システムの構成
1.システムとは？
複数のコンピュータやサーバ、プリンタなどが集まった時の全体の構成のこと。一つ一つのハードウェアを組み合わせることによってシステムが成り立っている。
2.デュアルシステムとデュプレックスシステム
デュアルシステム
二つのシステムを用意し、並列して同じ処理を走らせて、結果を比較して照合する方式。高い信頼性が得られるほか、一つのシステムに障害が生じても処理を続行することができる。
デュプレックスシステム
二つのシステムを用意し、普段は片方のみ稼働させて、もう一方は待機させておく方式。主系システムに障害が起きたら従系システムに切り替える。従系の待機のさせ方によって三つのスタンバイ方式がある。
ホットスタンバイ 従系のシステムを常に稼働可能な状態で待機させておく。障害発生時に自動的に従系に切り替えて処理を継続することをフェールオーバと呼ぶ。
ウォームスタンバイ 従系のシステムを本番と同じような状態で用意してあるが、すぐには稼働できない状態で待機させておく。切り替えに少し時間がかかる。
コールドスタンバイ 従系のシステムを機器の用意だけして稼働させずに待機させておく。
3.RAID
複数台のハードディスクを接続して全体で一つの記憶装置として扱う仕組みをRAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)と呼ぶ。
RAID0
複数台のハードディスクにデータを分散することで高速化したもの。これをストライピングという。
RAID1
複数台のハードディスクに同時に同じデータを書き込むもの。これをミラーリングという。
RAID0+1, RAID1+0
RAID0、RAID1は速度、信頼性のどちらか一方しか向上しない。そのため、この二つを組み合わせた技術がRAID0+1, RAID1+0である。RAID0+1はストライピングしたディスクをミラーリングする。RAID1+0はミラーリングしたディスクをストライピングする。どちらも最低ディスクが4台必要になる。
RAID3, RAID4
複数台のディスクのうち一台を誤り訂正用のパリティディスクにするもの。パリティディスクには他のディスクの偶数パリティを保存しておく。一つのディスクが故障した場合、パリティを用いて復元ができる。これをビット毎に行う方式がRAID3、ブロック毎に行う方式がRAID4である。
RAID5
RAID4のパリティディスクは誤り訂正専用であるため、通常は使われない。しかし、データを分散させた方がアクセス効率は上がるので、パリティをブロック毎に分散し、通常時にも全てのディスクを使うようにした方式。
RAID6
RAID5においてディスクが二種類同時に壊れても大丈夫なように、冗長データを二種類作成したもの。
4.信頼性設計
フォールトトラレンス システムの一部で障害が起こっても、機能停止を防ぐ設計手法。
フォールトアボイダンス 個々の機器の障害が起こる確率を下げて、全体的信頼性を向上させる考え方。
フェールセーフ システムに障害が発生した時、安全に制御する方法。
フェールソフト システムに障害が発生した時、当該部分を切り離すなどして最低限のシステムの稼働を続ける方法。この時限定的に稼働を続ける操作をフォールバックという。
フォールトマスキング 障害発生時にその影響が外部に出ない様にする方法。
フールプルーフ 利用者が間違った操作をしても危険な状況にならない様にするか、そもそも間違った操作ができない様にする設計手法。
5.色々なシステム構成
クラスタ 複数のコンピュータを結合してひとまとまりにしたシステム。
シンクライアント クライアントの端末では最小限の処理しか行わず、ほとんどの処理をサーバで行う方式。
P2P(ピアツーピア) 端末同士で対等に通信を行う方式。サーバを介さずクライアント同士で直接アクセスする。
分散処理システム 複数台のコンピュータが通信しあって複数のプログラムを並列的に実行し、一つの処理を行うシステム。複数の場所で処理を行うが、場所にかかわらず利用者が同じ方法でアクセスできるアクセス透過性が重要になる。
CDN 動画などの大容量のデータを利用する際に、インターネット回線の負荷を軽減するためにサーバを分散配置する手法。
6.仮想化技術
サーバの仮想化方式には、OSの上にアプリケーションをインストールして仮想マシンを実行するゲストOS方式と、物理マシンに仮想OSを直接インストールするハイパーバイザ方式がある。
サーバの性能を上げるためには、サーバのハードウェアを高性能なものにするスケールアップと、サーバの数を増やすスケールアウトがある。仮想サーバではこの二つの手法を同時に用いている。
シンプロビジョニング サーバではなく、ハードディスクなどのストレージを仮想化する技術。
ライブマイグレーション 仮想サーバで稼働しているOSやソフトウェアを停止させることなく、他の物理サーバへ移し替える技術。