学習目標
部品が何台あるかではなく、「サービスが成功するために、どの部品が同時に必要か」を読む。冗長化の式だけでなく、共有部品・切替時間・残存能力を確認する。
稼働率の組合せ
| 構成 | 動作条件 | 独立故障を仮定した稼働率 |
|---|---|---|
| AとBの直列 | AもBも正常 | A×B |
| AとBの並列 | 少なくとも一方が正常 | 1−(1−A)(1−B) |
| 修復可能な単体の簡略モデル | 正常期間と修復期間を反復 | MTBF÷(MTBF＋MTTR) |
MTBFは故障と故障の間の平均動作時間、MTTRはここでは平均修復時間。用語の測定範囲は問題文に従う。並列式は、片系で必要なサービス能力を満たし、切替失敗などを考慮しないモデルである。AWSの独立した予備系の説明
解法例
稼働率0.99のサーバ2台を並列にすると、1−0.01²＝0.9999、すなわち99.99%。しかし前段に稼働率0.999の共有ロードバランサがあり、これもサービスに必須なら、全体は0.999×0.9999＝0.9989001、約99.89001%。サーバの値をそのままサービス全体の値にしない。
共通電源や同じ設定変更が2台を同時に止める場合、独立の仮定が崩れる。異なる障害領域への配置、変更の段階適用、切替訓練は、台数を増やすことと別の対策である。
クラウドは何を任せるか
| モデル | 主に提供されるもの | 利用者が特に管理する例 |
|---|---|---|
| IaaS | 計算資源・ネットワーク・ストレージ | ゲストOS、導入アプリ、データと権限 |
| PaaS | アプリを実行する基盤 | 配備するアプリ、データと権限 |
| SaaS | 利用可能なアプリ機能 | 利用者管理、共有設定、入力するデータ |
これは概念の比較であり、契約上の責任を確定する表ではない。バックアップ保持、復旧作業、設定監査などはサービスと契約で確認する。クラウドでは責任がなくなるのではなく分担が変わる。NIST SP 800-145
設計上の区別
- スケールアップは1台の能力を上げること。スケールアウトは台数を増やすこと。水平分割できない処理には台数だけでは効かない。
- 冗長化は稼働継続、バックアップは過去の正常データへの復元に役立つ。誤削除が即時複製されると、複製だけでは元に戻せない。
- ステートレスな処理でも、認証情報や業務データの保存先には状態がある。システム全体の状態が消えるわけではない。
確認問題
- 0.98の部品2個を両方必要とする構成の稼働率は？ → 0.9604。
- MTBFが990時間、MTTRが10時間なら？ → 990/1000＝99%。復旧を短くしても改善できる。
出典と適用上の注意
図・計算例は独自作成。SLAの保証値、観測実績、単体の理論稼働率は別物である。算定期間、計画停止の扱い、除外条件が違えば直接比較できない。