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ITサービスマネージャ 2011年 午後1 問02


キャパシティ管理に関する次の記述を読んで、設問1~3に答えよ。

 F社は、高速バス運行会社であり、インターネット経由の予約システムを運用している。会員は、PC又は携帯電話からインターネット経由でアクセスして、高速バスの空席照会・予約を行うことができる。F社では、これらの会員をPC会員と携帯電話会員(以下、携帯会員という)に分けて管理している。毎日、5時から翌日1時まで、会員向けのオンラインサービスを行っている。  F社は、携帯電話が幅広く普及している状況を踏まえ、携帯会員向けサービスを強化し、携帯会員数の拡大を目指す戦略をとっている。今後数年にわたって、携帯会員数が増加していくという見通しである。   〔予約システムの構成〕  予約システムの構成は、図1のとおりである。
 (1) 負荷分散装置(以下、LBという)は、会員からのトランザクションをWebサーバ1~3に振り分ける。  (2) 各Webサーバとアプリケーションサーバ(以下、APサーバという)は、トランザクションを処理する。  (3) 磁気ディスク装置は、搭載された複数のディスクドライブにデータを記録できるタイプである。ディスクドライブは現在、10台搭載されており、1台当たりの容量は300GBである。磁気ディスク装置として使用可能な容量は、搭載されているディスクドライブの容量の合計である。
ITサービスマネージャ試験(平成23年 午後1 問2 図1)
〔キャパシティ管理〕  キャパシティ管理は、システム部が行っている。管理対象とその内容は、次のとおりである。  (1) ビジネス要件の一部として、会員数を管理している。会員数の予測を、表1に示す。
ITサービスマネージャ試験(平成23年 午後1 問2 表1)
(2) ピーク時トランザクション数を、表2のとおり予測している。この予測(指標)は、PC会員の現在のピーク時トランザクション数を基準(1.0)とし、会員数の予測値に比例すると仮定している。  なお、PC会員及び携帯会員のトランザクションのピーク時間帯は、いずれも10時から11時までである。
ITサービスマネージャ試験(平成23年 午後1 問2 表2)
 (3) 安定したサービスを提供するために、予約システムの各サーバのCPU使用率、メモリ使用率、磁気ディスク装置全体としての磁気ディスク使用率についてしきい値を設定して管理している。また、これらの使用率を定期的に測定し、この測定結果を基に、各リソースの増設要否を判断している。   〔Webサーバの性能〕  Webサーバ内の携帯電話向け処理機能は、PC向け処理機能よりも強化しているので、携帯電話からのトランザクションの処理に必要なCPU使用時間は、PCに比べて増加している。端末種類ごとのWebサーバのCPU使用時間の比率を、表3に示す。
ITサービスマネージャ試験(平成23年 午後1 問2 表3)
〔リソース使用状況の調査〕  システム部では、表1の会員数の予測及び表2のピーク時トランザクション数の予測(指標)に示される今後の推移を踏まえて、予約システムの各リソースの使用状況を調査した。予約システムのリソース管理のしきい値及び現在の測定値を、表4に示す。
ITサービスマネージャ試験(平成23年 午後1 問2 表4)
 磁気ディスク装置については、装置内の現在のファイルごとの使用量を調査するとともに、1年後のファイルごとの使用量を予測し、予約システムのリソース管理のしきい値に照らして、ディスクドライブの増設要否を検討した。磁気ディスク装置内の各ファイルの使用量を、表5に示す。
ITサービスマネージャ試験(平成23年 午後1 問2 表5)
〔新サービスの企画〕  (1) 企画部は、携帯会員向けの新たなサービスを企画した。その内容は、携帯会員が予約した後、携帯電話に乗車票を表示するようにして、乗車時には乗車票を見せるだけで乗車できるサービス(以下、新サービスという)である。2か月後に一部の携帯会員に対して新サービスの試行を開始し、各種評価を行った上で、6か月後に全ての携帯会員に対して本格的に新サービスを開始する計画である。  (2) システム部は、新サービスに対応するために予約システムの機能改修を計画・実施した。   〔新サービスに向けたテスト〕  システム部は新サービスに向けて、次に示すテストを行った。  (1) 予約システムの機能テストを行い、良好な結果を得た。  (2) トランザクションのピーク時間帯を想定した、予約システムの性能テストを計画した。本番環境と同じシステム構成で、過負荷用シミュレータを用いた性能テストを行い、良好な結果を得た。  (3) “販促活動を強化するために、1か月先までの座席予約状況リストをいつでも出力できるようにしてほしい”という営業部からの強い要望を受けて、予約状況表示プログラムを作成した。このプログラムは、座席予約状況リストが必要になるたびに営業部が起動し、APサーバ上で実行される。大量の座席予約データを参照するので、CPU負荷が高い。処理時間は、通常5分程度である。本番環境と同じシステム構成で、予約状況表示プログラムの機能テストを行い、良好な結果を得た。  システム部は、これらのテストの結果、予約システムに問題がなかったことから、一部の携帯会員に対する新サービスの試行を、予定どおり開始することにした。   〔応答遅延の発生〕  新サービスの試行を開始してから約1か月後、携帯会員から“応答が遅い”という苦情があった。システム部で、応答遅延の発生状況を調査したところ、①新サービス開始の約1週間後から同様の事象があった、②トランザクションのピーク時間帯に、APサーバで予約状況表示プログラムが実行されていた、ということが分かった。  システム部では、応答遅延の再発防止のために、運用上の暫定的な回避策を検討し、営業部と調整することにした。   〔キャパシティ管理の見直し〕  システム部は、応答遅延の問題を発見できるように、キャパシティ管理の管理項目を追加することにした。

設問1:〔リソース使用状況の調査〕について、(1)、(2)に答えよ。

設問1(1)

問題文を見る
1年後のピーク時のWebサーバのCPU使用率(%)を求めよ。答えは小数第1位を四捨五入して、整数で求めよ。  なお、WebサーバのCPU負荷は、各端末からのトランザクション数に比例している。各端末からはトランザクションが均等に発生する。

模範解答

70

解説

解答の導き方

1年後のピーク時について、現在のWebサーバのCPU使用率を基準に、CPU負荷がどれだけ増えるかを求めます。
表2のピーク時トランザクション数の指標は、現在のPC会員を基準にしています。また、表3では、1トランザクション当たりのWebサーバのCPU使用時間が、PCは「1.0」、携帯電話は「1.2」とされています。したがって、トランザクション数の指標にCPU使用時間の比率を掛ければ、端末種類ごとのCPU負荷を比較できます。
現在のCPU負荷を計算すると、PC会員分は 、携帯会員分は です。合計は次のとおりです。
1年後は、PC会員分が 、携帯会員分が なので、合計は次のとおりです。
よって、1年後のCPU負荷は現在の 倍です。表4ではWebサーバ1台当たりの現在のピーク時CPU使用率が「48」%であり、「Webサーバの負荷は、均等に分散される」とあります。このため、各WebサーバのCPU使用率も同じ比率で増えると考えます。
小数第1位を四捨五入すると、整数で 70 になります。

誤りやすいポイント

  • トランザクション数だけを比べると、携帯電話の処理に必要なCPU使用時間がPCより大きい点を反映できません。携帯電話の指標には、表3の「1.2」を掛けます。
  • PC会員と携帯会員の指標を単純に足すだけでは、端末種類ごとのCPU負荷の違いが反映されません。
  • 1年後の負荷比率を、現在のCPU負荷の「48」%に加えるのではなく、現在値に負荷の倍率を掛けます。
  • Webサーバ1台当たりの使用率を求めるため、負荷分散が均等であることを踏まえて現在の1台当たりの測定値を基準にします。

FAQ

Q: 会員数の増加率ではなく、表2の指標を使うのはなぜですか?
A: 表2はピーク時トランザクション数の予測を示しているためです。CPU負荷はピーク時の処理量に基づいて見積もります。
Q: 現在の携帯会員分にも、表3の「1.2」を掛けるのですか?
A: はい。表3の比率は、携帯電話からの1トランザクションに必要なCPU使用時間を示しているため、現在と1年後の両方で適用します。
Q: 1年後の負荷が現在の何倍かを求めるのはなぜですか?
A: 表4の「48」%は現在の実測値です。1年後の負荷を現在の実測値から見積もるには、現在と1年後のCPU負荷の比率を掛けます。

関連キーワード: CPU使用率、ピーク負荷、トランザクション処理量、負荷分散、性能見積り

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設問1(2)

問題文を見る
1年後までに増設すべき、ディスクドライブの必要最小限の台数を求めよ。  なお、増設するディスクドライブの1台当たりの容量は、現在と同じ容量とする。磁気ディスク使用率は、リソース管理のしきい値を超えないものとする。

模範解答

2

解説

解答の導き方

1年後に必要な容量を、表5の各ファイルの予測から求めます。
  • 座席マスタファイル:
  • 会員マスタファイル:
  • 座席予約ファイル:
表5には、表中のファイル以外は保存されないとあります。したがって、1年後の使用量は合計でです。
次に、磁気ディスク使用率がしきい値の50%を超えないために必要な装置の容量を求めます。使用量が容量の50%以下となる必要があるので、必要な容量は以上です。
ディスクドライブは1台当たり300GBです。3,420GB以上を確保するには、合計で12台必要です。現在は10台搭載されているため、1年後までに増設する必要最小限の台数は2台です。

誤りやすいポイント

  • 1年後のファイル使用量を求める際、増加後の倍率を使用量に掛けず、増加分だけを計算してしまうことがあります。
  • 必要な総容量で割り出した台数と、増設する台数を混同しないようにします。必要な総台数は12台で、現在の10台との差が増設台数です。
  • 11台では容量がで、使用率はとなり、しきい値を超えます。端数の台数は使えないため、必要台数は切り上げます。

FAQ

Q: 現在の磁気ディスク使用率40%から、1年後の使用率を推定してはいけませんか?
A: 表5にファイルごとの1年後の使用量が示されているため、ファイルごとに予測使用量を計算し、その合計を使うのが適切です。
Q: 使用率がちょうど50%になる容量でもよいのですか?
A: 条件は「しきい値を超えない」ことなので、50%ちょうどは条件を満たします。ただし、ディスクドライブは整数台で増設するため、必要容量を満たす台数に切り上げます。

関連キーワード: 容量計画、ディスク使用率、しきい値管理、需要予測

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設問2:〔応答遅延の発生〕について、(1)、(2)に答えよ。

設問2(1)

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応答遅延の発生は、新サービスに向けたテストを工夫していれば防止することができた。〔新サービスに向けたテスト〕において、実施すべきであったテストの内容を、40字以内で述べよ。

模範解答

予約システムの性能テスト実施中に、予約状況表示プログラムを実行する。

解説

解答の導き方

問われているのは、応答遅延を事前に発見するために、性能テストでどのような状況を再現すべきだったかです。
まず、実際に遅延が発生した状況を確認します。本文には、トランザクションのピーク時間帯に「APサーバで予約状況表示プログラムが実行されていた」とあります。つまり、通常の予約処理が多い時間帯に、別の処理もAPサーバの資源を使っていました。
次に、予約状況表示プログラムの負荷を確認します。このプログラムは大量の座席予約データを参照するため「CPU負荷が高い」とされています。したがって、予約システムの性能テストでピーク時のトランザクションを発生させるだけでは、プログラムの実行が重なった場合のCPU負荷や応答時間を確かめられません。
実際に行ったテストでは、予約システムの性能テストと、予約状況表示プログラムの機能テストが別々に実施されています。機能テストで確認できるのは、プログラムが正しく動くことです。ピーク時の予約処理と同時に実行した場合の性能までは確認できません。
そこで、性能テスト中に予約状況表示プログラムも実行し、実際に遅延が起きた状況と同じように負荷を重ねて、応答性能への影響を確かめる必要があります。

誤りやすいポイント

  • 予約状況表示プログラムの機能テストだけで十分だと考えることです。機能が正しく動くことと、他の処理と同時に動かしても応答性能に問題がないことは別の確認事項です。
  • 性能テストでピーク時のトランザクションを再現していれば十分だと考えることです。実際の遅延には、CPU負荷の高いプログラムの実行が重なっていました。
  • 本番環境と同じシステム構成でテストすれば、実際の負荷状況も再現できていると考えることです。構成が同じでも、同時に実行する処理が異なれば、性能への影響を確認できません。

FAQ

Q: 予約状況表示プログラムの機能テストで、処理時間も確認していれば十分ですか?
A: それだけでは不十分です。ピーク時の予約処理と同時に動かしたときの負荷や応答時間も確認する必要があります。
Q: なぜピーク時間帯を想定した性能テストで実行するのですか?
A: 予約トランザクションが多い時間帯にプログラムのCPU負荷が重なると、応答遅延につながる可能性があるためです。
Q: このテストで確認するのは、プログラムが正しく動くかどうかですか?
A: 主な目的は、プログラム単体の機能ではなく、予約処理と同時に実行したときの予約システム全体の性能を確認することです。

関連キーワード: 性能テスト、負荷テスト、CPU使用率、同時実行、リソース競合

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設問2(2)

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営業部との調整を前提にした運用上の暫定的な回避策を、35字以内で述べよ。

模範解答

予約状況表示プログラムのピーク時間帯にかかる実行を禁止する。

解説

解答の導き方

  1. まず、遅延の原因となる状況を確認します。本文では、応答遅延が起きたときに「トランザクションのピーク時間帯に、APサーバで予約状況表示プログラムが実行されていた」と分かっています。
  2. 予約状況表示プログラムは、大量の座席予約データを参照するため「CPU負荷が高い」処理です。一方、ピーク時間帯は会員からのトランザクションも多く、APサーバの処理負荷が重なります。その結果、予約処理に使えるCPUが減り、応答が遅くなったと考えられます。
  3. 再発を防ぐには、予約状況表示プログラムの負荷が、トランザクションのピーク時間帯に重ならないように運用する必要があります。プログラムは営業部が必要になるたびに起動するため、営業部と調整し、ピーク時間帯にかかる実行を禁止します。ピーク時間帯以外の実行まで禁止する必要はありません。

誤りやすいポイント

  • 予約状況表示プログラムの実行を全面的に禁止することが対策だと考えてしまうこと。原因となるのはピーク時間帯との重複なので、その時間帯に限って実行を制限します。
  • プログラムの処理時間が通常5分程度であることから、影響は小さいと判断すること。実行時間の長短ではなく、CPU負荷の高い処理がピーク時の予約処理と重なることが問題です。
  • システム部だけで対策を決めること。営業部がプログラムを起動するため、実行を制限する時間帯について営業部との調整が必要です。

FAQ

Q: なぜ、予約状況表示プログラムの実行をピーク時間帯だけ制限するのですか?
A: トランザクションが多い時間帯にCPU負荷の高い処理が重なると、予約処理の応答が遅くなるためです。ピーク時間帯以外であれば、処理の重なりによる影響を抑えられます。
Q: なぜ営業部との調整が必要なのですか?
A: 予約状況表示プログラムは、座席予約状況リストが必要になるたびに営業部が起動する運用だからです。実行を制限する時間帯を営業部と共有し、業務に支障が出ないようにする必要があります。
Q: サーバの増強を回避策にしないのはなぜですか?
A: 設問が問うのは運用上の暫定的な回避策です。まず実行時間を調整してピーク時の負荷の重複を避けることで、応答遅延の再発を抑えられます。

関連キーワード: キャパシティ管理、CPU使用率、ピーク負荷、運用制限

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設問3:〔キャパシティ管理の見直し〕について、(1)、(2)に答えよ。

設問3(1)

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追加すべき管理項目を答えよ。

模範解答

応答時間

解説

解答の導き方

  1. 現在のキャパシティ管理では、各サーバのCPU使用率・メモリ使用率や磁気ディスク使用率を管理しています。これらは、システムを構成するリソースにどれだけ負荷がかかっているかを示す指標です。
  2. 一方、発生した問題は、携帯会員から「応答が遅い」という苦情が寄せられたことです。また、トランザクションのピーク時間帯に、CPU負荷の高い予約状況表示プログラムがAPサーバで実行されていました。問題として現れたのは、リソース使用率そのものではなく、利用者への応答の遅れです。
  3. CPU使用率などのリソース指標だけでは、利用者が実際にどれだけ待たされているかを直接把握できません。そこで、利用者の要求から応答までにかかる時間を管理対象に加えます。追加すべき管理項目は「応答時間」です。

誤りやすいポイント

  • CPU使用率を追加すればよいと考えることです。CPU使用率はすでに管理対象であり、今回追加するのは利用者へのサービス状況を直接表す項目です。
  • 応答遅延の原因となったプログラム名を答えることです。問われているのは、原因ではなくキャパシティ管理に追加する項目です。
  • トランザクション数や処理件数を答えることです。これらは負荷の大きさを表しますが、利用者が応答を待つ時間を直接示すものではありません。

FAQ

Q: CPU使用率が分かっていれば、応答の遅れも判断できますか?
A: CPU使用率は負荷の目安になりますが、利用者が実際に待つ時間とは別の指標です。応答の遅れを把握するには、応答時間も管理します。
Q: 応答時間は、どのような問題の予兆を捉えるのに役立ちますか?
A: 利用者向けの処理が遅くなり始めたことを捉え、問題が大きくなる前に調査や是正を検討する手掛かりになります。
Q: リソース使用率の管理は不要になりますか?
A: 不要にはなりません。リソース使用率は負荷の原因を調べる手掛かりになり、応答時間は利用者が受けるサービスの状態を示すため、両方を管理します。

関連キーワード: キャパシティ管理、応答時間、性能監視、CPU使用率、しきい値管理

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設問3(2)

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応答遅延の問題発生の予兆を検知して、是正処置をとれるようにしたい。どのようにすべきか、内容を、30字以内で述べよ。

模範解答

応答時間のしきい値を判定条件として設定する。

解説

解答の導き方

  1. 現在のキャパシティ管理では、「CPU使用率、メモリ使用率、磁気ディスク使用率」にしきい値を設定し、使用率を基にリソースの増設要否を判断しています。これはサーバやディスクの負荷を管理する方法です。
  2. しかし、リソース使用率を測定するだけでは、利用者が実際に感じる応答の遅れを直接判定できません。実際に、CPU負荷の高い予約状況表示プログラムがピーク時間帯にAPサーバで実行され、応答遅延が発生していました。
  3. したがって、応答遅延の予兆を検知するには、リソース使用率に加えて、サービスの応答時間そのものを管理する必要があります。応答時間にしきい値を設け、それを判定条件として使えば、遅延が問題になる前に検知し、是正処置につなげられます。

誤りやすいポイント

  • CPU使用率などのしきい値を細かく設定すれば十分だと考えること。リソースの負荷と利用者が感じる応答時間は、同じ指標ではありません。
  • 応答時間を測定するだけで、判定基準を設けないこと。問題の予兆を検知するには、しきい値を設定して測定結果と比較する必要があります。
  • 発生後の苦情を受けて対応するだけでよいと考えること。設問では、問題発生の予兆を検知し、是正処置をとれるようにする方法が問われています。

FAQ

Q: CPU使用率のしきい値では、応答遅延を検知できないのですか?
A: CPU使用率は負荷を知る手掛かりになりますが、応答時間を直接表す指標ではありません。応答遅延を把握するには、応答時間も測定して判定する必要があります。
Q: 応答時間のしきい値は、何のために設定しますか?
A: 測定した応答時間が許容範囲を超えたかどうかを判断し、必要な対応を始める基準にするためです。
Q: しきい値を設定すれば、応答遅延を必ず防げますか?
A: 必ず防げるわけではありませんが、遅延の兆候を把握し、早めの是正処置につなげやすくなります。

関連キーワード: キャパシティ管理、応答時間、しきい値監視、性能管理、リソース使用率

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