【中学生でもわかるIT用語】スケールアップとスケールアウトとは 物語と実際の事例でわかりやすく解説

『サ行』の用語

スケールアップとスケールアウト

① 物語性を取り入れた説明

新入社員のケンイチは、IT部署に配属されてから、日々新しいことを学んでいました。ある日、彼は課長の鈴木に「スケールアップスケールアウト」について尋ねる機会がありました。

ケンイチ: 「課長、スケールアップスケールアウトって何ですか?名前は聞いたことがあるんですけど、具体的にどう違うのかよくわかりません。」

鈴木課長: 「スケールアップとスケールアウトは、システムの性能を向上させるための方法だよ。まず、スケールアップから説明しよう。スケールアップとは、1台のサーバーやコンピュータの性能を向上させることだ。例えば、メモリを増設したり、より高速なCPUに交換したりするんだ。」

ケンイチ: 「それなら、簡単に理解できそうです。」

鈴木課長: 「そうだね。スケールアップは、システム全体の構造を変更せずに性能を向上させるのに適しているんだ。でも、スケールアップには限界がある。一台のサーバーにどれだけの性能を追加しても、物理的な制約があるからね。」

ケンイチ: 「なるほど。じゃあ、スケールアウトはどう違うんですか?」

鈴木課長: 「スケールアウトは、複数のサーバーを追加してシステム全体の性能を向上させる方法だよ。例えば、大きなレストランを考えてみて。お客さんが増えると、一つのキッチンだけでは対応できなくなる。そこで、キッチンを増設して複数のシェフが同時に調理できるようにするんだ。」

ケンイチ: 「それって効率的ですね。たくさんのお客さんに対応できるようになる。」

鈴木課長: 「その通り。スケールアウトは、負荷分散の効果もあるから、一つのサーバーが故障しても他のサーバーがその負荷を引き受けることができるんだ。これにより、システムの信頼性も向上する。」

ケンイチ: 「どちらを選ぶかは、どのように決めるんですか?」

鈴木課長: 「それは、システムの要求と予算によるね。スケールアップは初期投資が少なくて済むけど、拡張の限界がある。一方、スケールアウトは拡張性が高いけど、管理が複雑になることもあるんだ。」

ケンイチ: 「なるほど、それぞれのメリットとデメリットを理解することが大事なんですね。」

鈴木課長: 「その通り。システムの要求に応じて最適な方法を選ぶことが重要だよ。」


スケールアップとスケールアウトの定義: スケールアップとは、1台のサーバーやコンピュータの性能を向上させることです。スケールアウトとは、複数のサーバーを追加してシステム全体の性能を向上させることです。スケールアップは、システムの構造を変更せずに性能を向上させるのに適していますが、物理的な制約があります。スケールアウトは、負荷分散や信頼性向上の効果があり、拡張性が高いです。


② 実際の事例

企業や自治体での使用例

企業: ある大手Eコマース企業では、ショッピングサイトのパフォーマンス向上が求められていました。特にセール時期にはアクセスが急増し、サイトが遅くなる問題が発生していました。この企業は、以下の方法でスケールアップとスケールアウトを活用しました:

  1. スケールアップ:
    • サーバーのメモリを増設し、高速なCPUに交換しました。
    • 一時的な解決策として、一部の処理を高性能サーバーに移しました。
  2. スケールアウト:
    • 複数のサーバーを追加して、ウェブトラフィックを分散させました。
    • 負荷分散装置(ロードバランサ)を導入し、各サーバーへのリクエストを均等に振り分けました。
    • サーバー間でデータベースのレプリケーションを行い、データの一貫性を保ちました。

これらの取り組みにより、企業は以下の成果を得ました:

  • セール時期のウェブサイトのパフォーマンスが大幅に向上
  • サイトのダウンタイムが減少し、顧客満足度が向上
  • 拡張性が高まり、将来的な成長に対応可能なインフラが整備

自治体: ある大都市の自治体では、市民サービスのオンライン申請システムのパフォーマンス向上が課題でした。特に災害時にはアクセスが急増し、システムが停止することがありました。この自治体は、以下の方法でスケールアップとスケールアウトを活用しました:

  1. スケールアップ:
    • 既存のサーバーにメモリを増設し、ストレージを拡張しました。
    • 高速なネットワーク機器を導入し、通信速度を向上させました。
  2. スケールアウト:
    • 複数のサーバーを追加し、オンライン申請システムを分散配置しました。
    • 負荷分散装置を導入し、各サーバーへのリクエストを均等に振り分けました。
    • クラウドサービスを活用し、ピーク時のアクセス増加に対応しました。

これらの取り組みにより、自治体は以下の成果を得ました:

  • 災害時のオンライン申請システムのパフォーマンスが向上
  • システムの信頼性が高まり、市民からの信頼度が向上
  • 拡張性が高まり、将来的な市民サービスの増加に対応可能

③ クイズや小テスト

クイズ1 スケールアップの主な方法はどれですか?

A. サーバーのメモリを増設する
B. 複数のサーバーを追加する
C. ネットワークの速度を上げる

クイズ2 スケールアウトの利点は何ですか?

A. 初期投資が少ない
B. 物理的な制約がある
C. 拡張性が高く、負荷分散ができる

クイズ3 スケールアップとスケールアウトの違いは何ですか?

A. スケールアップはサーバーの性能を向上させ、スケールアウトはサーバーを追加する
B. スケールアップは複数のサーバーを追加し、スケールアウトはサーバーの性能を向上させる
C. 両者は同じ意味で使われる

回答

クイズ1: A. サーバーのメモリを増設する
クイズ2: C. 拡張性が高く、負荷分散ができる
クイズ3: A. スケールアップはサーバーの性能を向上させ、スケールアウトはサーバーを追加する

応用情報技術者試験 令和元年秋 午前問13

応用情報技術者令和元年秋期問13 スケールアウトが適しているシステム
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