スケールアップ・スケールアウトとは？

スケールアップ・スケールアウトの意味

処理能力を増やす2つの方法。スケールアップは1台の性能を上げる、スケールアウトは台数を増やす。クラウドでは利用量に応じて自動的に増減させることもでき、繁忙期だけ能力を増やす使い方と費用の関係が問われる。

スケールアップ・スケールアウトの具体例

年末の受注集中に備え、クラウド上のサーバ台数を12月だけ3倍に増やす設定にした。増設分は自動で追加・削除されるため、機器を買い足す場合と違って費用は使った期間分だけで済み、閑散期は元の台数へ戻る。

スケールアップ・スケールアウトは試験でどう引っ掛けられる？

1台の性能向上には上限があり、また増強のために停止が必要な場合がある。一方、台数を増やす方式はどんな処理でも有効とは限らず、処理を分割できる仕組みがあることが前提になる。

スケールアップ・スケールアウトと関連する用語

• 負荷分散（ロードバランサ）
• 仮想化

スケールアップ・スケールアウトが出た過去問

• 物理サーバのスケールアウトに関する記述として、適切なものはどれか。

  正解：サーバの台数を増やして負荷分散することによって、サーバ群としての処理能力を向上させること

  要点：スケールアウトは台数を増やして全体の処理能力を上げる

  スケールアウトは、サーバの台数を増やして処理を分散させ、システム全体としての処理能力を高める手法である。1台の性能を上げるスケールアップと対比され、Webサーバのように負荷分散しやすい処理に適する。台数を増やすため可用性の向上にもつながる。

  出典：平成30年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問14（IPA）

• システムの性能を向上させるための方法として、スケールアウトが適しているシステムはどれか。

  正解：参照系のトランザクションが多いので、複数のサーバで分散処理を行っているシステム

  要点：スケールアウトが効くのは参照中心で並列分散しやすい処理

  スケールアウトはサーバの台数を増やして処理を分散する手法で、処理を並列に振り分けやすいシステムほど効果が出ます。参照系（読み取り）中心のトランザクションは、複数サーバへ複製して並列に処理しても整合性の問題が起きにくいため、スケールアウトに最も適しています。

  出典：令和1年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問13（IPA）

• システムが使用する物理サーバの処理能力を、負荷状況に応じて調整する方法としてのスケールインの説明はどれか。

  正解：システムを構成する物理サーバの台数を減らすことによって、システムとしてのリソースを最適化し、無駄なコストを削減する。

  要点：スケールインはサーバ台数を減らす水平方向の縮小

  スケールインは、負荷が下がったときにシステムを構成するサーバの台数を減らし、資源とコストを最適化することをいう。台数を増やす方がスケールアウトで、この2つは水平方向の増減である。これに対し、1台の性能自体を上げ下げするのがスケールアップ／スケールダウンで、垂直方向の調整にあたる。

  出典：令和3年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問12（IPA）

• システムの性能を向上させるための方法として、スケールアウトが適しているシステムはどれか。

  正解：参照系のトランザクションが多いので、複数のサーバで分散処理を行っているシステム

  要点：スケールアウトは分散しやすい参照系処理に効果が高い

  スケールアウトはサーバの台数を増やして処理能力を高める方法なので、処理を複数のサーバに分散できるシステムに向く。参照系トランザクションが多い処理は各サーバが独立に処理でき、更新の整合性を取る負荷も小さいため、台数増加の効果がそのまま現れる。逆に、逐次処理が必要な処理や更新の整合性維持が重い処理では効果が出にくく、スケールアップが適する。

  出典：令和5年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問13（IPA）

• スケールインの説明として、適切なものはどれか。

  正解：想定されるシステムの処理量に対して、サーバの台数が過剰なとき、サーバの台数を減らすこと

  要点：台数の増減がスケールアウト／イン、性能の増減がスケールアップ／ダウン

  スケールインは、処理量に対してサーバの台数が過剰になったときに台数を減らし、資源とコストの無駄をなくすことをいう。台数の増減で調整するのがスケールアウト／スケールインで、1台あたりの性能を増減させるのはスケールアップ／スケールダウンである。

  出典：令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問13（IPA）