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DNET_AdvancedAMSystem

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nishi_74322014 edited this page Sep 11, 2026 · 1 revision

高度午前 - コンピューター・システム - システム

概要

ICTシステム（高度：午前Ⅰ、午前Ⅱ）

詳細

構成

ライブマイグレーション

  • ゲストOSを停止させずに、異なるホストOS上に移行する。
  • ディスクだけではなく、ハイバネーションを用い、メモリの内容も引き継ぐ。

シンクライアント・システム

リモートデスクトップ・サービス、
＋クライアントがリモートデスクトップのクライアント専用機。

みたいな構成。

  • メリット

    • 管理の自動化
    • セキュア
    • 高可用性

  • デメリット

    • 通信コスト

      • 画面や入力の転送
      • その他、各種デバイスのリダイレクト

    • インフラ・コスト

      • サーバ集約するためサーバ投資が増加する。

クライアント・サーバー・システム

データ転送機構（通信技術を参照）

Webシステム

  • コネクション数
    • Web１台
    • DB１台
    • 性能モデル
# 業務 TPS Tx/sec Web滞留時間(sec) Web滞留トランザクション数
1 検索 20 2 40
2 登録 10 3 30
3 削除 10 3 30

  • 40 + 30 + 30 = 100 コネクション

  • タイムアウト設定（ASP.NETで考慮すべきタイムアウト値を参照）
    Web -> AP -> DB 構成の場合、ⅲ < ⅱ < ⅰ となる。

    1. Web ->：リクエスト・タイムアウト
    2. AP内：実行タイムアウト
    3. -> DB：コマンド・タイムアウト

RAID 1-5

データおよび、冗長ビットの記録方法と記録位置の組合せ。
とあるが、0, 1は、冗長ビットが無かったりもする。

  • 0, 1, 5 と 0 + 1がある。

  • 2, 3, 4, 6もあるが、殆ど使われていない。

    • 2 : データ本体とエラー修正用の冗長コードをそれぞれ複数の専用ドライブに分割して記録する方式。

    • 3 : データを複数ドライブに分割して記録し、更にエラー修正用の「パリティ」という冗長コードを専用のドライブに記録する方式。

    • 4 : RAID3のデータ分割が、容量単位ではなくブロック（セクタ）単位で行われる。

    • 6 : RAID5のパリティを、2重で生成して異なるディスクに記録する。

クラスタリング

  • アクティブ・パッシブ構成
    ホット・スタンバイ（対義語のコールド・スタンバイはクラスタリングではない）

    • 共有部分があってもなくてもOKだが、
      共有部分があって同時利用ができない事が多い。

      • 共有ディスク型
      • データ・ミラー型

    • 以下の様に呼ばれる。

      • フェイルオーバー・クラスタリング
      • 高可用性（High Availability : HA）クラスタ

  • アクティブ・アクティブ構成
    共有部分が「ある場合」と「ない場合」で以下の様に分類できる。

    • シェアード・ナッシング
      共有部分が「ない」ので負荷分散クラスタ相当。

    • シェアード・エブリシング
      共有部分が「ある」ので負荷分散＋冗長化クラスタ相当。

フォールト・XXXX

フェイル・XXXX

シンプレックス・デュプレックスシステム

  • シンプレックスシステム
    冗長化などを行わず単一の系統だけでシステムを動作させること。

  • デュプレックスシステム
    ≒ クラスタリング（アクティブ・パッシブ構成）

    • 情報システムの信頼性を高める手法の一つ
    • システムを2系統用意し、
      • １系は正常時に処理を行い、
      • ２系は障害発生に備えて待機する。

デュアルシステム

  • 情報システムの信頼性を高める手法の一つ
  • システムを2系統用意して、常に同じ処理を行わせる方式。
    • 結果を相互に照合・比較することにより高い信頼性を得ることができ、
    • 片方に障害が生じた際も、もう片方で処理を続行しながら復旧できる。

評価指標

ターンアラウンドタイム

  • システムに処理要求を送ってから、結果の出力が終了するまでの時間。

  • スレッドやジョブの開始～終了時間のような感じで計算する。

# ジョブ 到着時刻 単独実行時の実行時間 ターンアラウンドタイム
1 A 0 5 5
2 B 2 6 9=5+6-2
3 C 3 3 11=5+6+3-3

アムダールの法則

システム全体に対する性能改善対象機能の改善後の性能比を表す式

  • システム全体に対する性能改善対象機能の（処理時間の）割合 = R（0 < R < 1）
  • 性能改善対象機能の改善後の性能比 = A
        1
= -------------
  (1 - R) + R/A

※ これは普通に考えれば解るが、性能比と言う言葉にピンとこないことがある。
　 具体的には、性能比 = A = 2 は性能2倍を意味し、処理時間は 1/2 になる。

性能評価方法

  • 解析的な方法
    システムを数理モデル化（方程式などで表現）して、解を求める。

    • 数理モデルは、時間変化する現象の計測可能な主要な指標の動きを模倣する、
      微分方程式などの「数学の言葉で記述した系」のことを言う。
    • 数理モデル（模型）は「現実」の特別な一面を簡略化した形で表現した
      「言語」（数学）で、より人間に理解しやすいものとして構築される。

  • シミュレーション

    • 数理モデル化できない場合も解が得られる。
    • 解析的な方法に比べて
      • 計算量が多い。
      • 解の精度は劣る。

CSシステムの処理件数

一秒間に処理できる件数

  • CPU

    • 100MIPS
    • 1.0M命令 / 件
    • →100件/sec

  • Network

    • 8 * 10^7 bit = 1 * 10^7 byte
    • 2 * 10^5 byte / 件
    • →50件/sec

Networkの方がボトルネックで50件/secとなる。

キャパシティプランニング

以下の計画を行う。

  • サービス需要/レベル

    • 事業計画・業務要件
    • サービスレベル要求

  • システム・リソースの処理能力や数量

    • ワークロードやディスク容量、ネットワーク容量の見積
    • ITリソース（ハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク）の性能や数量の決定

  • 最適なシステム構成

    • システム増強・再配置の計画作成
    • システム構成の決定とITリソースの配置
    • コスト上の制約を踏まえたリソース調達

  • キャパシティ要件

    • ビジネス・レベル

      • データ処理需要
      • 同時利用ユーザ数など

    • サービス・レベル

      • 処理トランザクション量
      • ネットワークトラフィック量など

    • リソース・レベル

      • CPU利用率
      • ディスク利用率
      • ネットワーク利用率など

RASIS

特に最初の３つをRASと言う。

  • Reliability（信頼性）
    平均故障間隔（Mean Time Between Failures、MTBF）

  • Availability（可用性）
    稼働率

  • Serviceability（保守性）
    平均修理時間（Mean Time To Repair、MTTR）

  • Integrity（保全性）

    • データが矛盾を起こさずに一貫性を保っていること。
    • データベースだとACID属性、正確性、完全性と訳されることもある。
      • 原子性(Atomicity)
      • 一貫性(Consistency)
      • 独立性(Isolation)
      • 永続性(Durability)

  • Security（機密性）
    外部からの侵入・改ざんや機密漏洩の起きにくさ

  • 参考

MTBF・MTTR

  • 平均XXX間隔

    • MTBF 時間/件（平均故障間隔）
    • MTTR 時間/件（平均修理時間）

  • 故障率・稼働率

    • 稼働率：

      • 稼働時間 / 全時間
      • MTBF / (MTBF + MTTR)
      • 1 - 故障率

    • 故障率：

      • 故障時間 / 全時間
      • MTTR / (MTBF + MTTR)
      • 1 - 稼働率

  • システムの稼働率

    直列システムの稼働率
= 稼働率A * 稼働率B

並列システムの稼働率
= 1 - ((1 - 稼働率A) * (1 - 稼働率B))
= 1 - (故障率A * 故障率B)

  • MTBFとMTTRの短縮方法

# 方法 MTBF短縮 MTTR短縮
1 ログ取得 ― ○
2 ビット誤り訂正 ○ ―
3 命令再試行機能 ○ ―
4 予防保守 ○ ―

  • MTBFとMTTRの両方がX倍になった場合の稼働率

    = MTBF / (MTBF + MTTR)
= X MTBF / (X MTBF + X MTTR)
= X MTBF / X (MTBF + MTTR)
= MTBF / (MTBF + MTTR) = 変化なし。

  • 複数のテキストファイルをまとめる | 万年素人のパソコンライフ - 楽天ブログ
    https://plaza.rakuten.co.jp/gyafun/diary/201608280000/

故障機器台

  • 問題では、指数関数グラフが与えられている
    ただ、グラフの縦軸が何かの説明が無い気がするがね。

    F(t) = exp(-λt)

  • λtを求め、グラフに当てはめれば答えが導かれる。
    ※ 指数関数 e^x のことを exp と表記する

    • λ：1.0 * 10^-6 回/秒
    • t：330時間 * 3600秒 = 1,188,000秒
    • -λt = (1.0 * 10^-6) * 1,188,000 = -1.188
    • exp(-1.188)のグラフに当て込んで解を得る。

移行メモ

  • アムダールの法則の式は、元 Wiki では「(1 - R) * R/A」と積になっていたが、 改善対象外と改善対象の処理時間の和であるため「(1 - R) + R/A」に正した。
  • 「MTBFとMTTRの両方がX倍になった場合の故障率」は、 式が MTBF / (MTBF + MTTR)（＝稼働率）であるため「稼働率」に正した。
  • 「8 * 10~7 bit」などの ~ による指数表記は ^ に改めた。
  • 「MTBF・MTTR」の末尾にある楽天ブログへのリンクは、 本文と関係が薄いが原文ママとした。
  • 元 Wiki の行頭空白による式は、フェンス付きコードブロックにした。
  • 元 Wiki で見出しそのものが他ページへのリンクになっていた箇所 （「クライアント・サーバー・システム」「RAID 1-5」）は、 GitHub Wiki では見出しからアンカが生成されるため、 見出しをプレーン・テキストとし、リンクは直下の本文に置いた。
  • マイクロソフト系技術情報 Wiki（techinfoofmicrosofttech.osscons.jp）への URL リンクは、移行済みの 通信技術 / ASP.NETで考慮すべきタイムアウト値 / RAID に張り替えた。
  • PukiWiki のページ内アンカ（#xxxxxxxx）は GitHub Wiki では再現できないため、 同一ページ内のアンカは見出しから生成されるアンカに張り替えた。

Tags: 移行, 資格, 高度午前, システム, ライブマイグレーション, シンクライアント, RAID, クラスタリング, フォールトトレランス, フェイルオーバー, RASIS, MTBF, MTTR, 稼働率, キャパシティプランニング

このWikiは「Open棟梁Project」,「OSSコンソーシアム 開発基盤部会」によって運営されています。

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