システムアーキテクト 2021年 午前2 問23

フォールトトレランス【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文の主語「フォールトトレランス」の定義を頭に置く（故障発生時にも機能を維持する設計）。
2. 各選択肢がその定義に一致するか確認する：冗長化（多重化）はフォールトトレランスの代表手段であるか。
3. フェールソフト／フェールセーフの意味を正確に判定する（どちらがフォールトトレランスに含まれるか誤認しやすい点を確認）。
4. 「ゼロ時間で回復する」など現実的でない記述は除外する。
5. 上記をもとに最も妥当な選択肢を選ぶ（ウ）。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「ソフトウェアの不具合によるシステム故障のようなソフトウェアフォールトに対処した設計を、フェールソフトと呼ぶ。」
  • 誤り。フェールソフト（fail-soft）は故障時に機能を限定してでも動作を継続する設計を指し、ソフトウェア故障に限定された用語ではありません。ハードウェア故障や資源不足時の「劣化動作（degraded mode）」もフェールソフトに該当します。
• イ: 「フェールセーフはフォールトトレランスに含まれるが、フェールソフトは含まれない。」
  • 誤り。フェールソフトはフォールトトレランスの実現手法の一つとして扱われます。一方、フェールセーフは故障時に安全側へ移行する設計思想であり、必ずしもシステムの継続性（フォールトトレランス）を目的とするものではありません。従ってこの包含関係は逆または不適切です。
• ウ: 「フォールトトレランスの実現方法として、システム全体の二重化がある。」
  • 正しい。冗長化（例：二重化、N重化、クラスタリング、ホットスタンバイ）はフォールトトレランスを実現する代表的な手段です。故障が起きた構成要素を別の冗長要素で代替して継続稼働させます。
• エ: 「フォールトトレランスは、システムを多重化することなく、故障の検出から回復までの時間をゼロにすることである。」
  • 誤り。フォールトトレランスは通常、冗長化（多重化）を用いることで実現されます。また、故障検出から回復までの時間を厳密にゼロにすることは現実的に不可能であり、目的は「許容可能なサービス継続性」の確保です。

よくある誤解

• フェールセーフ＝フォールトトレランス：フェールセーフは「安全を優先して停止させる」設計であり、必ずしもサービス継続（冗長化）を目指すフォールトトレランスとは別の考え方です。
• 冗長化すれば回復時間がゼロになる：冗長化でフェイルオーバーは短縮できるが、切替時間・同期遅延・状態復旧などによりゼロにはならない点を見落としがちです。
• フェールソフトはソフトウェア限定の概念：フェールソフトはソフト・ハードを問わず「機能を限定して継続」を意味します。

補足コラム

• ハードウェア冗長化：二重化（2重化）、N-modular redundancy（例えばトリプル冗長化＋多数決による誤り訂正）。
• クラスタリング：アクティブ-スタンバイ（ホットスタンバイ）やアクティブ-アクティブ構成。
• ストレージ冗長化：RAID（ミラーリングやパリティ）。
• ソフトウェア設計：フェールソフトによる劣化運用（例：一部機能を停止してコア機能を維持）。 フェールセーフの実例：鉄道の信号が故障したら信号を「停止」に保つ、原子炉のSCRAM（自動停止）など。目的が「安全の確保」である点が特徴です。

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