2010年 春期 応用情報技術者試験 問4

インターネットを介した情報提供システム

Z社は、利用者が希望する映画のタイトル、あらすじ、上映館、上映期間などの映画情報を表示する情報提供サービスを行っており、平均待ち時間の目標値を40ミリ秒以下としている。このサービスに使用する情報提供システムの現在のシステム構成を図1に示す。

WebサーバとデータベースサーバにおいてWebサーバとDBサーバを一体のシステムとして、現在のシステムの状況を調査したところ、1分当たりのアクセス数は平均600件、1アクセス当たりの平均処理時間Tpは40ミリ秒であった。また、アクセス頻度はおおむねa分布に、処理時間はおおむねb分布に従っていたので、M/M/1の待ち行列モデルによって評価することにした。

[システム構成の見直し]

アクセス数が順調に増加しているので、現在のシステム構成のままでは、将来、平均待ち時間がZ社の目標値を超えてしまう可能性のあることが分かった。そこで、この問題に対処するために、情報提供システムのシステム構成を見直して、図2に示すように、負荷分散装置を介して現行Webサーバと同等の処理能力を有するWebサーバ3台に負荷分散するシステム構成を検討することにした。

見直し後のシステムの負荷分散装置では、次の(i)～(v)の負荷分散方式のいずれかを選択することができる。

(i) ラウンドロビン方式：あらかじめ決めた順序で各Webサーバにアクセスを振り分ける。

(ii) 加重ラウンドロビン方式：Webサーバの処理能力に応じて、アクセスを振り分ける。

(iii) 最少クライアント数方式：接続中のクライアント数が最も少ないWebサーバにアクセスを振り分ける。

(iv) 最小データ通信量方式：データ通信量が最も少ないWebサーバにアクセスを振り分ける。

(v) 最小負荷方式：CPU使用率が最も低いWebサーバにアクセスを振り分ける。

Z社では、負荷分散方式としては、設定の容易なラウンドロビン方式を採用することにした。

しかし、図2の見直し後のシステム構成においても、①アクセス数が一定数を超過すると、Webサーバが高負荷状態となり、待ち時間が長くなるなどの事象が発生することから、更なる対処が必要と考えた。

[新サービスの追加]

Z社では、「システム構成の見直し」後に、利便性を向上させるため、今までのサービスに加えて、Webサーバにかかる負荷が大きい新サービスも提供することになった。この新サービスの提供では、WebサーバがDBサーバから取得してPCへ送信する、1アクセス当たりのデータ量が増加するので、WebサーバでのCPU処理時間も増加する。そこで、見直し後のシステムで採用していたラウンドロビン方式について再評価したところ、②複数の利用者が同時にアクセスしているとき、同じサービスを要求した利用者同士でも応答時間に大きならつきが生じ、平均待ち時間が目標値を超える場合があることが判明したので、③負荷分散方式の設定を変更することにした。

なお、DBサーバについては、性能的に十分な余裕があり、システム全体の性能に影響を与えることはないことが分かっている。