システムの性能・信頼性評価

要点と定義

性能は、応答時間やスループットなど、システムの処理の速さや量を表す指標で評価します。応答時間は要求から応答までの時間、スループットは単位時間当たりに処理できる量です。負荷や測定条件をそろえて数値を比較します。

キャパシティプランニングでは、求められる処理の種類・量・時間を検討し、性能要件からサーバやストレージなどに必要な能力を見積もります。稼働後も性能を継続的に把握して評価します。ボトルネックの調整だけでなく、将来の需要を見込んで能力を計画することが目的です。

RASISは、信頼性・可用性・保守性・完全性・安全性の観点でシステムを評価する考え方です。可用性は、必要なときにシステムを利用できる性質です。サーバを二重化すると、一方の故障時にも他方で処理を続けられる可能性が高まり、可用性向上につながります。

直列構成では全ての装置が稼働している必要があるため、各装置の稼働率を掛けます。例えば稼働率0.9の装置と0.8の装置を直列にすると、全体は0.9×0.8＝0.72です。並列構成では少なくとも一方が稼働すればよく、独立して動作する稼働率0.9の装置二つなら、全体は1−(1−0.9)×(1−0.9)＝0.99です。計算には、装置の故障が独立しているなど、モデルの前提が要ります。

適用条件と例

過去の出題で扱った補足として、並列化による性能向上には、アムダールの法則があります。処理のうち並列化できる割合をP、プロセッサ数をNとすると、速度向上比は1÷((1−P)+P÷N)です。例えば並列化できない部分が20％なら、プロセッサ数を増やしても速度向上比は最大5倍に近づきます。直列部分が残るため、プロセッサ数に比例して無制限に速くなるわけではありません。

過去の出題で扱った補足として、可用性の対象時間と許容停止時間を計算するときは、計画停止を対象時間から除きます。その対象時間に不稼働割合を掛けて許容停止時間を求め、指定された丸め方を最後に適用します。設問で小数第1位を切り捨てて整数時間にする指定があれば、その指定に従います。

過去の出題で扱った補足として、M/M/1の平均待ち時間は、処理開始前に待ち行列で待つ時間です。平均サービス時間をT、利用率をρとすると、平均待ち時間はρT÷(1−ρ)で表されます。この式では、利用率が0.5以上になると平均待ち時間は平均サービス時間以上になります。到着から処理終了までの時間と混同せず、何の時間を求めているか確認します。

可用率の実績と目標の差を停止時間に換算する場合は、同じサービス提供時間を基準にします。可用率の差に提供時間を掛ければ、その差に相当する停止時間が分かります。実績の停止時間と目標で許される停止時間を比較すると、必要な削減量を判断できます。