【PCDBE】WEB問題集:スケーラブルなDBソリューション設計編

WEB問題集

PCDBE#1(design-scalable)

グローバルに展開する金融サービス企業が、複数リージョン間で強整合性を維持しながら ACID トランザクションをサポートする RDBMS を必要としています。99.999% の可用性 SLA と水平スケーリングが求められます。最適なサービスはどれですか。

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正解:A

正解の根拠

Cloud Spanner のマルチリージョン構成は TrueTime に基づき外部整合性とリージョン跨ぎ ACID を提供し、99.999% 可用性 SLA を実現する唯一の選択肢です。

サービスマルチリージョン整合性SLA
Cloud Spanner マルチリージョン強整合 (外部整合性)99.999%
Cloud SQL リードレプリカ非同期で結果整合99.95%
Bigtable マルチクラスタ結果整合99.999% (読み)

不正解の理由

  • B: Cloud SQL リードレプリカは非同期で書き込みのマルチリージョン整合性を満たせません。
  • C: Bigtable は NoSQL であり ACID トランザクションを行レベルでしか提供しません。
  • D: AlloyDB のリージョナル構成では地理的冗長性が確保できません。

参考:Cloud Spanner Instance Configurations

PCDBE#2(design-scalable)

IoT プラットフォームが毎秒 80 万件のセンサ書き込みを処理し、5 年分の時系列データを格納します。読み取りは時間範囲スキャンが中心で、ミリ秒レベルのレイテンシとコスト効率が最重要です。最適な設計はどれですか。

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正解:B

正解の根拠

Bigtable は高スループット書き込みと時系列の範囲スキャンに最適化されており、ハッシュプレフィックスでホットスポットを回避します。逆順タイムスタンプにより最新データを効率的に取得できます。

サービス書き込みスループット時系列適性
Bigtable非常に高い高 (範囲スキャン最適)
Cloud SQL低 (スケール限界)
Spanner中 (コスト高)

不正解の理由

  • A: Cloud SQL は単一ノード書き込みでスケール限界があり毎秒 80 万件は処理困難です。
  • C: Firestore はドキュメント単位の書き込み制限があり時系列範囲スキャンに不向きです。
  • D: Spanner は機能的に可能ですがコスト効率が Bigtable に劣ります。

参考:Bigtable 時系列スキーマ設計

PCDBE#3(design-scalable)

あるアプリケーションは PostgreSQL ベースで、HTAP (ハイブリッド トランザクション/分析処理) を求めています。OLTP の高いトランザクション性能に加え、同じデータに対する分析クエリも 100 倍速で実行したい要件があります。最適なサービスはどれですか。

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正解:C

正解の根拠

AlloyDB for PostgreSQL はカラムナ エンジンを内蔵し、同一インスタンス内で OLTP と最大 100 倍高速な分析クエリを両立できます。PostgreSQL 互換のため移行も容易です。

サービスHTAP 適性備考
AlloyDBカラムナ エンジン内蔵
Cloud SQL純粋な OLTP 向け
BigQuery分析専用OLTP 不可

不正解の理由

  • A: リードレプリカは行ストアのため分析クエリの 100 倍高速化は困難です。
  • B: ETL はリアルタイム性を失い HTAP 要件を満たせません。
  • D: Bigtable は SQL 分析に不向きで PostgreSQL 互換も提供しません。

参考:AlloyDB Columnar Engine

PCDBE#4(design-scalable)

Cloud Spanner のスキーマ設計でホットスポットを回避するための実践として、適切なものを 2 つ選択してください。

(2つ選択)

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正解:B, C

正解の根拠

Spanner ではキーがソート順に格納されるためハッシュプレフィックスや UUID により書き込みを分散し、インターリーブ テーブルで親子の局所性を高めます。

設計手法ホットスポット回避
ハッシュ/UUID有効
インターリーブ有効 (局所性)
単調増加キー無効 (ホット化)

不正解の理由

  • A: 単調増加キーは末尾スプリットへの書き込み集中を招き典型的なアンチパターンです。
  • D: 自動採番シーケンス ID も単調増加と同様にホットスポットを誘発します。

参考:Cloud Spanner Schema Design

PCDBE#5(design-scalable)

あるソーシャル アプリは、世界中のユーザに対し低レイテンシで読み書きできるドキュメント型データベースを必要としています。オフライン同期やリアルタイム リスナも要件です。最適なサービスはどれですか。

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正解:A

正解の根拠

Firestore (Native) はマルチリージョン展開、ドキュメント モデル、オフライン同期、リアルタイム リスナをマネージドで提供し、モバイル/Web ソーシャル要件に最適です。

サービスオフライン同期リアルタイム
Firestore Nativeありあり
Cloud SQLなしなし
MemorystoreなしPub/Sub 程度

不正解の理由

  • B: Cloud SQL は RDB であり、オフライン同期やリアルタイム リスナを提供しません。
  • C: Bigtable はワイドカラム型でリアルタイム リスナ機能を持ちません。
  • D: Memorystore はキャッシュ用途であり永続データストアとしての耐久性が不十分です。

参考:Firestore 公式ドキュメント