読了時間: 11分40秒 | 公開日: 2025年2月19日
クラウドアーキテクチャー クラウドアーキテクチャーとは
クラウドアーキテクチャーとは、さまざまなコンポーネントを統合し、インターネット経由でクラウドコンピューティングサービスを提供するITインフラストラクチャの設計および構造です。統合されるコンポーネントの例としては、フロントエンドプラットフォーム (Webブラウザー、モバイルアプリケーションなど)、バックエンドプラットフォーム (サーバー、ストレージシステム、データベースなど)、クラウドベースのデリバリ方法 (ネットワーク、インターネット接続など)、クラウドストレージ ソリューション (オブジェクトストレージ、ブロックストレージ、ファイルストレージなど) があります。
- クラウドアーキテクチャーの主要コンポーネント
- クラウドアーキテクチャーの仕組み
- クラウドアーキテクチャーの種別
- クラウドアーキテクチャーにおける仮想化、コンテナ、自動化の役割
- クラウドアーキテクチャーのメリット
- クラウドアーキテクチャーのベストプラクティス
- クラウドアーキテクチャーの導入をサポートするHPEのサービス
クラウドアーキテクチャーの主要コンポーネント
クラウドアーキテクチャーの核となるコンポーネントは大まかに、フロントエンドプラットフォーム、バックエンドプラットフォーム、クラウドベースのデリバリ、クラウドストレージに分類できます。
- フロントエンドプラットフォーム
フロントエンドプラットフォームは、ユーザーがクラウドサービスと直接対話するためのインターフェイスです。これには、Webブラウザー、クライアント、モバイルデバイスが含まれます。Webブラウザーはクラウドサービスの主要なアクセスポイントとして機能し、ユーザーがクラウドでホストされているアプリケーションやリソースとやり取りできるようにします。クライアントはデバイスやソフトウェアなどで、処理とストレージをクラウドサーバーにオフロードし、効率性とパフォーマンスを向上させます。スマートフォンやタブレットなどのモバイルデバイスは、専用のアプリケーションやブラウザーを介してクラウドサービスにアクセスするため、ユーザーは事実上どこからでもクラウドリソースに接続できます。
- バックエンドプラットフォーム
バックエンドプラットフォームは、サーバー、ストレージシステム、データベースで構成され、クラウドアーキテクチャーのバックボーンを形成します。物理サーバーや仮想サーバーは、アプリケーションを実行し、データを効率的に処理するために必要なコンピューティングリソースを提供します。ストレージシステムは、データ管理のための堅牢なソリューションを提供します。これにより、データが効率的に保存され、迅速に取得できます。データベースはSQLベースまたはNoSQLベースで、構造化データを整理および管理して、クラウドで実行されるアプリケーションとサービスをサポートし、データの整合性とアクセシビリティのための強固な基盤を提供します。 - クラウドベースのデリバリ
クラウドベースのデリバリには、さまざまなコンポーネント間およびエンドユーザーとのデータ転送と通信を可能にするために不可欠なネットワークおよびインターネット接続が含まれます。ネットワークインフラストラクチャにより、クラウド環境内およびインターネットとのスムーズなデータ移動が保証されます。信頼性の高いインターネット接続は、ユーザーにクラウドサービスを提供して、クラウドでホストされているリソースやアプリケーションにシームレスにアクセスできるようにするために不可欠です。 - クラウドストレージ
クラウドストレージは、オブジェクトストレージ、ブロックストレージ、ファイルストレージを含む重要なコンポーネントです。オブジェクトストレージは、メディアファイル、バックアップ、アーカイブなどの大量の非構造化データを管理することを目的としています。ブロックストレージは低レイテンシのアクセスを提供するため、高速な読み取り/書き込み操作を必要とするアプリケーションやデータベースに適しています。ファイルストレージは、従来のファイルシステムと同様にファイルとフォルダによる階層構造でデータを整理し、ユーザーとアプリケーションがデータを効率的に管理し、アクセスできるようにします。
これらの核となるコンポーネントを理解することで、組織はクラウドアーキテクチャーを効果的に活用し、IT環境全体のパフォーマンス、スケーラビリティ、データ管理を最適化できます。
クラウドアーキテクチャーの仕組み
各コンポーネントが連携して、ユーザーにリソースとサービスへのオンデマンドアクセスを提供するクラウドコンピューティングプラットフォームを形成します。
バックエンドは、クラウドサービスプロバイダーが提供するすべてのクラウドコンピューティングリソース、サービス、データストレージ、およびアプリケーションで構成されます。ネットワークはフロントエンドとバックエンドのクラウドアーキテクチャーコンポーネントを接続し、それらの間のデータ転送を可能にします。ユーザーがフロントエンド (またはクライアント側インターフェイス) を操作すると、ミドルウェアを介してバックエンドにクエリが送信され、サービスモデルが特定のタスクまたはリクエストを実行します。
利用可能なサービスの種類は、選択したクラウドベースのデリバリまたはサービスモデルによって異なります。クラウドコンピューティングサービスには、主に3つのモデルがあります。
- Infrastructure as a Service (IaaS)
このモデルでは、サーバー、ストレージ、ネットワークなどのクラウドインフラストラクチャへのオンデマンドアクセスが提供されるため、オンプレミスのインフラストラクチャを調達、管理、保守する必要がなくなります。 - Platform as a Service (PaaS)
このモデルは、アプリケーションの開発、実行、管理に必要なすべての基盤インフラストラクチャとソフトウェアツールを備えたコンピューティングプラットフォームを提供します。 - Software as a Service (SaaS)
このモデルでは、サービスプロバイダーによって管理されるクラウドベースのアプリケーションが提供されるため、エンドユーザーはソフトウェアをローカルに展開する必要がありません。
クラウドアーキテクチャーは、これらのコンポーネントとサービスモデルを統合して、インターネット経由で柔軟、スケーラブル、効率的なコンピューティングリソースを提供します。このアーキテクチャーは仮想化を利用して物理ハードウェアを仮想リソースに抽象化し、自動化ツールを通じて管理/オーケストレーションします。これにより、動的なスケーリング、リソース使用率の最適化、管理の合理化が可能になります。データを保護し、コンプライアンスを達成するために、アーキテクチャー全体にセキュリティ対策が組み込まれています。継続的な監視とログ記録によりシステムの健全性とパフォーマンスが維持され、バックアップとディザスタリカバリ戦略によりデータを保護して事業継続性を確保できます。これらの要素を活用することで、クラウドアーキテクチャーは、さまざまなビジネスニーズを満たす多様なコンピューティングサービスを提供するための堅牢なフレームワークを提供します。
クラウドアーキテクチャーの種別
組織が固有のニーズに最も適した環境を選択するには、クラウドアーキテクチャーのさまざまな導入モデルを理解することが不可欠です。主なモデルには、パブリッククラウド、プライベートクラウド、ハイブリッドクラウド、マルチクラウドなどがあります。
パブリッククラウド
パブリッククラウドインフラストラクチャは、サードパーティのクラウドサービスプロバイダーによって所有および運用され、インターネット経由で提供されます。このモデルでは、サーバーやストレージなどのリソースを複数の顧客間で共有できるようになり、コスト効率が高くスケーラブルなソリューションが提供されます。パブリッククラウドは、基盤となるハードウェアを管理する必要がなく、柔軟性と効率性を求める組織に最適です。
プライベートクラウド
プライベートクラウドインフラストラクチャは単一の組織によってのみ使用され、オンプレミスまたはサードパーティのサービスプロバイダーによってホストされる専用リソースを提供します。このモデルでは、すべてのリソースが組織固有のニーズに合わせて調整されるため、制御性、セキュリティ、コンプライアンスが強化されます。プライベートクラウドは、厳格な規制要件や機密データを持つ企業に特に適しています。
ハイブリッドクラウド
パブリッククラウドモデルはパブリッククラウドとプライベートクラウドの要素を兼ね備えており、両クラウド間でデータとアプリケーションを共有できます。このアプローチにより、シームレスな統合とワークロードのポータビリティが実現し、高い汎用性によってパフォーマンス、コスト、コンプライアンスを最適化できます。組織はハイブリッドクラウドを活用して、重要なワークロードをプライベート環境で維持しながら、機密性の低いオペレーションやスケーラビリティのためにパブリッククラウドを利用できます。
マルチクラウド
マルチクラウドとは、異なるプロバイダーの複数のクラウドサービスを使用することを指します。さまざまなクラウドにワークロードを分散することで、組織はベンダーロックインを回避し、パフォーマンス、信頼性、コスト管理を強化できます。マルチクラウドアプローチにより、企業は各プロバイダーから最適なサービスを選択し、多様な運用ニーズと戦略的目標に合わせてインフラストラクチャをカスタマイズできます。
これらの導入モデルを理解し、戦略的に実装することで、組織はクラウドアーキテクチャーを効果的に活用してIT環境を最適化し、ビジネスの成功を促進できます。
クラウドアーキテクチャーにおける仮想化、コンテナ、自動化の役割
クラウドアーキテクチャーでは、仮想化とコンテナは、効率的なリソース管理とアプリケーションの展開を可能にする基盤のテクノロジーです。
仮想化によって物理ハードウェアリソースが複数の仮想マシン (VM) に抽象化され、それぞれが独自のオペレーティングシステムとアプリケーションを実行します。この抽象化により、クラウドプロバイダーはハードウェアの使用率を最大化し、同じ物理サーバー上の異なるユーザーまたはアプリケーションに分離された環境を提供できます。また、需要に応じてVMを簡単に作成、変更、削除できるため、スケーラビリティと柔軟性が向上し、動的でスケーラブルなクラウドインフラストラクチャが実現します。
コンテナは、さまざまなコンピューティング環境で一貫して実行できる単一のユニットに、アプリケーションとその依存関係をパッケージ化します。VMとは異なり、コンテナはホストオペレーティングシステムのカーネルを共有するため、軽量で迅速に起動できます。このようにコンテナは効率性に優れているため、アプリケーションがより小さく管理しやすいサービスに分割されるマイクロサービスアーキテクチャーに最適です。コンテナはポータビリティと整合性を強化し、基盤となるインフラストラクチャに関係なくアプリケーションが同じように実行されることを保証します。
自動化は、クラウドアーキテクチャー内の仮想化環境とコンテナ環境の両方を管理するうえで重要な役割を果たします。コンテナオーケストレーション用のKubernetesや仮想化管理用のプラットフォームなどのツールとフレームワークは、これらのリソースの展開、スケーリング、および運用を自動化します。自動化により、手動による介入が減り、エラーを最小限に抑えることができます。また、リソースが効率的に割り当てられ、管理されます。これによって信頼性が向上し、展開サイクルが短縮され、複雑で分散されたクラウド環境をシームレスに処理できるようになります。
仮想化、コンテナ、自動化を組み合わせることで、最新のクラウドアーキテクチャーのバックボーンが形成され、堅牢でスケーラブルかつ効率的なクラウドサービスが実現します。
クラウドアーキテクチャーのメリット
クラウドアーキテクチャーは、IT運用の効率性、スケーラビリティ、柔軟性を大幅に向上できる幅広いメリットを提供します。主なメリットを以下に示します。
- スケーラビリティ
クラウドアーキテクチャーにより、組織は需要に応じてリソースをスケールアップまたはダウンできます。この柔軟性により、企業はハードウェアに多額の先行投資をすることなく、さまざまなワークロードを処理できるようになります。 - コスト効率
クラウドサービスを活用することで、組織は物理インフラストラクチャへの資本支出を削減し、従量制課金モデルに移行できます。この運用支出型フレームワークでは、企業は使用したリソースに対してのみ支払うため、大幅なコスト削減につながります。 - 信頼性と可用性
クラウドプロバイダーは通常、高可用性とディザスタリカバリオプションを提供しています。そのため、ハードウェア障害やその他の障害が発生した場合でも、サービスはアクセス可能で回復力を保つことができます。継続的なサービスを維持するために、クラウドアーキテクチャーには冗長性とフェイルオーバーのメカニズムが組み込まれています。 - パフォーマンス最適化
クラウドアーキテクチャーは、複数のサーバーとデータセンターにワークロードを分散することでパフォーマンスを向上できます。コンテンツ配信ネットワーク (CDN) とロードバランサーは、アプリケーションのパフォーマンスをさらに最適化し、高速で信頼性の高いユーザーエクスペリエンスを保証します。 - セキュリティ
大手クラウドプロバイダーは、暗号化、ID/アクセス管理 (IAM)、定期的なセキュリティ監査などの強力なセキュリティ対策を実装しています。これらの対策は、データを保護し、規制基準に準拠するために役立ちます。 - アジリティとスピード
クラウドアーキテクチャーにより、アプリケーションとサービスの迅速な展開とスケールが可能になります。このアジリティにより、組織はより迅速にイノベーションを起こし、市場の変化に対応し、新しい製品や機能を市場に投入する時間を短縮できます。 - コラボレーションとアクセシビリティ
クラウドアーキテクチャーは、データとアプリケーションへの一元的なアクセスを提供することでコラボレーションを促進します。チームはさまざまな場所からリアルタイムで共同作業ができるため、生産性とコミュニケーションが向上します。 - 自動化/オーケストレーション
クラウドプラットフォームには通常、日常的なタスクを自動化し、複雑なワークフローをオーケストレーションするためのツールが含まれています。自動化により、手作業による介入が減り、エラーを最小限に抑えて、運用効率を向上できます。 - 環境面のサステナビリティ
クラウドプロバイダーは、サステナビリティ、エネルギー効率の向上のためのデータセンターの最適化、再生可能エネルギー源の活用にますます重点を置いています。クラウドサービスを使用することで、組織は二酸化炭素排出量を削減し、環境面でのサステナビリティに貢献できます。
これらのメリットを理解して活用することで、組織はクラウドアーキテクチャーを効果的に活用し、運用の卓越性、イノベーション、持続可能な成長を促進できます。
クラウドアーキテクチャーのベストプラクティス
クラウドアーキテクチャーにベストプラクティスを導入することは、回復力、効率性、信頼性に優れたシステムを構築するために不可欠です。組織が導入するべき重要なプラクティスは次のとおりです。
- 障害を前提とした設計
障害を前提とした設計とは、コンポーネントが故障しても動作を継続できるような、回復力のあるシステムを構築することです。このプラクティスには、1つのインスタンスに障害が発生した場合でも可用性を確保するために、重要なコンポーネントの複数のインスタンスを実装することが含まれます。これは、冗長性と呼ばれる概念です。システムは障害切り分けも考慮して設計されており、1つのコンポーネントの障害が連鎖して他のコンポーネントの障害を引き起こすことを防ぎます。障害が発生したインスタンスを置き換える自動スケーリンググループなどの自動回復メカニズムにより、障害を迅速に検出して回復します。さらに、カオスエンジニアリングも導入されています。これは、意図的に障害を発生させ、システムがどのように応答するかを観察することで、システムの回復力をテストする手法です。 - コストの最適化
コストを最適化するには、パフォーマンスとスケーラビリティを維持しながらクラウド支出を管理および削減することが必要です。これには、ワークロード要件に基づいて適切なインスタンスタイプとサイズ (適正規模) を選択することが含まれます。需要に基づいてリソースの数を自動的に調整し、オーバープロビジョニングを回避するために、自動スケーリングが使用されます。予約インスタンスによる長期使用の契約をすることで、組織は割引価格の恩恵を受けることができます。さらに、リソースのタグ付けを使用すると、さまざまな部門やプロジェクトにわたるクラウド支出を分類および追跡できます。リソースの使用状況と支出を定期的に監査することは、無駄を特定して排除し、クラウドリソースを効率的かつコスト効率よく使用するために不可欠です。 - パフォーマンス最適化
パフォーマンスの最適化により、クラウドアプリケーションを効率的に実行し、パフォーマンス要件を満たすことできます。重要なプラクティスとしては、ロードバランシングを通じてトラフィックを複数のサーバーに均等に分散し、単一のサーバーがボトルネックになるのを防ぐことが挙げられます。コンテンツ配信ネットワーク (CDN) やメモリ内キャッシュなどのキャッシュメカニズムは、レイテンシを削減し、応答時間を改善するために使用されます。データベースの最適化には、データベースクエリの調整、インデックスの使用、特定のワークロードに適したデータベースタイプ (SQLまたはNoSQL) の選択が含まれます。パフォーマンスを最適化し、システムが円滑で効果的に動作するようにするには、パフォーマンスメトリックを継続的に監視し、リソースと構成を調整することが不可欠です。 - 監視とログの収集
監視とログの収集は、クラウドアプリケーションの健全性、パフォーマンス、セキュリティを維持するために不可欠です。ベストプラクティスには、すべてのコンポーネントからのログを中央リポジトリに集約して分析とトラブルシューティングを行うことが含まれます。これは集中ログ記録と呼ばれます。リアルタイム監視ツールは、主要業績評価指標 (KPI) を追跡し、異常が発生した場合にアラートを発します。システムのパフォーマンス、リソースの使用率、ユーザーエクスペリエンスに関連するメトリックを収集して分析することは、システムの動作を理解し、情報に基づいた意思決定を行うために不可欠です。重大なイベントやしきい値に対して自動アラートを設定すると、問題に迅速に対応でき、潜在的な問題に迅速に対処できるようになります。 - バックアップとディザスタリカバリ (DR)
バックアップとディザスタリカバリ戦略により、障害や災害が発生した場合でも、データを保護して事業継続性を確保できます。ベストプラクティスとしては、重要なデータとシステムの定期的なバックアップをスケジュールして、損失が発生した場合に確実にデータを回復できるようにすることが挙げられます。地理的冗長性とは、地域的な障害から保護するために、複数の地理的な場所にバックアップを保存することを指します。自動化されたDRソリューションを実装することは、障害発生時にシステムとデータを迅速に復元し、ダウンタイムを最小限に抑えるために不可欠です。リカバリ計画が効果的かつ最新であることを確認し、組織があらゆる混乱に迅速かつ効果的に対応できるようにするためには、定期的なディザスタリカバリ訓練が必要です。 - 継続的インテグレーションと継続的展開 (CI/CD)
継続的インテグレーションと継続的展開 (CI/CD) のプラクティスにより、ビルド、テスト、展開のプロセスを自動化し、ソフトウェア更新を迅速かつ確実に実行できるようになります。これには、開発パイプラインのあらゆる段階で自動テストを作成して実行し、バグを早期に発見することや、バージョン管理システムを使用してコードの変更を管理し、履歴を追跡することが含まれます。継続的インテグレーションにより、コードの変更が頻繁に統合され、自動的にビルドおよびテストされて、統合の問題が早期に検出されます。継続的展開によって展開プロセスが自動化され、新しい機能や更新を本番環境に迅速かつ安全にリリースできます。ロールバックメカニズムを実装することは、展開の失敗や問題が発生した場合に変更を元に戻し、システムの安定性を確保してダウンタイムを最小限に抑えるために重要です。
これらのベストプラクティスに従うことで、組織は変化する要件に適応してユーザーに高品質のサービスを提供する、堅牢で効率的かつ信頼性の高いクラウドアーキテクチャーを構築できます。
クラウドアーキテクチャーの導入をサポートするHPEのサービス
HPE GreenLakeは、オンデマンドのスケーラビリティを提供することでクラウドアーキテクチャーを強化し、組織が現在のニーズに基づいてインフラストラクチャを迅速にスケールできるようにします。HPE GreenLakeは従量制課金モデルをサポートしており、コストを最適化し、支出を実際の使用量に合わせることができます。HPE GreenLakeはハイブリッドクラウドの統合を容易にし、統合された管理インターフェイスからオンプレミスとパブリッククラウドの両方のリソースをシームレスに管理できるようにします。この一元管理により、IT運用が簡素化され、複雑さが軽減されます。さらに、HPE GreenLakeにはパフォーマンス最適化のためのツールが含まれており、リソースの効率的な使用とアプリケーションパフォーマンスの向上を実現します。また、スケーラブルで回復力のあるクラウドアーキテクチャーをサポートする高度なデータ管理およびストレージソリューションも提供します。
HPE Private Cloud EnterpriseおよびHPE GreenLake for Private Cloud Business Editionは、堅牢でスケーラブル、かつセキュアなオンプレミスクラウド環境を提供することで、クラウドアーキテクチャーを支援します。組織は、自動化、オーケストレーション、セルフサービス機能などの特徴を活用して、プライベートクラウドインフラストラクチャを導入および管理できます。これらのソリューションはハイブリッドクラウド統合をサポートし、プライベートクラウドリソースとパブリッククラウドリソース間のシームレスな接続を可能にします。また、高度なデータ管理およびセキュリティ機能も提供しており、コンプライアンスと機密データの保護を保証しながら、クラウドリソースに対する柔軟性と制御性を提供します。これらの機能により、クラウドアーキテクチャーの効率性、スケーラビリティ、信頼性が総合的に向上します。
HPEハイブリッドクラウドは、オンプレミスインフラストラクチャとパブリッククラウドサービス間のシームレスな統合を可能にします。ハイブリッド環境全体にわたって一貫した制御性と可視性を実現する統合管理ツールを提供し、効率的なリソース利用とコストの最適化を実現します。HPEハイブリッドクラウドはワークロードのポータビリティをサポートしており、パフォーマンス、コスト、コンプライアンスのニーズに基づいて、アプリケーションをプライベートクラウドとパブリッククラウド間で移動できます。さらに、ハイブリッド環境全体でデータを保護する高度なセキュリティとコンプライアンス機能を提供し、クラウドアーキテクチャーの柔軟性、スケーラビリティ、信頼性を強化します。
HPEハイブリッドクラウドコンサルティングは、組織がビジネス目標とIT要件に適合するハイブリッドクラウドアーキテクチャーを設計および実装できるよう支援します。これらは、現在のIT環境を評価し、ワークロードに適したパブリッククラウドリソースとプライベートクラウドリソースの組み合わせを特定し、ハイブリッドクラウド移行のロードマップを作成するために役立ちます。HPEの専門知識を活用することで、組織はハイブリッドクラウドモデルへのスムーズな移行を実現し、パフォーマンス、コスト、コンプライアンスを最適化できます。
