以下は、「フォールトトレラント」「フールプルーフ」「フェイルセーフ」「フェイルソフト」の関係性を整理した内容である。それぞれの特徴や目的、そして関係性を比較してまとめた。
各設計思想の定義
1. フォールトトレラント (Fault Tolerant)
- 対象: システムの障害（ハードウェアやソフトウェアの故障）
- 目的: 障害が発生してもシステム全体を停止させず、動作を継続する
- 冗長性やバックアップを利用して、障害に対応する。
- 例:
- サーバーが故障しても、バックアップサーバーが稼働する。
- RAID構成でハードディスク障害時にデータを保護する。
- 注意:
- フォールトトレラント（Fault Tolerant） は、システム全体の停止を防ぐことを目的とするが、障害の種類や設計によっては「一部の機能のみを維持する」場合もある。完全にすべての機能を維持することが難しい状況では、重要な機能を優先的に継続させることがある。
- フォールトトレラントにおける動作継続の例
- 完全な機能維持
- 障害が発生しても、全体の機能が完全に継続される状態。
- 例:
- サーバーの冗長構成（バックアップサーバーがメインサーバーを完全に引き継ぐ）。
- データセンターのUPS（無停電電源装置）による停電時の完全動作。
- 部分的な機能維持
- 障害が発生した際に、重要な機能のみを維持し、非重要な機能は停止する。
- 例:
- クラウドサービスで一部の機能が一時的に制限される（高負荷時に非重要なAPIを停止）。
- 大規模なネットワークで、主要ルートのみが動作を継続し、二次的なトラフィックが制限される。
- 完全な機能維持
2. フールプルーフ (Foolproof)
- 対象: ユーザーの誤操作や入力ミス
- 目的: ユーザーの誤操作があっても、システムに問題が起きないようにする
- 問題を未然に防ぐための設計。
- 例:
- 入力フォームで誤ったデータを入力するとエラーメッセージを表示して再入力を促す。
- 家電製品のコンセントが逆向きに挿入できない設計。
3. フェイルセーフ (Fail-Safe)
- 対象: システムの障害やエラー（ただし、動作の安全性に焦点を当てる）
- 目的: 障害が発生した場合でも、安全な状態に移行する
- システムが停止しても、利用者や環境への危害を防ぐ。
- 例:
- 信号機が故障した際に赤信号を点灯させる。
- エレベーターが障害発生時に停止し、ドアが開く。
4. フェイルソフト (Fail-Soft)
- 対象: システムの障害（ただし、最低限の動作を維持することを重視）
- 目的: 障害が発生しても、一部の機能を制限しながら動作を継続する
- 完全に停止させるのではなく、縮小した形で動作を続ける。
- 例:
- 飛行機のエンジンが1基故障しても他のエンジンで飛行を続ける。
- サーバーの一部機能が停止しても、主要なサービスは継続する。
各設計思想の比較と関係性
| 項目 | フォールトトレラント (Fault Tolerant) | フールプルーフ (Foolproof) | フェイルセーフ (Fail-Safe) | フェイルソフト (Fail-Soft) |
|---|---|---|---|---|
| 対象 | システムの障害 | ユーザーの誤操作 | 障害やエラー | システムの障害 |
| 目的 | システムの動作を完全に継続 | 誤操作を防止し、問題が発生しないようにする | 安全を優先して動作を停止する | 最低限の機能を維持しながら動作を継続 |
| 対応 | 冗長性を利用して障害を補完する | 問題が起こる前に誤操作を防ぐ | 問題が起こった際に安全な状態に移行する | 機能を縮小しつつ動作を継続する |
| 例 | サーバーのバックアップ、RAID構成 | 入力エラー時のメッセージ | 信号機が赤信号で停止する | サーバーの一部機能停止 |
| 動作 | 停止しない | 問題が起こらないよう設計 | 必要に応じて停止 | 最小限の動作を維持 |
関係性の整理
- フォールトトレラント vs フェイルセーフ
- フォールトトレラントは「障害が起きてもシステムを停止せず動作を続ける」ことを重視。
- フェイルセーフは「障害が起きたら安全な状態に移行する」ことを重視。
- 違い: フォールトトレラントは動作継続、フェイルセーフは安全性優先。
- フォールトトレラント vs フェイルソフト
- フォールトトレラントは「システム全体の動作を維持する」ことが目的。
- フェイルソフトは「一部の機能を制限しつつ動作を続ける」ことが目的。
- 違い: フォールトトレラントは完全動作を目指し、フェイルソフトは縮小動作を目指す。
- フールプルーフ vs フェイルセーフ
- フールプルーフは「ユーザーの誤操作やミスを未然に防ぐ」ための設計。
- フェイルセーフは「障害が起きた際に安全な状態にする」ための設計。
- 違い: フールプルーフは誤操作防止、フェイルセーフは安全確保。
- 全体的な関係性
- フールプルーフは「問題を起こさないようにする」設計。
- フォールトトレラント、フェイルセーフ、フェイルソフトは「問題が起きた後どう対応するか」の設計。
- フォールトトレラントとフェイルソフトは動作継続を重視し、フェイルセーフは安全を重視する。
まとめ
これらの設計思想は、目的や対象とする問題に応じて使い分けられますが、システムの信頼性や安全性を高めるために、互いに補完的な関係にある。たとえば、安全性を確保するためには「フールプルーフ」と「フェイルセーフ」を組み合わせたり、サービスの継続性を確保するためには「フォールトトレラント」と「フェイルソフト」を活用することが一般的である。
