応用情報技術者 2011年 秋期 午後 問04

　S社では、社内システムで使用しているサーバの電力使用量と設置スペースを削減するために、サーバの仮想化を検討することにした。そのための準備として、経理システムと人事システムを対象に、両システムのサーバの現状を調査した。調査結果を表1に示す。各サーバはCPU数とメモリ容量だけが異なっていた。

〔冗長構成の考え方〕 　(1)　両システムとも、APサーバはアクティブ／アクティブの2台構成で負荷分散しており、どちらかのサーバで障害が発生した場合でも、残ったサーバによって、業務は停止することなく継続して行える。DBサーバは共有ディスク方式のアクティブ／スタンバイ構成で、共有ディスクでDBを管理している。アクティブなDBサーバで障害が発生すると、スタンバイのDBサーバにフェイルオーバし、業務を継続する。 　(2)　障害が発生したAPサーバが復旧すると、アクティブなAPサーバとして負荷分散に加わる。障害が発生したDBサーバが復旧すると、スタンバイのDBサーバとして、アクティブなDBサーバの障害に備える。 　 〔サーバ仮想化のホストサーバ〕 　サーバ仮想化のホストサーバとなる物理サーバにはブレードを使用する。1枚のブレード上には、4コアのCPUを一つと、メモリを4Gバイト搭載している。1コア当たりの性能は、仮想化とマルチコアによるオーバヘッドを考慮して、現行サーバのCPU一つと同等である。 　 〔サーバ仮想化の構成案〕 　サーバ仮想化を検討する際、次の2点を前提とした。

　前提1　物理、仮想を問わず、サーバに障害が発生した際に業務が停止する時間は、現行システムより長くならないこと。 　前提2　性能は、障害発生時を除き、現行システムより低下しないこと。 　 　この前提を踏まえて、サーバ仮想化の構成案を二つ考えた。両案とも、3枚のブレードを使用し、APサーバ、DBサーバの冗長構成の考え方には、〔冗長構成の考え方〕を採用する。 　表2の構成案1は、ブレード3を予備のブレードとして使用する案である。この構成では、ブレード1又はブレード2で障害が発生すると、各仮想サーバは〔冗長構成の考え方〕(1)に従って業務を継続する。その後、障害が発生したブレードに割り当てられていたディスクがブレード3に割り当てられ、ブレード3は、障害が発生したブレードと全く同じものとして起動される。元のブレード上で稼働していた仮想サーバも自動的に起動される。その際に起動される各仮想サーバは〔冗長構成の考え方〕(2)に従って動作する。

　表3の構成案2は、ブレード3を両システムのAPサーバ2とDBサーバ2として使用する案である。ブレードで障害が発生すると、各仮想サーバは〔冗長構成の考え方〕(1)に従って業務を継続する。

〔可用性〕 　物理サーバのハードウェア障害に対する経理システムの可用性を考える。 　現行のサーバ1台の可用性をpとし、DBサーバ障害時のフェイルオーバに要する時間は考えないものとすると、現行の経理システムの可用性は、 　　$(1-(1-p{)}^2{)}^2$ 　となる。 　サーバ仮想化のホストサーバであるブレード1枚の可用性もpであるとすると、構成案1における経理システムの可用性はaであり、構成案2における経理システムの可用性はbである。ここで、予備のブレードで仮想サーバが起動するまでの時間については考えないものとする。 　 〔CPU使用率〕 　各構成案のCPU使用率について、表1のCPU数と平均CPU使用率を基に算出した結果を表4に示す。どちらの構成案でもCPUは十分に余裕があり、性能は低下しないと言える。

〔メモリ使用量〕 　今回採用するサーバ仮想化の技術には、メモリオーバコミット機能があり、物理サーバに搭載されているメモリ容量を超えて仮想サーバにメモリを割り当てることが可能である。しかし、メモリ使用量が搭載量を超えると性能が低下するので、超えないようにしたい。 　各構成案の通常時のメモリ使用量について、表1のメモリ容量と平均メモリ使用率を基に算出した結果を表5に示す。どちらの構成案でもメモリは足りており、性能は低下しないと言える。なお、仮想化によるメモリ使用量の増加はないものとする。