SA.04：性能・拡張性の設計

SA.04.1 性能見積もりと評価

性能に関わる要件を整理する。
- 業務特性: ユーザー数、負荷ピーク傾向、サービス提供時間、総データ量、データの増分傾向など
- 性能要件: アクセス数/秒、同時接続数、許容レスポンスタイム、I/O 速度 (IOPS、スループット、レイテンシ) など
- 制約条件: 排他制御の必要性、ロックの粒度など
- アプリケーションの特性: マルチコア活用、キャッシュ特性など
性能の見積もりとサイジングを行う。
- 業務機能ごとのリソース使用率の分析
- 性能要件 (許容レスポンスタイムなど) のコンポーネントへの割り振り検討
- リソースの (仮) 選定: CPU、メモリ、ディスク、ネットワーク
評価方法について理解している。
- 実機テスト (PoC)
- ベンチマークとの比較
プロトタイプのシステムが意図通りの性能を発揮するかを測定・分析する。
- 各種リソースやカーネルの状態を調べるユーティリティ・コマンドの出力の解釈
- 各コンポーネントの性能指標とシステム全体の性能指標の関係分析
性能未達時のボトルネックとその原因を絞り込む。
- デフォルトの設定値、利用目的別推奨値、最適値
- タスクを実行するツールのバージョン選択
- 上限: セッション数、ファイル・ディスクリプタ、ソケット・ポート関連

性能設計の視点で各種アルゴリズム・プロトコルの特徴や制約を比較できる。
- HTTP/3、QUIC
機能ごとの優先度調整を行う。
- 新規プロセスと既存プロセスのプロセス優先度の変更
- チューニングされたプロファイルを選択して設定
- cgroup によるシステムリソースの使用量の調整
ノード内の CPU、メモリ、ディスク、ネットワーク性能の改善を行う。
- カーネル: shmmax の調整
- メモリ: 代替ページサイズ調整
- ディスク・ファイルシステム: I/O スケジューリングアルゴリズム選択、フィーチャ・オプションの選択、ブロックサイズ調整
- ネットワーク: バッファサイズの計算・設定
ノード間のチューニングを行う。
- ネットワークホップ数の改善
- ボンディング (リンクアグリゲーション)
リソース枯渇にたどり着きにくくするための設定を行う。
- ファイル・ディスクリプタ数の適正化
- ネットワークのソケット、ポート、キュー数の適正化
- セッション数の適正化: Connection pooling