応用情報技術者過去問題 平成23年秋期 午後問4

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問4 システムアーキテクチャ

サーバの仮想化に関する次の記述を読んで,設問1〜3に答えよ。

 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。
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〔冗長構成の考え方〕
  • 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イブ/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。
  • 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。
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 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。
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〔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。
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〔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。
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設問1

経理システムの可用性について,(1),(2)に答えよ。
  • 本文中のabに入れる適切な式を解答群の中から選び,記号で答えよ。
  • 現行システム,構成案1及び構成案2を,可用性の最も高いものから降順に答えよ。解答する際は,"現行","1","2" を記入すること。
a,b に関する解答群
  • 1−(1−p)2
  • 1−(1−p)3
  • (1−(1−p)2)2
  • (1−(1−p)2)3
  • (1−(1−p)3)2
  • (1−(1−p)3)3

-解答入力欄-

    • a:
    • b:

-解答例・解答の要点-

    • a:
    • b:
    • 1>2>現行

-解説-

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設問2

表4中のcに入れる適切な数値を答えよ。答えは,小数第1位まで求めよ。

-解答入力欄-

  • c:

-解答例・解答の要点-

  • c:27.5

-解説-

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設問3

構成案1では,ブレード1で障害が発生すると,ブレード1上で稼働していた仮想サーバがブレード3で稼働することになる。このとき,ブレード2のメモリ使用量が搭載しているメモリ容量を超えてしまう。その理由を35字以内で述べよ。また,このとき何Gバイトのメモリが不足するかを答えよ。

-解答入力欄-

  • 理由:

  • 不足:Gバイト

-解答例・解答の要点-

  • 理由:
    経理DBサーバ2がスタンバイ状態からアクティブ状態になるから (30文字)
  • 不足:0.8

-解説-

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