システムの性能評価

① 帯域幅・レイテンシ・スループット

ネットワークやシステムの性能を語るとき、3つの基本指標があります。それぞれ異なる側面から「速さ」を表しているため、混同しないように整理しておきましょう。

帯域幅（バンド幅）は、通信回線やネットワークが理論上転送できる最大データ量を表します。単位はbps（bits per second）で、道路に例えれば「車線の数」に相当します。車線が多いほど同時に通れる車の台数（データ量）が増えます。

レイテンシ（遅延時間）は、データを送信してから相手に届くまでの時間です。単位はms（ミリ秒）で、道路に例えれば「目的地までの距離」です。車線の数が十分でも、目的地が遠ければ到着に時間がかかります。

スループットは、単位時間あたりに実際に処理されるデータ量や処理件数です。帯域幅が「理論上の最大値」であるのに対し、スループットはネットワークの混雑やエラー再送などの影響を含んだ「実効値」です。道路に例えれば「実際に目的地に到着した車の台数」にあたります。

② レスポンスタイムとターンアラウンドタイム

システムの応答速度を測る指標として、2つの代表的な尺度があります。どちらも「処理にかかった時間」を表しますが、計測の開始・終了地点が異なります。

レスポンスタイムは、ユーザーがデータの入力を完了してから、システムが応答を開始するまでの時間です。リアルタイム処理（OLTP）の性能指標として使用されます。ATMで暗証番号を入力してから画面に反応が返り始めるまでの時間がこれに該当します。

ターンアラウンドタイム（TAT）は、ユーザーがデータの入力を開始してから、すべての処理結果の出力が完了するまでの総時間です。バッチ処理の性能指標として使用されます。給与計算データを投入してから全従業員の給与明細が出力されるまでの時間がこれに該当します。

③ スケールアウトとスケールアップ

システムの処理能力が不足したときの拡張方法は2つあります。

スケールアウト（水平スケーリング）は、サーバの台数を増やすことで処理能力を向上させる手法です。1台あたりの負荷を軽減できるため、Webサーバやアプリケーションサーバのように同じ処理を並列に実行できるケースに適しています。台数を柔軟に増減できるため、需要の変動に応じた弾力的な運用が可能です。

スケールアップ（垂直スケーリング）は、既存のサーバの性能そのものを向上させる手法です。CPUをより高速なものに換装したり、メモリを増設したりすることで処理能力を強化します。データベースサーバのように、データの整合性を保つために1台で集中管理したいケースに適しています。ただし、1台のサーバの性能向上には物理的・コスト的な上限があります。