障害を発生させない！システムエンジニアが注意していること

はじめに：システムエンジニアの役割と、システム障害が発生するとどのような影響があるか？

システムエンジニアとは？

システムエンジニアとは、コンピュータやネットワークなどの情報システムを設計・開発・運用・保守する専門家のことです。
システムエンジニアは、企業や組織の業務やサービスに必要なシステムを提供することで、社会に貢献しています。

しかし、システムエンジニアの仕事は決して簡単ではありません。
システムには様々な要素が関わっており、その一つ一つが正しく機能しなければ、システム全体が停止してしまう可能性があります。
これをシステム障害と呼びます。

システム障害が発生すると、どのような影響があるでしょうか？

システム障害が発生すると、どのような影響があるでしょうか？
例えば、銀行のシステムが障害によってダウンした場合、お金の引き出しや振り込みなどの取引ができなくなります。
これは、お客様にとっては大きな不便や損害をもたらすだけでなく、銀行の信用や業績にも影響を与えます。

また、インターネットサービスのシステムが障害によって停止した場合、ユーザーはウェブサイトやアプリケーションにアクセスできなくなります。
これは、ユーザーの満足度や利用時間を減らすだけでなく、広告収入や契約数にも影響を与えます。

以上のように、システム障害は、企業や組織だけでなく、社会全体にも深刻な影響を及ぼす可能性があります。
そのため、システムエンジニアは、システム障害を起こさないように注意していることがたくさんあります。
この記事では、その中からいくつかを紹介します。

システム障害の原因：ハードウェア障害、ソフトウェア障害、人的ミスなど

ハードウェア障害とは？

ハードウェア障害とは、コンピュータやネットワーク機器などの物理的な部品に異常が発生することです。
例えば、電源が切れたり、メモリが故障したり、ディスクが壊れたりすると、システムが正常に動作しなくなります。
ハードウェア障害を防ぐためには、定期的な点検やメンテナンスを行うことが重要です。
また、冗長化やバックアップなどの対策をとっておくことで、万が一の障害に備えることができます。

ソフトウェア障害とは？

ソフトウェア障害とは、プログラムやアプリケーションなどの論理的な部分に問題があることです。
例えば、バグや設定ミス、互換性のない更新などが原因で、システムが想定通りに動かなかったり、停止したりすることがあります。
ソフトウェア障害を防ぐためには、開発や運用の段階で品質管理やテストを徹底することが必要です。
また、エラーの発生やログの記録などを監視し、早期に対処することも大切です。

人的ミスとは？

人的ミスとは、システムを操作する人間の誤りや不注意によって引き起こされる障害です。
例えば、誤ったコマンドを入力したり、パスワードを忘れたり、機器を誤って切断したりすると、システムに影響を与えることがあります。
人的ミスを防ぐためには、オペレーターや管理者の教育や訓練を行うことが必要です。
また、操作手順やルールを明確にし、チェックリストや確認画面などを利用してミスを防止することも効果的です。

本番障害とその対策：本番環境で発生する障害（本番障害）について、その原因と対策

本番障害とその対策

システムエンジニアとして、本番環境で発生する障害（本番障害）は最も避けたい事態のひとつです。
本番障害は、システムの停止や機能不全、データの損失や破損など、重大な影響を及ぼす可能性があります。
また、本番障害は、ユーザーやクライアントの信頼を失うだけでなく、法的な責任や損害賠償の問題にも発展する恐れがあります。

では、本番障害を防ぐために、システムエンジニアが注意していることは何でしょうか？
ここでは、本番障害の主な原因と対策について、具体的に解説します。

本番障害の主な原因

本番障害の原因はさまざまですが、一般的には以下のようなものが挙げられます。

• システム設計や開発のミス：要件定義や設計仕様書の不備、プログラムのバグや脆弱性、テスト不足などが原因で、システムが正常に動作しない場合があります。
• インフラやハードウェアの故障：サーバーやネットワーク機器、ストレージなどの物理的な故障や障害が原因で、システムが停止したり遅延したりする場合があります。
• 外部要因：自然災害や人災、サイバー攻撃などの予期せぬ事象が原因で、システムに影響を与える場合があります。
• 運用ミス：システムの更新や変更、バックアップやリストアなどの運用作業中にミスや手順違反が発生し、システムに不具合を引き起こす場合があります。

本番障害の対策

本番障害を防ぐためには、上記の原因に対応した対策を講じる必要があります。
具体的には以下のような対策が考えられます。

• システム設計や開発のミスに対する対策：
  要件定義や設計仕様書を明確にし、プログラムを品質管理やコードレビューでチェックし、テストを十分に行うことで、システムの品質を向上させることができます。
  また、セキュリティ対策やパフォーマンスチューニングなども重要です。
• インフラやハードウェアの故障に対する対策：
  サーバーやネットワーク機器、ストレージなどのインフラやハードウェアは定期的にメンテナンスや点検を行い、故障や障害を早期に発見し修復することができます。
  また、冗長化やバックアップなどで可用性や耐障害性を高めることも有効です。
• 外部要因に対する対策：
  自然災害や人災、サイバー攻撃などの外部要因に対しては、事前にリスク分析や予防策を行い、事後に復旧策や対応策を行うことができます。
  また、BCP（事業継続計画）やDR（災害復旧）などの計画を策定し、緊急時に備えることも重要です。
• 運用ミスに対する対策：
  システムの更新や変更、バックアップやリストアなどの運用作業は、事前に作業計画や手順書を作成し、作業者や承認者の役割や責任を明確にすることができます。
  また、作業中や作業後に確認や検証を行い、ミスや手順違反を防止することも有効です。

本番障害はシステムエンジニアにとって大きな課題ですが、その原因と対策を理解し、事前に予防し、事後に対応することで、本番障害の発生率や影響度を低減することができます。
本番障害を起こさないシステムエンジニアになるためには、常に品質意識を持ち、最新の技術や知識を学び、経験を積むことが必要です。

レアケース・異常系の考慮：予想外のユーザ操作やデータパターンによって発生する障害について、その対策をご紹介

システムエンジニアとして、障害を起こさないことは最優先の目標です。
しかし、どんなに完璧な設計やテストをしても、レアケースや異常系の状況に対応できない場合があります。
例えば、ユーザが想定外の操作をしたり、データが予期しないパターンを持ったり、外部のシステムとの連携に問題が発生したりする可能性があります。
これらの状況に備えるためには、以下のような対策を取ることが重要です。

• レアケースや異常系のシナリオを洗い出す。
  設計やテストの段階で、レアケースや異常系のシナリオをできるだけ多く洗い出し、それらに対応する仕様や処理を定義します。
  例えば、ユーザが入力できる値の範囲や形式を制限したり、データの整合性やバリデーションをチェックしたり、外部システムとの通信エラーをハンドリングしたりします。
• ログや監視を充実させる。
  レアケースや異常系の状況が発生した場合に、その原因や影響範囲を迅速に特定できるように、ログや監視を充実させます。
  例えば、システムの動作状況やパフォーマンスを定期的に記録したり、エラーや警告を適切なレベルやフォーマットで出力したり、異常な値や挙動を検知して通知したりします。
• バックアップやリカバリーを準備する。
  レアケースや異常系の状況が発生しても、システムの機能やデータを失わないように、バックアップやリカバリーの仕組みを準備します。
  例えば、データベースやファイルなどの重要なデータを定期的にバックアップしたり、障害発生時に自動的に切り替わる冗長化されたシステムを構築したり、障害復旧の手順や責任者を明確にしたりします。

以上のように、レアケースや異常系の考慮は、障害を起こさないシステムエンジニアが注意していることの一つです。
もちろん、これらだけでは十分ではありません。
常に新しい技術や知識を学び、システムの品質向上に努めることも必要です。
しかし、レアケースや異常系の対策は、障害発生時の被害を最小限に抑えるために欠かせないものです。
ぜひ参考にしてみてください。

設計段階での対策：設計段階で運用パターンを整理し、マトリックスやデシジョン表などを使用してパターンを整理する方法をご紹介

運用パターンとは、システムがどのように動作するか、どのような入力や出力があるか、どのようなエラーや例外が発生するかなどを表したものです。
運用パターンを整理することで、システムの要件や仕様を明確にし、設計やテストに反映させることができます。

マトリックスやデシジョン表は、運用パターンを整理するためのツールです。

マトリックスは、システムの状態や条件を行と列に並べて、それぞれの組み合わせに対するアクションや結果を記入する表です。

デシジョン表は、条件やアクションをルールとして表現し、ルール間の優先順位や依存関係を示す表です。

マトリックスやデシジョン表を使用することで、運用パターンを視覚的に把握しやすくなります。
また、漏れや重複がないか、矛盾や不整合がないか、論理的に正しいかなどをチェックしやすくなります。
さらに、マトリックスやデシジョン表は、設計書やテストケースなどのドキュメントにも活用できます。

設計段階で運用パターンを整理することは、障害を起こさないシステムエンジニアが注意していることの一つです。
マトリックスやデシジョン表などのツールを使って、運用パターンを整理してみましょう。

レビューの重要性：第三者によるレビューの重要性と、その方法をご説明

システムエンジニアとして、障害を起こさないことは最優先の目標です。
しかし、どんなに慎重に設計や開発を行っても、ミスや不具合は発生する可能性があります。
そこで、障害を防ぐために重要なのが、第三者によるレビューです。

第三者によるレビューとは、自分以外の人にコードや設計書などをチェックしてもらうことです。
自分で作成したものは、自分の思い込みや見落としに気づきにくいものです。
しかし、他の人が見ると、そうした問題点が明らかになることがあります。
レビューを受けることで、品質や安全性を向上させることができます。

レビューを行う方法はいくつかありますが、一般的なものは以下のようなものです。

• ペアプログラミング：
  二人一組でコードを書く方法です。
  一人がコードを書きながら説明し、もう一人がそれをチェックしながらフィードバックします。
  互いに教え合いながら、コードの品質や可読性を高めます。
• コードレビュー：
  コードを書いた後に、他の人にレビューしてもらう方法です。
  レビュアーはコードの内容や構造、命名規則などについてコメントします。
  レビューの結果をもとに、コードを修正します。
• デザインレビュー：
  設計書や仕様書などを作成した後に、他の人にレビューしてもらう方法です。
  レビュアーは設計や仕様の妥当性や完全性、一貫性などについてコメントします。
  レビューの結果をもとに、設計や仕様を修正します。

これらのレビューは、障害を起こさないシステムエンジニアが注意していることの一つです。
レビューを行うことで、自分のミスや不足点を補い、より高品質なシステムを作成することができます。

システム障害対応事例：過去のシステム障害事例と、それぞれの事例から学べる教訓

システムエンジニアとして、システム障害は避けたいものですが、どんなに注意していても、完全に防ぐことはできません。
しかし、過去のシステム障害事例を分析し、原因や対策を理解することで、同じような障害を繰り返さないようにすることができます。
今回は、私が経験したシステム障害事例を3つ紹介し、それぞれの事例から学べる教訓を共有したいと思います。

1. データベースのパフォーマンス低下によるサービス停止

ある日、私が担当していたWebサービスが突然停止しました。
原因を調査したところ、データベースのパフォーマンスが低下しており、クエリがタイムアウトしていることが分かりました。
データベースのログを見ると、インデックスが不足していることや、不要なデータが蓄積されていることが原因であることが判明しました。

この障害を解決するためには、インデックスの再構築やデータの削除などのメンテナンス作業が必要でしたが、それには時間がかかりました。
結局、サービスは約2時間停止することになりました。

この事例から学べる教訓は、データベースのパフォーマンスを定期的に監視し、必要なメンテナンス作業を計画的に行うことです。
また、データベースの設計やチューニングに関する知識や技術を身につけることも重要です。

2. サーバーの電源断によるデータ損失

ある日、私が担当していたサーバーが停電によって電源断されました。
幸いにも、サーバー自体はすぐに復旧しましたが、その際に一部のデータが損失してしまいました。
原因を調査したところ、サーバーにはUPS（無停電電源装置）が接続されていたものの、バッテリーの寿命が切れており、電源断時に正常にシャットダウンできなかったことが分かりました。

この障害を解決するためには、損失したデータをバックアップから復元する必要がありましたが、バックアップも古くて最新の状態ではありませんでした。
結局、データは完全に復元できず、一部の情報が失われることになりました。

この事例から学べる教訓は、サーバーの電源管理やバックアップ管理を徹底することです。
また、UPSやバックアップ装置の状態や容量を定期的に確認し、必要な交換や増設を行うことも重要です。

3. ソフトウェアの更新による互換性問題

ある日、私が担当していたシステムに新しい機能を追加するために、ソフトウェアの更新を行いました。
更新後、システムは正常に動作しているように見えましたが、実は一部の機能が正しく動作していませんでした。
原因を調査したところ、更新したソフトウェアと既存のソフトウェアの間に互換性問題が発生しており、データの処理や表示に不具合が生じていることが分かりました。

この障害を解決するためには、更新したソフトウェアを元に戻すか、既存のソフトウェアを修正する必要がありましたが、どちらも時間やコストがかかりました。
結局、システムは約1週間不安定な状態になりました。

この事例から学べる教訓は、ソフトウェアの更新を行う前に、十分なテストや検証を行うことです。
また、更新するソフトウェアの仕様や変更点を把握し、既存のソフトウェアとの互換性や影響範囲を確認することも重要です。

システム障害の予防策：システム障害を予防するための具体的な手段をご紹介

システムエンジニアとして、システム障害は最も避けたい事態のひとつです。
システム障害が発生すると、ユーザーの信頼を失ったり、業務に支障をきたしたり、場合によっては損害賠償を請求されたりする可能性があります。
そうならないためには、システム障害を予防することが重要です。
では、どのようにしてシステム障害を予防できるのでしょうか？
ここでは、私が実践しているシステム障害の予防策をいくつか紹介したいと思います。

1. バックアップを定期的に取る

システム障害の原因のひとつに、データの破損や紛失があります。
データが失われると、システムの正常な動作ができなくなったり、ユーザーの情報が流出したりする危険性があります。

そうならないためには、バックアップを定期的に取ることが必要です。
バックアップは、別のサーバーやクラウドサービスにデータをコピーすることで行います。
バックアップの頻度や方法は、システムの規模や重要度に応じて決めますが、最低でも週に一度は行うようにしましょう。
また、バックアップしたデータが正しく復元できるかどうかも定期的に確認しましょう。

2. テストを徹底する

システム障害の原因のひとつに、プログラムのバグや設定ミスがあります。
プログラムや設定に誤りがあると、システムが想定外の動作をしたり、停止したりする可能性があります。

そうならないためには、テストを徹底することが必要です。
テストは、開発段階で行うユニットテストや結合テストだけでなく、本番環境で行うシステムテストや受け入れテストも重要です。
テストでは、仕様書や要件定義書に基づいて、正常系だけでなく異常系や境界値もチェックしましょう。
また、テスト結果や不具合情報は文書化して管理しましょう。

3. 監視を行う

システム障害の原因のひとつに、サーバーやネットワークの故障や過負荷があります。
サーバーやネットワークに問題が発生すると、システムのパフォーマンスが低下したり、接続が切断されたりする可能性があります。

そうならないためには、監視を行うことが必要です。
監視は、サーバーやネットワークの稼働状況やリソース使用率を定期的にチェックすることで行います。
監視は、専用のツールやサービスを利用することで自動化できます。
監視では、異常が発生した場合に、メールやSMSなどで通知を受け取るようにしましょう。
また、監視結果や対応履歴は文書化して管理しましょう。

以上、私が注意しているシステム障害の予防策を紹介しました。
システム障害は、完全に防ぐことはできませんが、予防策を実施することで、発生確率や影響度を低減することができます。
システムエンジニアとして、システム障害の予防は常に意識しておくべき課題だと思います。
皆さんも、ぜひ参考にしてみてください。

まとめ

この記事では、障害を起こさないシステムエンジニアが注意していることについて紹介しました。
障害はシステムの信頼性や品質に大きな影響を与えるだけでなく、ユーザーやクライアントの満足度や信頼も損なう可能性があります。
そのため、システムエンジニアは障害を防ぐために以下のポイントを意識する必要があります。

• 設計段階での要件定義や仕様書の作成に十分な時間と労力をかける
• 開発段階でのコーディング規約やテストケースの策定に従う
• デプロイメント段階でのバックアップやロールバックの準備をする
• 運用段階での監視、モニタリングやログ分析を行い、異常や改善点を早期に発見する

以上のポイントを守ることで、システムエンジニアは障害を最小限に抑えることができます。
障害は完全にゼロにすることは難しいかもしれませんが、障害発生時に迅速かつ適切に対応することも重要です。
システムエンジニアとして、常に品質や安全性を高めるための努力を続けましょう。