2011年 秋期 応用情報技術者試験 問4

サーバの仮想化

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。