    logfile: /var/log/corosync/corosync.log
    to_syslog: yes
}

pcs コマンド集（Pacemaker管理CLI）

クラスタの構築・管理

# クラスタの初期設定
pcs host auth [ノード1] [ノード2]              # ノード認証
pcs cluster setup [クラスタ名] [ノード1] [ノード2]   # クラスタのセットアップ
pcs cluster start --all                        # 全ノードでクラスタ起動
pcs cluster stop --all                         # 全ノードでクラスタ停止
pcs cluster enable --all                       # 自動起動有効化
pcs cluster disable --all                      # 自動起動無効化
pcs cluster destroy                            # クラスタの破棄

# クラスタ状態確認
pcs status                                     # クラスタ全体の状態
pcs status nodes                               # ノード状態
pcs status resources                           # リソース状態
pcs cluster status                             # クラスタサービス状態

# Corosync認証キーの生成
corosync-keygen                                # 認証キー生成

リソースの管理

# リソースの作成
pcs resource create [リソース名] [リソースエージェント] [パラメータ...]
pcs resource create vip ocf:heartbeat:IPaddr2 ip=192.168.1.100 cidr_netmask=24
pcs resource create webserver ocf:heartbeat:apache configfile=/etc/httpd/conf/httpd.conf

# リソースの操作
pcs resource show                              # リソース一覧
pcs resource show [リソース名]                 # リソース詳細
pcs resource enable [リソース名]               # リソース有効化
pcs resource disable [リソース名]              # リソース無効化
pcs resource delete [リソース名]               # リソース削除
pcs resource restart [リソース名]              # リソース再起動
pcs resource move [リソース名] [ノード名]      # リソースを特定ノードに移動
pcs resource clear [リソース名]                # 移動制約のクリア
pcs resource cleanup [リソース名]              # リソースエラー状態のクリア
pcs resource update [リソース名] [パラメータ=値]   # パラメータ変更

# リソースグループ
pcs resource group add [グループ名] [リソース1] [リソース2]   # グループ作成

制約（Constraints）

# コロケーション制約（同じノードで動かす/動かさない）
pcs constraint colocation add [リソースA] with [リソースB] score=INFINITY
pcs constraint colocation add webserver with vip INFINITY   # webserverをvipと同じノードに

# 順序制約（起動順序）
pcs constraint order [リソースA] then [リソースB]
pcs constraint order vip then webserver                     # vip→webserverの順に起動

# ロケーション制約（ノードの優先度）
pcs constraint location [リソース名] prefers [ノード名]=[スコア]
pcs constraint location vip prefers node1=100               # node1を優先

# 制約の一覧・削除
pcs constraint list --full                                  # 全制約の表示
pcs constraint remove [制約ID]                              # 制約の削除

フェンシング（STONITH）

# STONITHデバイスの設定
pcs stonith create [デバイス名] [エージェント] [パラメータ...]
pcs stonith create ipmi-fence fence_ipmilan ipaddr=[IPMI IP] login=[ユーザー名] passwd=[パスワード] pcmk_host_list=[ノード名]

# STONITHの管理
pcs stonith show                               # STONITHデバイス一覧
pcs stonith fence [ノード名]                   # 手動フェンシング
pcs property set stonith-enabled=true          # STONITH有効化（本番では必須）
pcs property set stonith-enabled=false         # STONITH無効化（テスト環境のみ）

# クラスタプロパティ
pcs property set no-quorum-policy=ignore       # 2ノード構成でのクォーラム無視
pcs property list                              # 全プロパティの表示

crm コマンド（レガシーCLI）

crm status                                     # クラスタ状態
crm configure show                             # 設定の表示
crm configure edit                             # 設定の編集
crm resource start [リソース名]                # リソース起動
crm resource stop [リソース名]                 # リソース停止
crm node standby [ノード名]                    # ノードをスタンバイに
crm node online [ノード名]                     # ノードをオンラインに

重要ファイル

/etc/corosync/corosync.conf ：Corosync設定
/etc/corosync/authkey ：Corosync認証キー
/var/lib/pacemaker/cib/cib.xml ：クラスタ情報ベース（CIB）

Topic 362：高可用性クラスタストレージ

362.1 DRBD（Distributed Replicated Block Device）（Weight: 6）

DRBDの概念

① ノード1（Primary）← ネットワーク同期 → ノード2（Secondary）
② 各ノードの構成：/dev/drbd0（仮想ブロックデバイス）→ /dev/sda1（実デバイス）

DRBDの動作モード

モード	説明
Protocol A	非同期。ローカル書き込み完了で応答。最も高速
Protocol B	半同期。リモートバッファ到達で応答
Protocol C	同期。リモート書き込み完了で応答。最も安全（推奨）

DRBDのロール

ロール	説明
Primary	読み書き可能。ファイルシステムをマウントする側
Secondary	直接アクセス不可。レプリケーションを受信
Dual-Primary	両ノードが同時にPrimary（クラスタFSが必要）

設定例（/etc/drbd.d/r0.res）

resource r0 {
    protocol C;

    on node1 {
        device /dev/drbd0;
        disk /dev/sda1;
        address 192.168.1.10:7789;
        meta-disk internal;
    }

    on node2 {
        device /dev/drbd0;
        disk /dev/sda1;
        address 192.168.1.11:7789;
        meta-disk internal;
    }
}