基本情報技術者 2011年 秋期 午前（科目A） 問15

コールドスタンバイ、シンプレックス、デュアルの稼働率順【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論→同一機種の場合、デュアルシステムが最も高可用、その次がコールドスタンバイ、最も低いのはシンプレックスです。
• 根拠→デュアルは並列冗長で「両方同時故障」の確率が極めて小さく、全体の稼働率を大きく引き上げます。
• 差がつくポイント→コールドはバックアップ起動や切替時間が追加のダウンタイム要因となり、デュアルとの差が生じます。

正解の理由

よくある誤解

• 「コールドスタンバイはバックアップがあるからデュアルと同等」と考える誤り：切替時間や起動失敗を考慮すると可用性は通常低下します。
• 「デュアル＝常に両方が仕事する」と錯覚する受験者：デュアルにはアクティブ-アクティブとアクティブ-パッシブがあり、可用性評価は構成で変わりますが一般的には冗長効果が大きいです。
• 可用性比較で単に“台数が多い＝高可用”と短絡する誤り：冗長化の方式（同時稼働か待機か）や切替特性が重要です。

解法ステップ

1. 各方式の構成を明確にする（シンプレックス＝単一、コールド＝待機バックアップ、デュアル＝並列冗長）。
2. 稼働/停止の条件を考える（システム停止が発生する状況を列挙）。
3. 同一機種という前提のもとで確率的に比較する（例：単体可用性を $A$ として不稼働確率は $1-A$）。
4. 数式や論理で大小関係を示す（デュアルの停止確率は $(1-A{)}^2$、シンプレックスは $1-A$、コールドは切替時間による追加ダウンタイムで間に入る）。

• シンプレックスの可用性：$A$
• デュアル（並列冗長）の可用性：$1-(1-A{)}^2=2A-A^2$（$0<A<1$ のとき $2A-A^2>A$）
• コールドスタンバイ：理想的に即時切替ならデュアルと等しいが、起動・切替・検出時間があるため実効可用性は低下し通常シンプレックスより高いがデュアルより低い。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「コールド→シンプレックス→デュアル」ではコールドが最も低いと考えているが、コールドはバックアップの存在でシンプレックスより可用性は高くなるはずです。したがって誤り。
• イ: 「コールド→デュアル→シンプレックス」はコールドが最も高と見做しており、デュアルより上に置いている点が間違いです。デュアルの並列冗長効果はコールドより大きいです。
• ウ: 「シンプレックス→コールド→デュアル」はシンプレックスが最も低くデュアルが最も高、コールドが中間であるという点は正しい順序と一致しますが並びは逆順（問題は「稼働率の高い順」に並べよ）なので誤り。
• エ: 「デュアルシステム、コールドスタンバイシステム、シンプレックスシステム」は稼働率の高い順として正しく、これが最適解です。

補足コラム

• 「コールドスタンバイ」と「ホットスタンバイ（ウォーム/ホット）」の違い：ホットは待機機が常に起動・同期されており切替時間が短いため可用性は高く、ウォームは一部同期で中間的、コールドは最も切替時間が長い。
• 実運用では単純な可用性だけでなく、スイッチオーバー手順の自動化、データ整合性、テスト頻度、コストも評価項目です。
• 冗長化は台数を増やせば可用性は向上しますが、複雑さと障害の相関（共通故障点）に注意が必要です。

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