誰もがクラウドネイティブについて話していますが、クラウドネイティブとは正確には何でしょうか?

ほとんどの定義によれば、クラウドネイティブとは、クラウドベースのサービスと配信モデルを最大限に活用するように設計されたソフトウェアの設計、実装、展開に対するアプローチです。クラウドネイティブアプリケーションも通常は分散アーキテクチャを使用して実行されます。つまり、アプリケーションの機能は単一のサーバーに統合されるのではなく、複数のサービスに分割され、ホスティング環境全体に分散されます。

少々紛らわしいですが、クラウドネイティブアプリケーションは必ずしもクラウドで実行されるわけではありません。アプリケーションはクラウドネイティブの原則に従って構築し、クラウド環境の分散型サービスベースの配信モデルを模倣した Kubernetes などのプラットフォームを使用してオンプレミスにデプロイできます。

それでも、ほとんどのクラウドネイティブアプリケーションはクラウド内で実行されます。クラウドネイティブの原則に従って設計されたアプリケーションはすべてクラウドで実行できます。

クラウドネイティブはどのように機能しますか?

クラウドネイティブは、特定の種類のアプリケーションアーキテクチャ、設計、または配信プロセスではなく、高レベルの概念です。そのため、クラウドネイティブソフトウェアを作成するには複数の方法があり、その実現に役立つさまざまなツールがあります。

ただし、一般的に、クラウドネイティブアプリケーションは特定のコア機能を共有しています。

これらはマイクロサービスアーキテクチャを使用して構築されています。これは、アプリケーション機能が多数のマイクロサービスに分散され、相互に連携して完全なアプリケーションを実行することを意味します。
内部コンポーネントを相互に統合したり、サードパーティのサービスとやり取りしたりするために、API を多用しています。
彼らはDevOps[4]などのソフトウェア開発戦略を使用して、反復して継続的に更新します。
これらは、単一のサーバーではなく、サーバーのクラスターなどの分散環境に展開されます。

上記のすべてをまとめると、クラウドネイティブアプリケーションは基本的に、最新のツールと方法論を使用して設計および構築されたアプリケーションであると言えます。多くの点で、「クラウドネイティブソフトウェア開発」は「最新のソフトウェア開発」の略語になっています。どちらの用語も多少曖昧ですが、それがポイントです。ソフトウェアの設計と開発業務を近代化する方法がたくさんあり、クラウドネイティブにアプローチする方法もたくさんあるのです。

クラウドネイティブの利点は何ですか?

クラウドネイティブには、従来のアプリケーション設計および開発戦略に比べていくつかの利点があります。つまり、モノリシックアーキテクチャ、オンプレミス展開、単一ノードホスティング環境などのテクノロジを中心とした利点は次のとおりです。

回復力と信頼性: クラウドネイティブアプリケーションは分散環境に展開されることが多いため、障害や停止が発生した場合でも回復力が高くなります。通常、単一のサーバー障害、または複数のサーバー障害が発生しても、サービスはクラスター内の他のサーバーに再デプロイできるため、アプリケーション障害は発生しません。
スケーラビリティ: クラウドネイティブでは、アプリケーションを個別の部分に分割することでスケーラビリティを実現します。各セクションは個別にスケーリングできるため、効率的かつ高速なスケーリングが可能になります。たとえば、アプリケーションでログイン数が急増した場合、アプリケーションの認証サービスは、アプリケーションの残りの部分が通常の容量で動作し続ける場合でも、この増加に対応できるように拡張できます。
効率性: クラウドネイティブアプリケーションは、コストとパフォーマンスの観点から効率的である傾向があります。これは、ユーザーがやり取りするクラウドサービスから必要なリソースのみを消費できるためです。モノリシックアプリケーションや単一ノードアプリケーションは、必ずしもサーバー上の利用可能なリソースをすべて必要としないにもかかわらず、サーバー全体を占有する可能性があるため、非効率的であることが多いです。
イノベーションの高速化: クラウドネイティブでは、アプリケーションを複数のコンポーネントに分割し、独自のコードベースを使用して個別に開発できます。また、継続的インテグレーション/継続的デリバリー (CI/CD) などの方法論を通じて、継続的な反復開発を促進します。どちらのアプローチでも、クラウドネイティブにより、新しい機能の作成と革新が容易になります。
移植性: クラウドネイティブアプローチを使用して設計されたアプリケーションは、通常、Kubernetes などのサービスベースモデルでリソースを管理するオンプレミスホスティングプラットフォームだけでなく、あらゆるクラウドでも実行できます。この点では、クラウドネイティブアプリケーションはクラウドやインフラストラクチャに依存しない傾向があるため、アプリケーション自体を変更することなく、ある環境から別の環境に簡単に移植できます。
自動化: クラウドネイティブにより、アプリケーションの展開と管理時に自動化ツールを最大限に活用することが容易になります。たとえば、クラウドネイティブアプリケーションはコンテナを使用してデプロイされることが多く、負荷分散やワークロードの配置などのタスクを自動的に処理する Docker Swarm や Kubernetes などのツールを使用してオーケストレーションできます。

クラウドネイティブの欠点は何ですか?

クラウドネイティブは、アプリケーション開発を加速し、効率を最大化し、信頼性を向上させる優れた方法ですが、いくつかの課題も伴います。最も一般的なものは次のとおりです。

複雑さ: 簡単に言えば、クラウドネイティブの開発戦略とアプリケーションアーキテクチャは、従来のアプリケーションよりも複雑です。単一のコードベースを使用して開発されたモノリシックアプリケーションと比較すると、クラウドネイティブアプリケーションには可動部分が多く含まれており、より複雑な開発プロセスが必要です。このため、クラウドネイティブを採用する組織は、アプリケーション開発プロセスとアプリケーションの展開および管理プロセスの複雑さを管理できるツールとプロセスを実装する必要があります。
より多くのツール: 同様に、クラウドネイティブアプリケーションはより多くのツールに依存することが多く、結果としてテクノロジースタックがより複雑になります。モノリシックアプリケーションは多くの場合、VM のみを使用してデプロイできますが、クラウドネイティブアプリケーションは、VM 上で実行され、Kubernetes を通じてオーケストレーションされるコンテナーを使用してデプロイできます。さらに、CI/CD などの開発手法では、チームが多数のツール (CI サーバー、IDE、ソースコードマネージャーなど) を管理する必要があります。クラウドネイティブアプリケーションに関するこれらすべての領域において、チームはさらに多くのツールとテクノロジーを学習し、追跡する必要があります。
API 依存性: クラウドネイティブアプリケーションの API 中心の設計により、オンデマンドでリソースを簡単に消費できますが、API に過度に依存することには欠点もあります。 API により、そうでなければ存在しなかったセキュリティ上の問題が発生する可能性があります。さらに、API のパフォーマンスや可用性の問題はクラウドネイティブアプリケーションのパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があり、クラウドベンダーが提供する API などのサードパーティ API の可視性が限られているため、これらの問題を解決することが困難になる可能性があります。
ロックインのリスク: クラウドネイティブアプリケーションは、オープン API とテクノロジを使用することでベンダーに依存しないように設計できますが、常にそうであるとは限りません。一部のクラウドネイティブアプリケーションでは、特定のクラウドベンダーの API が必要になったり、特定のオーケストレーションプラットフォームに依存したりするため、ベンダーまたはプラットフォームのロックインが発生する可能性があります。

クラウドネイティブ開発の例

現在、クラウドネイティブ開発は、あらゆる種類や規模の組織で広く使用されています。次のクラウドネイティブの例とユースケースを検討してください。

（１）レガシーアプリケーションのリファクタリング

オンプレミスで実行するように設計されたレガシーアプリケーションを持つ企業は、それらのアプリケーションを全面的に改良し、最新化する手段としてクラウドネイティブを採用する場合があります。多くの場合、この作業にはリファクタリング、つまり分散環境で実行できるようにアプリケーションを再設計し、サービスベースの配信モデルを活用することが必要になります。

（２）コンテナ化されたアプリケーション

仮想マシンよりも効率的でパフォーマンスに優れたコンテナを活用したい組織は、クラウドネイティブに目を向けるかもしれません。クラウドネイティブにするためにコンテナーを使用する必要はありませんが、コンテナーはマイクロサービスベースのサービス指向の開発およびデプロイメント手法に適しています。

（３）クラウド移行

クラウドネイティブを採用することは、クラウドへの移行を開始したり、既存のクラウド投資を倍増したりするための優れた方法です。技術的には、アプリケーションがクラウドで実行されるためにクラウドネイティブである必要はありません。たとえば、モノリシックアプリケーションをクラウドベースの VM にデプロイして、クラウドで実行できます。しかし、クラウドを最大限に活用し、クラウド環境でコストとパフォーマンスの最適なバランスを実現するには、アプリケーションをクラウドネイティブにする必要があります。

（4）コスト最適化

クラウドネイティブのアーキテクチャと開発戦略はリソースをより効率的に活用する傾向があるため、IT 運用コストの削減を目指す企業にとってクラウドネイティブは一般的な戦略です。クラウドネイティブを採用してもコスト効率が自動的に保証されるわけではありませんが、適切に設計されたクラウドネイティブアプリケーションは、従来のアプリケーションよりも運用と更新のコストが低くなります。

（５）信頼性の向上

前述のように、クラウドネイティブアプリケーションは、ホストインフラストラクチャの一部に障害が発生しても利用可能な状態が維持されるため、信頼性が高くなる傾向があります。このため、アプリケーションの信頼性を高め、エンドユーザーエクスペリエンスを向上させたいと考えている組織は、クラウドネイティブを検討する必要があります。

まとめ

クラウドネイティブは、組織が分散型のサービスベースのアプリケーションホスティング環境を最大限に活用できるようにすることで、企業、開発者、ユーザーのいずれにとっても優れた成果をもたらします。すべてのアプリケーションがクラウドネイティブである必要はありませんが、一般的に、新しいアプリケーションを構築したり、古いアプリケーションを全面的に改良したりする場合には、クラウドネイティブが適しています。

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