📒 ミライのITパス日誌

第21話「サーバが止まった!」

テクノロジ系 / コンピュータシステム ── テーマ:冗長化・RAID・稼働率・フェールセーフ

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この話で覚える用語(7語)

クライアントサーバシステムくらいあんとさーばしすてむ
サービスを頼む側(クライアント)と、処理して応える側(サーバ)に役割を分けたシステムの形。スマホのアプリとWebサーバなど。
デュアルシステムでゅあるしすてむ
2組のシステムで同じ処理を同時に行い、結果を照らし合わせる方式。片方が故障しても、もう片方で処理を続けられる。
デュプレックスシステムでゅぷれっくすしすてむ
本番で動かす主系(本番系)と、予備の従系(待機系)を用意し、主系が故障したら従系に切り替えて処理を続ける方式。
RAIDれいど
複数のディスクを組み合わせて、1台のように使う技術。RAID0(ストライピング)は速さ、RAID1(ミラーリング)は信頼性、RAID5はパリティを分散して両方をねらう。
稼働率かどうりつ
システムが正常に動いている時間の割合。MTBF÷(MTBF+MTTR)で求める。MTBFは平均故障間隔、MTTRは平均修復時間。
フェールセーフふぇーるせーふ
故障したとき、被害が出ない安全な側に動作させる考え方。故障したら信号をすべて赤にする、など。
フェールソフトふぇーるそふと
故障したとき、機能や性能を落としてでも、システム全体を止めずに動かし続ける考え方。

試験に出るポイント

覚え方:RAIDの番号
稼働率の式
ここ試験に出る!

確認クイズ(ITパスポート試験の形式)

問1 稼働率0.9の装置Aと稼働率0.8の装置Bを並列に接続した。どちらか一方が動いていればシステムは稼働する。システム全体の稼働率はいくらか。
  1. 0.72
  2. 0.85
  3. 0.98
  4. 0.80
答えと解説を見る

正解:ウ 0.98
並列は1−(1−0.9)×(1−0.8)=1−0.1×0.2=1−0.02=0.98。0.72は直列(0.9×0.8)で計算した場合です。

問2 フェールソフトの考え方に基づく設計として、適切なものはどれか。
  1. 故障が発生したとき、機能を一部落としてでもシステムを動かし続ける
  2. 故障が発生したとき、安全な状態でシステムを停止させる
  3. 利用者が誤った操作をしても、危険が生じないようにする
  4. 2組のシステムで同じ処理を行い、結果を照合する
答えと解説を見る

正解:ア 故障が発生したとき、機能を一部落としてでもシステムを動かし続ける
フェールソフトは「弱っても止めない」。安全に止めるのはフェールセーフ、誤操作対策はフールプルーフ、同じ処理を照合するのはデュアルシステムです。

問3 2台のディスクに同じデータを書き込み、1台が故障してももう1台でデータを利用できるようにするRAIDの方式はどれか。
  1. RAID0(ストライピング)
  2. RAID1(ミラーリング)
  3. RAID5(パリティ分散)
  4. デュアルシステム
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正解:イ RAID1(ミラーリング)
同じ内容を鏡のように2台に書くのがRAID1(ミラーリング)。RAID0は分けて書くだけで冗長性がありません。デュアルシステムはディスクではなくシステム全体を二重化する方式です。

▶ アプリでクイズに挑戦(間違えた問題は復習に残ります)

マンガのセリフ(文字版)

月曜の朝――

ミライ「アプリのサーバが止まって、電話が鳴りっぱなしです!」

部長「サーバ1台に全部任せとるからだ!なんとかせい!」

ツカサ先輩「うちのアプリはクライアントサーバシステム。スマホが頼んで、サーバが応える形だ」

ミライ「そのサーバが1台止まったら…全部止まる…」

ツカサ先輩「予備を置いて止まりにくくすることを冗長化という」

ツカサ先輩「デュアルシステムは2台で同じ処理をして、結果を照らし合わせる」

ツカサ先輩「デュプレックスシステムは本番系と待機系。故障したら切り替える」

👯デュアルシステム2台で同じ処理を同時にして照合たとえ:2人で同じ計算→答え合わせ🪑デュプレックスシステム本番系が動き、待機系は控える故障したら待機系に切り替えるたとえ:ベンチで待つ控えの選手
冗長化の2つの方式 「いつも2台で同じ処理」か「控えが待つ」か

ミライ「ディスクが壊れたら、お客さまのデータも消えちゃいますよね?」

ツカサ先輩「ディスクを何台も組み合わせるRAIDがある。番号で性格が違う」

RAIDしくみ1台壊れたらRAID 0ストライピング分けて書く速いがデータは失われるRAID 1ミラーリング同じ内容を2台にもう1台で続けられるRAID 5パリティ分散復元用の情報も分散1台までなら復元できる
RAIDの番号と性格 RAID5はディスクが3台以上必要
📝 メモ:覚え方:RAIDの番号
  • 0=守りゼロ。分けて書くので速いが、1台壊れると全滅
  • 1=ミラー(鏡)。同じ内容を2台に。容量は半分になる
  • 5=パリティから計算して、1台分までなら元に戻せる
  • ストライピング=縞模様(しま)に分けて書く、と覚える

部長「どれだけ止まらんか数字で出せ!ワシの稼働率は100%だがな!」

ツカサ先輩「(昼寝してたような…)それが稼働率。動いていた時間の割合です」

📝 メモ:稼働率の式
  • MTBF(平均故障間隔)= 動いている時間の平均
  • MTTR(平均修復時間)= 直している時間の平均
  • 稼働率 = MTBF ÷(MTBF+MTTR)
  • 例:MTBF 99時間、MTTR 1時間 → 99 ÷ 100 = 0.99
  • 覚え方:MTBF…のBは「ぶじ(無事)に動く間」、MTTRのRは「リペア(修理)」
直列(両方動いてはじめてOK)A 0.9B 0.90.9 × 0.9 = 0.81並列(どちらか動けばOK)A 0.9B 0.91 −(1−0.9)×(1−0.9)= 1 − 0.01 = 0.99
直列と並列の稼働率 直列はかけ算で下がる。並列は「両方止まる」を引く

ミライ「じゃあ直列に100台つなげば、100倍丈夫ですね!」

ツカサ先輩「逆だ!0.9を100回かけたら、ほぼ0だ!」

ツカサ先輩「直列は全部動いてOK→かけ算で下がる。並列は「両方止まる」を1から引く」

ツカサ先輩「故障したら安全な側で止めるのがフェールセーフ。信号を全部赤に、とかな」

ツカサ先輩「機能を落としても動き続けるのがフェールソフトだ」

🛡️フォールトトレランス故障しても全体として動き続けるしくみ(冗長化など)の総称🚦フェールセーフ故障したら安全な側に倒す例:故障で信号が全部赤になる🪫フェールソフト機能を落としてでも止めずに動かす例:エンジン1基でも飛び続ける🙅フールプルーフ人がまちがえても危なくない例:扉を閉めないと動かない電子レンジ
故障やミスへの備え(4つ) セーフ=安全に止める/ソフト=弱って動く

ミライ「お客さまの「遅い」は、どう測るんですか?」

ツカサ先輩「頼んでから返事が来るまでがレスポンスタイム。一定時間の処理量がスループットだ」

ミライ「サーバは待機系つきに、ディスクはRAID 1にします!」

部長「これで夜も眠れるな!」

📌 ここ試験に出る!:ここ試験に出る!
  • 稼働率=MTBF÷(MTBF+MTTR)
  • 直列=a×b / 並列=1−(1−a)(1−b)
  • 故障時に切り替える → デュプレックス / 同じ処理を照合 → デュアル
  • RAID0=ストライピング / RAID1=ミラーリング / RAID5=パリティ
  • 安全側に止める → フェールセーフ / 機能を落として続ける → フェールソフト
  • 誤操作しても安全 → フールプルーフ

夕方――

部長「ワシもフェールセーフだ!失敗したら、すぐ安全な家に帰る!」

ミライ「それはただの早退です!!」

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