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平成29年度春 応用情報技術者試験 午後問4 システムアーキテクチャ 設問3 合格率アップ!動画付き解説!

仮想環境の構築に関する次の記述を読んで、設問1~4に答えよ。

N会計事務所は、数十人の公認会計士、税理士、司法書士を有する、中堅の公認会計士事務所である。所内では、業務用の会計システム、法務システム、契約管理システム及び総務システムが稼働している。業務拡大に合わせて所内システムの改修を行ってきたが、サーバ類の老朽化が顕著になってきたことから、サーバなどの業務システム基盤を再構築することになった。

〔現行システムの構成〕

N会計事務所の所内システムは、各業態の顧客経理支援業務に利用されるので24時間稼働している。業務要件として、会計システムは24時間無停止での稼働が必要で、業務が集中したときでも一定の性能が求められる。法務システムは30分以内の停止が許容されている。

会計システムと法務システムは、それぞれアプリケーションサーバ(以下、APサーバという)とデータベースサーバ(以下、DBサーバという)の2種類のサーバで構成されており、契約管理システムと総務システムは、それぞれAPサーバとDBサーバを兼用するサーバで構成されている。会計APサーバは負荷分散装置によるアクティブ/アクティブ方式、法務APサーバは手動によるアクティブ/スタンバイ方式で冗長化され、DBサーバは両システムともアクティブ/アクティブ方式のクラスタリング構成となっている。会計APサーバで処理するトランザクションは、会計APサーバ1と会計APサーバ2に均等に分散される。法務APサーバで現用系サーバが故障した場合、20分以内に待機系を手動で起動し、アクティブな状態にできる。現行システムの構成を図1に示す。

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図1 現行システムの構成(抜粋)

システム課のB課長は、現行システムのそれぞれのサーバの稼働状況を調査した。現行システムは、10台のサーバから構成されており、いずれのサーバもCPU数は1でコア数が2の機器である。現行システムのリソース使用状況を表1に示す。

表1 現行システムのリソース使用状況

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〔仮想化システムの機能〕

B課長は、仮想化システムを利用して仮想サーバ環境を構築し、現行サーバ群を仮想サーバ上で稼働させることを検討した。各現行サーバは、再構築後の仮想サーバ環境において、いずれかの物理サーバに仮想サーバとして割り当てる。このとき仮想化システムの機能である、複数の物理サーバのリソースをグループ化して管理するリソースプールと呼ぶ仕組みを利用する。例えば、ある仮想サーバにCPUやメモリといったリソースを追加する場合、1台の物理サーバのリソースの制限にとらわれることなく、リソースプールからリソースを割り当てればよい。表2は、仮想化システムの機能の説明を抜粋したものである。

表2 仮想化システムの機能の説明(抜粋)

機能名 説明
オーバコミット 各仮想サーバに割り当てるリソース量の合計が、物理サーバに搭載された物理リソース量の合計を超えることができるようにする機能である。
自動再起動 物理サーバに障害が発生した場合に、その物理サーバ上で稼働していた仮想サーバを、別の物理サーバで自動的に再起動させる機能である。再起動には数分の時間を要する。処理中のトランザクションは破棄される。
ライブマイグレーション 稼働中の仮想サーバを、停止させることなく別の物理サーバ上に稼働させる機能である。
シンプロビジョニング ストレージを仮想化することによって、実際に使用している量だけを割り当てる機能である。この機能を利用することによって、物理的な容量を超えるストレージ容量を仮想サーバに割り当てることができる。

仮想化システムでは、各仮想サーバに割り当てるリソース量に上限値と下限値を設定できる。上限値を設定した場合は、設定されたリソース量までしか使用できない。下限値を設定した場合は、設定されたリソース量を確保し、占有して使用できる。上限値も下限値も設定しない場合は、起動時にリソースを均等に分け合う。

〔業務システム基盤の構成〕

B課長は仮想化システムの処理能力を次のように仮定して、業務システム基盤の構成を設計した。

・物理サーバで仮想サーバを動作させるための仮想化システムに必要なCPUとメモリは、十分な余裕をもたせて、物理サーバのCPUとメモリ全体の50%と想定する。CPUとメモリ以外のリソースの消費は無視する。

・仮想サーバのCPUの1コア1GHz当たりの処理能力は、現行システムのCPUの1コア1GHz当たりの処理能力と同等とする。

・CPUの処理能力は、コア数に比例する。

・CPU使用量は処理能力とその平均使用率の積とする。これをGHz相当として表す。

B課長は、業務システム基盤の拡張性を考慮し、クロック周波数が4.0GHzの8コアプロセツサを1個と64Gバイトのメモリを搭載した物理サーバを3台同一機種で用意することにした。また、2台以上の物理サーバが同時に停止しない限りは、システム性能の低下は発生させないことにし、全業務無停止でのメンテナンスを可能とする。現行システムの業務要件を踏襲し、今回導入する仮想サーバの構成から、各物理サーバのCPUとメモリの使用率は、65%以下の目標値を定めた。

共有ディスクは、RAID5構成のストレージユニットとし、20Tバイトの実効容量をもたせることにした。

会計システムの冗長化構成は維持する。具体的には会計システムを負荷分散装置によるアクティブ/アクティブ方式の構成とする。法務APサーバの待機系であるサーバ6は廃止する。サーバ6以外の全ての仮想サーバのリソース使用量は、対応する現行サーバと同じとするが、上限値と下限値の設定は行わずに、仮想サーバに移行することにした。B課長の考えた業務システム基盤の構成案を図2に示す。

図2 業務システム基盤の構成案

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〔CPU、メモリの使用率について〕

(1) 業務システム基盤は、仮想化システムの稼働に必要なリソースを差し引いて、CPUの処理能力の合計が48GHz相当、メモリ容量の合計が96Gバイトのリソースプールで構成される。現行システムのCPU使用量は26.2GHz相当、メモリ使用量は42.8Gバイトとなるが、サーバ6を廃止することからリソースプールの使用率は、CPU使用率がa%、メモリ使用率がb%となる。

(2) ストレージユニットは物理サーバの共有ディスクとして接続する。各仮想サーバには現行システムと同容量をストレージユニットから割り当てるので、各仮想サーバに割り当てるストレージ容量の合計はストレージユニットの容量を超える。

〔資産査定システムの追加について〕

B課長が業務システム基盤の構成の設計を完了した後に、会計業務を統括する事務所長から、資産査定システムの追加を検討してほしいとの要望があった。B課長は資産査定システムを会計システムと同様なサーバ構成で構築することにし、必要なリソース量を調査した。資産査定システムのリソース使用量の見込みを表3に示す。

表3 資産査定システムのリソース使用量の見込み

追加サーバ システム サーバ種類 CPU使用量(GHz相当) メモリ使用量(Gバイト) ストレージ使用量(Tバイト)
サーバ11 資産査定 AP 1.2 6.5 1
サーバ12 資産査定 AP 1.2 6.5 1
サーバ13 資産査定 DB 1.2 6.5 1
サーバ14 資産査定 DB 1.2 6.5 1
合計 4.8 26 4

資産査定システムを業務システム基盤に加えた場合、メモリ使用量は68.4Gバイトとなることから、リソースプールのメモリ使用率がc%となり、物理サーバが1台停止すると、N会計事務所の全システムの処理性能が低下してしまうことが判明した。B課長は、当面の間、会計以外のシステムについては、障害発生時の性能低下を容認し、①1台の物理サーバが停止したとしても、物理サーバの増設やリソースの拡張をせずに、会計システムの性能を低下させないための対策を採ることにした。

設問3

図2の業務システム基盤の構成案の右表について、物理サーバと各システムの組合せを採用した理由を解答群の中から全て選び、記号で答えよ。

解答群

  • ア:CPUの負荷を最小化する。
  • イ:各物理サーバのリソース使用量を平均化する。
  • ウ:ストレージユニットの容量を最小化する。
  • エ:物理サーバの陣害時に備えてシステムを冗長化する。
  • オ:物理サーバの増設を容易にする。

解説

各物理サーバ内の仮想サーバとリソース使用状況は下記の通りです。

PSサーバ1

 会計AP サーバ1 3GHz-60% 8Gバイト-70% 2Tバイト-70%

 会計DB サーバ4 3GHz-60% 6Gバイト-60% 4Tバイト-65%

 法務DB サーバ7 2GHz-60% 6Gバイト-60% 4Tバイト-50%

1コアあたりCPU 4.8GHz (= (3 * 60/100) + (3 * 60/100) + (2 * 60/100))

メモリ 12.8バイト (= (8 * 70/100) + (6 * 60/100) + (6 * 60/100))

ストレージ 6Tバイト (= (2 * 70/100) + (4 * 65/100) + (4 * 50/100))

PSサーバ2

 会計AP サーバ2 3GHz-60% 8Gバイト-70% 2Tバイト-70%

 法務AP サーバ5 2GHz-70% 8Gバイト-70% 2Tバイト-70%

 契約管理 サーバ9 2GHz-50% 6Gバイト-60% 2Tバイト-40%

1コアあたりCPU 4.2GHz (= (3 * 60/100) + (2 * 70/100) + (2 * 50/100))

メモリ 14.8バイト (= (8 * 70/100) + (8 * 70/100) + (6 * 60/100))

ストレージ 3.6Tバイト (= (2 * 70/100) + (2 * 70/100) + (2 * 40/100))

PSサーバ3

 会計DB サーバ3 3GHz-60% 6Gバイト-60% 4Tバイト-65%

 法務DB サーバ8 2GHz-60% 6Gバイト-60% 4Tバイト-50%

 総務 サーバ10 2GHz-50% 8Gバイト-70% 2Tバイト-50%

1コアあたりCPU 4.0GHz (= (3 * 60/100) + (2 * 60/100) + (2 * 50/100))

メモリ 12.8バイト (= (6 * 60/100) + (6 * 60/100) + (8 * 70/100))

ストレージ 6.2Tバイト (= (4 * 65/100) + (4 * 65/100) + (2 * 50/100))

上記より、リソース利用状況は3つの物理サーバともに大きく違いはありません。

したがって、「イ 各物理サーバのリソース使用量を平均化」しているといえます。

もう一つ

PSサーバ1

 会計AP サーバ1

 会計DB サーバ4

 法務DB サーバ7

PSサーバ2

 会計AP サーバ2

 法務AP サーバ5

 契約管理 サーバ9

PSサーバ3

 会計DB サーバ3

 法務DB サーバ8

 総務 サーバ10

PSサーバ1が故障した場合を考えると

PSサーバ2

 会計AP サーバ2

 法務AP サーバ5

 契約管理 サーバ9

PSサーバ3

 会計DB サーバ3

 法務DB サーバ8

 総務 サーバ10

会計APはPSサーバ2、会計DBはPSサーバ3

法務APはPSサーバ2、法務DBはPSサーバ3

契約管理サーバはPSサーバ2

総務サーバはPSサーバ3

となり、すべてのシステムが動作しています。

PSサーバ2が故障した場合を考えると

PSサーバ1

 会計AP サーバ1

 会計DB サーバ4

 法務DB サーバ7

PSサーバ3

 会計DB サーバ3

 法務DB サーバ8

 総務 サーバ10

会計APはPSサーバ1、会計DBはPSサーバ1

法務APは停止、法務DBはPSサーバ3

契約管理サーバは停止

総務サーバはPSサーバ3

となり、法務システムと契約管理サーバが停止します。

法務システムは30分以内は停止が許容されているので、30分以内にPS2サーバを動作させればOKです。契約管理サーバは特に制約はありません。

PSサーバ3が故障した場合を考えると

PSサーバ1

 会計AP サーバ1

 会計DB サーバ4

 法務DB サーバ7

PSサーバ2

 会計AP サーバ2

 法務AP サーバ5

 契約管理 サーバ9

会計APはPSサーバ1、会計DBはPSサーバ1

法務APはPSサーバ2、法務DBはPSサーバ1

契約管理サーバはPSサーバ2

総務サーバは停止

となり、総務サーバが停止します。

総務サーバは特に制約はありません。

このことから「エ 物理サーバの障害時に備えてシステムを冗長化する」といえます。

平成29年度春 応用情報技術者試験 午後

問1 情報セキュリティ設問1

問1 情報セキュリティ設問2

問1 情報セキュリティ設問3

問1 情報セキュリティ設問4

問1 情報セキュリティ設問5

問2 経営戦略設問1

問2 経営戦略設問2

問3 プログラミング設問1

問3 プログラミング設問2

問3 プログラミング設問3

問3 プログラミング設問4

問3 プログラミング設問5

問4 システムアーキテクチャ設問1

問4 システムアーキテクチャ設問2

問4 システムアーキテクチャ設問3

問4 システムアーキテクチャ設問4

問5 ネットワーク 業務経験が乏しいので解説を差し控えます。ご了承ください。

問6 データベース設問1

問6 データベース設問2

問6 データベース設問3

問6 データベース設問4

問8 情報システム開発設問1

問8 情報システム開発設問2

問8 情報システム開発設問3

問8 情報システム開発設問4

問9 プロジェクトマネジメント設問1

問9 プロジェクトマネジメント設問2

問10 サービスマネジメント設問1

問10 サービスマネジメント設問2

問10 サービスマネジメント設問3

問10 サービスマネジメント設問4

問11 システム監査設問1

問11 システム監査設問2

問11 システム監査設問3

問11 システム監査設問4

問11 システム監査設問5


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