クラウド ネイティブ パターンの紹介と概要

近年、クラウド コンピューティングはエンタープライズ アプリケーションの新しい標準となっています。クラウド ネイティブ アーキテクチャはソフトウェア業界の重要な概念となり、クラウドでアプリケーションを効率的に開発、展開、管理する方法を提供します。クラウド ネイティブ パターンは、クラウド ネイティブ アプリケーションを構築およびデプロイするためのベスト プラクティスのセットです。

クラウドに移行するアプリケーションが増えるにつれて、クラウド コンピューティングを最大限に活用する方法でアプリケーションを設計および構築することがますます重要になります。人気が高まっているアプローチの 1 つは、クラウド環境での展開専用にアプリケーションを構築するクラウド ネイティブ設計です。クラウド ネイティブ パターンは、このアプローチの構成要素であり、クラウド ネイティブ アプリケーションの設計と構築に関する一連のベスト プラクティスと原則を提供します。

クラウド ネイティブ設計の本質は、クラウド環境の固有の特性を活用することです。これらの機能には、スケーラビリティ、回復力、更新や変更を簡単かつ迅速に展開する機能が含まれます。これらの利点を実現するために、クラウド ネイティブ モデルはモジュール式で柔軟性が高く、拡張性に優れたものとして構築されています。

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この記事では、クラウド ネイティブ パターンとは何か、なぜ重要なのか、そしてどのような一般的なクラウド ネイティブ パターンが存在するのかについて学習します。

クラウドネイティブモデルとは何ですか?クラウド ネイティブ パターンは、クラウド アプリケーションを構築および展開するためのベスト プラクティスのセットです。これらのパターンは、クラウド コンピューティングのスケーラビリティ、弾力性、俊敏性を活用するように設計されています。クラウド ネイティブ モデルの主な原則は次のとおりです。

マイクロサービス: アプリケーションを、個別にデプロイおよび拡張できる、より小さな独立したサービスに分割します。コンテナ: アプリケーションとその依存関係を軽量コンテナにパッケージ化して、簡単に展開およびスケーリングできるようにします。オーケストレーション: オーケストレーション システムを使用して、コンテナ化されたアプリケーションの展開、スケーリング、管理を管理します。インフラストラクチャをコードとして扱う: インフラストラクチャをコードとして扱うことで、開発者がコードを使用してインフラストラクチャを定義および管理できるようになります。 DevOps: 開発チームと運用チーム間のコラボレーションと自動化の文化を構築します。クラウドネイティブ モデルが重要なのはなぜですか?クラウド ネイティブ モデルには、従来のアプリケーション開発および展開アプローチに比べていくつかの利点があります。主な利点は次のとおりです。

スケーラビリティ: クラウドネイティブ アプリケーションは、要件に応じて簡単に拡張できます。システム全体に影響を与えることなく、需要に応じてリソースを追加または削除できます。回復力: クラウド ネイティブ アプリケーションは、フォールト トレラントを備え、障害から迅速に回復できるように設計されています。俊敏性: クラウドネイティブ アプリケーションは迅速に開発および展開できるため、迅速なイノベーションと反復が可能になります。コスト効率: クラウド ネイティブ アプリケーションは、効率的でコスト効率が高く、需要に応じてクラウド リソースを柔軟に利用できるように設計されています。クラウドネイティブモデルはどのように機能しますか?クラウド ネイティブ パターンは、アプリケーションを、個別にデプロイおよびスケーリングできる小さな独立したサービスに分割することによって機能します。各サービスはコンテナにパッケージ化され、コンテナにはサービスの実行に必要なすべての依存関係とライブラリが含まれます。これらのコンテナは、Kubernetes などのコンテナ オーケストレーション システムにデプロイされ、コンテナのデプロイ、スケーリング、管理が自動化されます。

これらのサービスは API を介して通信し、疎結合と柔軟性を実現します。 1 つのサービスに障害が発生したり、アップグレードが必要になったりしても、システム内の他のサービスには影響しません。サービスは個別に開発および展開することもできるため、開発および展開サイクルが高速化されます。

クラウド ネイティブ モデルにより、開発者はコードの変更から本番環境への展開まで、ソフトウェア展開パイプライン全体を自動化することもできます。つまり、開発者はコードの作成に集中でき、残りの作業は自動化によって処理されます。

一般的なクラウド ネイティブ パターン サービス メッシュ: サービス メッシュは、マイクロサービス アーキテクチャ内のサービス間の通信を提供する専用のインフラストラクチャ レイヤーです。負荷分散、サービス検出、トラフィック管理などの機能が含まれます。 API ゲートウェイ: API ゲートウェイは、クライアントとマイクロサービス間のレイヤーであり、すべての外部リクエストに対して統一されたエントリ ポイントを提供します。また、認証、レート制限、キャッシュなどの機能も含まれています。サイドカー パターン: サイドカー パターンでは、メイン コンテナーに追加機能を提供する別のコンテナーを Pod に追加します。たとえば、サイドカーを使用してセキュリティ機能やログ機能を追加できます。イベント駆動型アーキテクチャ: イベント駆動型アーキテクチャでは、メッセージやユーザー操作などのイベントに反応するアプリケーションを構築します。これにより、マイクロサービス間の非同期の分離された通信が可能になります。不変のインフラストラクチャ: 不変のインフラストラクチャは、インフラストラクチャをコードとして扱い、既存のインフラストラクチャ インスタンスを変更するのではなく、新しいインフラストラクチャ インスタンスをデプロイします。これにより、スケーリングとロールバックが容易になります。クラウド ネイティブ パターンの利点 クラウド ネイティブ パターンを使用すると、次のような利点がいくつかあります。

スケーラビリティ: クラウド ネイティブ アプリケーションは、変化する需要に合わせて簡単に拡張できます。つまり、開発者はシステム全体に影響を与えることなく、必要に応じてリソースを追加または削除できます。信頼性: クラウド ネイティブ アプリケーションは、高い可用性とフォールト トレラント性を実現するように設計されています。サービスは複数のノードにまたがって複製できるため、1 つのノードに障害が発生しても、システムは中断することなく動作を継続できます。柔軟性: クラウド ネイティブ アプリケーションは任意のクラウド プラットフォームにデプロイできるため、開発者は各プラットフォームの最適な機能を活用できます。スピード: クラウド ネイティブ アプリケーションは、従来のモノリシック アプリケーションよりも速く開発および展開できます。これは、サービスを個別に開発および展開できるため、開発および展開サイクルが高速化されるためです。コスト効率: クラウド ネイティブ アプリケーションは、開発者が必要なリソースのみを使用し、未使用のリソースに対して料金を支払う必要がないため、コスト効率に優れています。クラウド ネイティブ パターンの例 開発者がクラウド ネイティブ アプリケーションを構築するために使用できるクラウド ネイティブ パターンはいくつかあります。例としては次のようなものがあります:

サーキットブレーカー パターン: このパターンは、サービスが過負荷になって障害が発生するのを防ぐために使用されます。プライマリ サービスに障害が発生すると、トラフィックは自動的にバックアップ サービスにリダイレクトされます。サイドカー パターン: このパターンは、サービス自体を変更せずにサービスに追加機能を追加するために使用されます。たとえば、サイドカーを使用してセキュリティ機能やログ機能を追加できます。サービス登録パターン: このパターンは、サービスが検出および通信できるようにするために使用されます。これは、利用可能なサービスとその場所のレジストリを維持することで実現され、サービスが相互に検出して通信できるようにします。 API ゲートウェイ パターン: このパターンは、認証、レート制限、その他のセキュリティ機能を提供しながら、統合された API を外部クライアントに公開するために使用されます。ヘルス チェック モード: このモードは、サービスの正常性を監視して正常に動作していることを確認するために使用されます。これは、定期的にサービスの状態をチェックし、サービスが失敗したり応答しなくなったりした場合に開発者に警告することによって行われます。

結論は

クラウド ネイティブ パターンは、開発者がクラウド コンピューティング独自の利点を最大限に活用するアプリケーションを構築できるようにする一連のベスト プラクティスです。アプリケーションを小さな独立したサービスに分割することで、あらゆるクラウド プラットフォームにデプロイできる、拡張性、信頼性、柔軟性に優れたアプリケーションを作成できます。

クラウド ネイティブ モデルにより、開発者はソフトウェア配信プロセス全体を自動化できるため、開発と展開のサイクルが高速化され、エラーやダウンタイムのリスクが軽減されます。従来のアプリケーション開発および展開方法に比べて、スケーラビリティ、回復力、柔軟性、コスト効率など、いくつかの利点があります。一般的なクラウド ネイティブ パターンには、サービス メッシュ、API ゲートウェイ、サイドカー パターン、イベント駆動型アーキテクチャ、不変インフラストラクチャなどがあります。クラウド ネイティブ モデルを採用することで、企業はクラウド コンピューティングのスケーラビリティ、弾力性、俊敏性を最大限に活用できます。

クラウド ネイティブ パターンを使用することで、開発者は、スケーラビリティ、信頼性、コスト効率に優れ、より迅速に展開できるアプリケーションを作成できます。クラウド コンピューティングが普及するにつれて、クラウド ネイティブ パターンは、クラウド独自の利点を最大限に活用するアプリケーションを開発するための不可欠なツールになりつつあります。