並列システムを理解する
並列冗長系では、少なくとも一つの系が動けばサービス継続できる。全体停止は全系同時停止なので、停止率の積を求めて1から引く。
この単元で学ぶこと
- 少なくとも一系稼働の意味と役割を説明できる
- 全系停止の意味と役割を説明できる
- 補集合の意味と役割を説明できる
- 2系・n系の並列稼働率と共通原因故障の影響を説明できる
本文解説
2系の稼働率A,Bが独立なら並列稼働率=1-(1-A)(1-B)。同一稼働率Aのn系なら1-(1-A)^n。
少なくとも一系稼働 並列冗長系では一つ以上の要素が正常なら全体稼働とみなす。 負荷分散型でも待機型でも要件を確認する。
全系停止 並列系が停止するのはすべての要素が同時停止した場合。 独立なら停止率を掛ける。
補集合 全体稼働率は1-全系停止確率で求める。 少なくとも一つ稼働の確率を直接足さない。
冗長度 同じ役割の系を追加する程度。 独立故障なら可用性向上を期待できる。
共通原因故障 複数冗長系が同じ原因で同時停止する故障。 独立性仮定を崩し冗長化効果を下げる。
まず停止率へ変換し全停止を掛け、最後に1から引く。
稼働率0.95の独立3台並列なら停止率0.05^3=0.000125、稼働率0.999875。
図解
重要ポイント
- 少なくとも一系稼働: 並列冗長系では一つ以上の要素が正常なら全体稼働とみなす。
- 全系停止: 並列系が停止するのはすべての要素が同時停止した場合。
- 補集合: 全体稼働率は1-全系停止確率で求める。
- 冗長度: 同じ役割の系を追加する程度。
- 並列は全停止確率を求める。
間違えやすい点
- 稼働率を単純に足して1を超えさせない。
- 共通電源など独立性を壊す要因を無視しない。
- 並列数増加でコストや複雑性も増えることを忘れない。
用語解説
- 少なくとも一系稼働
- 並列冗長系では一つ以上の要素が正常なら全体稼働とみなす。
- 全系停止
- 並列系が停止するのはすべての要素が同時停止した場合。
- 補集合
- 全体稼働率は1-全系停止確率で求める。
- 冗長度
- 同じ役割の系を追加する程度。
- 共通原因故障
- 複数冗長系が同じ原因で同時停止する故障。
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参考資料
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