クラウドコンピューティングクイックスタートガイド

この記事では、クラウドコンピューティングの概念、アーキテクチャ、展開、市場について簡単に紹介します。

クラウドコンピューティングとは何ですか?

簡単に言えば、クラウドコンピューティングとは、アプリケーション、ストレージ、処理能力などのオンデマンドコンピューティングサービスを通常はインターネット経由で提供し、必要に応じて料金を支払うことです。

クラウドコンピューティングはどのように機能しますか?

企業は、独自のコンピューティングインフラストラクチャやデータセンターを所有する代わりに、クラウドサービスプロバイダーから直接リソースをレンタルできます。その結果、企業は独自の IT インフラストラクチャを構築および維持するためのコストと複雑さを回避し、使用した分だけ使用時に支払うことができます。

一方、クラウドコンピューティングサービスプロバイダーは、幅広い顧客に同じサービスを提供することで規模の経済のメリットを享受できます。

クラウドコンピューティングサービスとは何ですか?

クラウドコンピューティングは、ストレージ、ネットワーク、処理能力といった基本的なサービスから、自然言語処理、人工知能、オフィスアプリケーションといったより高度なサービスまで、幅広いサービスをカバーします。基本的に、物理的な近接性を必要としないサービスはすべてクラウドを通じて提供できます。

例を挙げると？

クラウドコンピューティングは多くのサービスの基盤です。たとえば、QQ メールボックスや、携帯電話の写真のクラウドバックアップなどです。より大規模なレベルでは、大企業がすべてのデータをホストし、アプリケーションをクラウドで実行できるようにするサービスも含まれます。 Bilibili、iQiyi などは、ビデオストリーミングサービスやその他のビジネスシステムを運営するためにクラウドコンピューティングを使用しています。

また、クラウドコンピューティングは多くのアプリケーションでデフォルトの選択肢になりつつあり、インターネット経由のサービスとしてアプリケーションを提供するソフトウェアベンダーが増えています。ただし、クラウドコンピューティングには、企業に新たなコストとリスクをもたらす可能性があるため、潜在的な欠点もあります。

なぜクラウドコンピューティングと呼ばれるのでしょうか?

クラウドコンピューティングサービスの場所は、ユーザーからほとんど独立しており、クラウドのメタファーは従来の通信ネットワーク図から借用されています。従来の通信ネットワーク図では、公衆電話ネットワーク (および後にインターネット) がクラウドとして表現されることが多く、多くの詳細が網羅されていました。もちろん、これは多少単純化しすぎており、サービスとデータの場所は多くの顧客にとって依然として重要な問題です。

クラウドコンピューティングの歴史とは？

クラウドコンピューティングという用語は 2000 年代初頭から使われてきましたが、サービスとしてのコンピューティングの概念は、コンピュータ局が企業にメインフレームコンピュータのレンタルを許可した 1960 年代まで遡る、かなり以前から存在しています。

その後、この「従量制」サービスは、パーソナルコンピュータの登場によって置き換えられ、人々がコンピュータを購入できるようになりました。その後、企業データセンターも登場し、企業はレンタルすることなく大量のデータを保存できるようになりました。

しかし、コンピューティングパワーをレンタルするという概念はその後再び現れ、1990 年代後半から 2000 年代初頭にかけて、アプリケーションサービスプロバイダー、ユーティリティコンピューティング、グリッドコンピューティングのすべてがコンピューティングパワーをレンタルするという概念を体現しました。その後、クラウドコンピューティングが登場し、サービスとしてのソフトウェアや Amazon Web Services などのハイパースケールクラウドコンピューティングプロバイダーの登場により急速に普及しました。

クラウドはどれくらい重要ですか?

Synergy Research Group による過去 10 年間の企業 IT 支出に関する調査によると、クラウドインフラストラクチャサービスへの年間支出はほぼゼロから 1,000 億ドル近くに増加しています。

一方、データセンターのハードウェアとソフトウェアに対する企業の支出は、過去 10 年間の大部分で停滞したままです。サーバーの出荷数は横ばいであったものの、サーバーの構成がより柔軟になり、価格も高くなったため、2018 年のデータセンター支出は増加しました。

しかし、2018 年のデータセンター支出の増加はクラウド支出の伸びには影響せず、クラウドインフラストラクチャサービスの支出は 2019 年に 40% 近く増加しました。過去 10 年間、データセンターの年間支出の平均伸び率は 4% (主に最初の 3 年間による) でしたが、クラウドサービスの場合は 56% でした。 2019 年は、クラウドサービス (IaaS、PaaS、ホスト型プライベートクラウド) に対する企業の支出がデータセンター機器を上回った最初の年となりました。

Infrastructure as a Service (IaaS) とは何ですか?

クラウドコンピューティングは、Infrastructure as a Service (IaaS)、Platform as a Service (PaaS)、Software as a Service (SaaS) の 3 つのクラウドサービスモデルに分けられます。

IaaS はクラウドサービスの最低レベルであり、レンタルできる基本リソース (物理サーバーまたは仮想サーバー、ストレージ、ネットワーク) を指します。 IaaS は、アプリケーションをゼロから構築し、すべての要素を自社で完全に制御したい企業にとって良い選択肢ですが、サービスを調整するためのテクノロジーを企業が備えている必要があります。

Oracle の調査によると、IaaS ユーザーの 3 分の 2 が、オンラインインフラストラクチャの使用により、企業の革新性が高まり、新しいアプリケーションやサービスの導入にかかる時間が短縮され、メンテナンスコストが大幅に削減されると回答しています。しかし、半数は、IaaS はほとんどの重要なデータに対して十分に安全ではないとも答えています。

Platform as a Service (PaaS) とは何ですか?

Platform as a Service (PaaS) は、IaaS と抽象的なミドルウェアサービス、ソフトウェア開発および展開ツールを組み合わせ、組織がクラウドまたはオンプレミスで統一された方法でアプリケーションを作成および展開できるようにします。
PaaS は、一貫したプログラミングおよびミドルウェアサービスのセットを提供し、開発者がクラウドコンピューティング環境で効率的かつ統合された方法でアプリケーションを作成できるようにします。
PaaS 環境は開発とデプロイメントを統合し、より管理しやすい方法でアプリケーションを構築およびデプロイできるようにします。 PaaS にはインフラストラクチャサービスが必要です。

SaaS (Software as a Service) とは何ですか?

SaaS (Software as a Service) は、ほとんどの人が日常的に利用するクラウドコンピューティングです。基盤となるハードウェアとオペレーティングシステムはユーザーから独立しており、ユーザーは Web ブラウザーまたはアプリケーションを通じてサービスにアクセスします。

クラウドコンピューティングを利用するメリット

基本的に、クラウドサービスを使用すると、企業は独自のコンピューティングインフラストラクチャを購入して維持する必要がなくなります。サーバーを購入したり、アプリケーションやオペレーティングシステムを更新したりする必要がなくなります。これらすべてはプロバイダーによって処理されます。
電子メールなどのアプリケーションは、自社で構築するのではなく、クラウドプロバイダーを使用して実行する方が適しています。これらのサービスを専門的に運営する企業は、中小企業が雇用できる人よりも優れたスキルと経験を持っている可能性が高いため、クラウドサービスはユーザーにとってより安全で効率的になります。
同時に、クラウドサービスを使用すると、企業は消費したリソースに対してのみ料金を支払うため、調達に多くの時間と高額な初期費用をかけずに、プロジェクトの開発やコンセプトのテストをより迅速に行うことができます。クラウドの支持者は、このビジネスの俊敏性を重要な利点としてよく挙げます。また、新しいアプリケーションの人気が高まった場合でも、クラウドの弾力性により、アプリケーションをより簡単に、より迅速に拡張できます。
たとえば、一部のアプリケーションは特定の時間 (特定の週など) のピーク時にのみ使用され、他の時間はアイドル状態になります。この場合、専用のハードウェアやソフトウェアを用意する必要がなく、クラウドで直接ホストすることでコストを大幅に節約できます。

クラウドコンピューティングの欠点

クラウドコンピューティングは、他の形式のコンピューティングよりも必ずしも安価であるとは限りません。長期的には、レンタルの方が購入よりも必ずしも費用対効果が高いわけではないからです。アプリケーションにコンピューティングサービスに対する安定した長期的なニーズがある場合は、社内でサービスを提供する方が経済的な場合があります。
一部の企業は、競合他社も同じアプリケーションを使用している可能性があるため、特にそのアプリケーションが自社のコアビジネスにとって重要な場合、機密データを SaaS アプリケーションに移行することに消極的です。同じアプリケーションを使用しても、競争上の優位性は得られません。
ビジネスを始めたばかりのときはクラウドアプリケーションを使用するのは簡単ですが、既存のデータやアプリケーションをクラウドに移行するのは複雑でコストがかかる場合があります。経験豊富なクラウドユーザーの多くは、移行の初期コストが最終的には IaaS による長期的な節約を上回ると考えているようです。
クラウドスキルの不足も問題であり、DevOps やマルチクラウドの監視と管理の知識を持つ労働者が特に不足しています。

クラウドコンピューティングはどれくらい安全ですか?

クラウドコンピューティングのセキュリティは、既存のシステムのセキュリティに大きく依存しており、独自の内部システムを管理している企業は、プロのクラウドプロバイダーによって監視されているシステムよりも漏洩が発生しやすい可能性があります。

セキュリティ侵害はまれですが、多くの企業、特に多くのクラウドサービス間でデータを転送する企業は、依然としてクラウドサービスのセキュリティを懸念しています。これにより、クラウドとの間でやり取りされるデータやクラウドプラットフォーム間でやり取りされるデータを監視できるクラウドセキュリティツールが成長しました。これらのツールは、クラウドデータの不正使用、不正なダウンロード、マルウェアを識別できます。ただし、これによりコストが増加するだけでなく、パフォーマンスにも一定の副作用が生じます。クラウドセキュリティツールにより、クラウド投資収益率が 5% ～ 10% 低下し、パフォーマンスが 5% ～ 15% 低下する可能性があります。

パブリッククラウドとは何ですか?

パブリッククラウドは、ユーザーがインターネット経由で大量のコンピューティング能力 (IaaS、PaaS、SaaS のいずれか) を利用できる典型的なクラウドコンピューティングモデルです。パブリッククラウドを使用する重要な利点は、サービスを迅速に拡張できることです。

クラウドコンピューティングプロバイダーは、大量のコンピューティング能力を多数の顧客間で共有する「マルチテナント」アーキテクチャを備えています。サイズが大きいため、十分な余剰容量があり、顧客がより多くのリソースを必要としたときに簡単に対応できるため、高い感度を必要としないアプリケーションでよく使用されます。

世界のパブリッククラウドサービスのエンドユーザー支出予測 (百万米ドル単位)

出典: ガートナー (2020 年 11 月)

プライベートクラウドとは何ですか?

プライベートクラウドは企業のファイアウォールの背後に隠されています。プライベートクラウドを使用すると、企業はデータの保存場所を正確に制御し、セキュリティを損なうことなくオンデマンドで拡張しながら、希望どおりにインフラストラクチャを構築できます (主に IaaS または PaaS プロジェクト向け)。しかし、コストも問題であり、AWS、Microsoft、Google の規模に到達できる企業はほとんどなく、同じ規模の経済を生み出すことはできないことを意味します。それでも、追加のセキュリティを必要とする企業にとって、プライベートクラウドは、クラウドサービスを理解したり、パブリッククラウドに移行する前にクラウド用に社内アプリケーションを再構築したりするのに役立ちます。

ハイブリッドクラウド/マルチクラウドとは何ですか?

ハイブリッドクラウドとは、企業のデータの一部がパブリッククラウドにあり、一部のプロジェクトがプライベートクラウドにあることを意味します。同社には複数のサプライヤーがあり、さまざまなレベルのクラウドを使用しています。ハイブリッドクラウドを使用する主な利点は、予期しない障害が発生した場合に壊滅的なデータ損失を回避できることと、既存のデータセンターを拡張する際のハードウェアコストを回避できることです。

マルチクラウドはハイブリッドクラウドの特殊なケースであり、企業が複数のパブリッククラウドプロバイダーのサービスを使用します。

ハイブリッドクラウドとマルチクラウドの違いは、ハイブリッドクラウドでは常にプライベートクラウドとパブリッククラウド (OpenStack プライベートクラウドと AWS など) が組み合わされるのに対し、マルチクラウドでは常に Azure、AWS、Google などの 2 つ以上のパブリッククラウドが組み合わされる点です。

クラウドコンピューティングの導入は企業の支出にどのような影響を与えましたか?

企業がクラウドサービスを使用することは、企業の支出が設備投資 (さまざまな長期資産の購入) から運用費に移行することも意味します。企業は、新しいプロジェクトに対する IT 支出が以前ほど大幅に増加することはないだろう。

「CIO は柔軟性を高め、資本予算へのプレッシャーを軽減するために、クラウドインフラストラクチャとサービスにますます目を向けるようになっている」と ZDNet の調査では指摘されている。もちろん、これはクラウドコンピューティングが社内でアプリケーションを実行するよりも必ずしも安価であることを意味するわけではありませんが、コンピューティング能力に対する需要が安定しているアプリケーションの場合は、社内で維持する方が安価になる可能性があります。

クラウドコンピューティングの導入または移行にかかるコスト

システムをクラウドに移行する前に、まず既存のインフラストラクチャの実際のコストを把握する必要があります。データセンターの運営コスト、回線レンタルなどの追加コスト、物理ハードウェア (サーバーや CPU) のコスト、ストレージコストなど、考慮すべき要素は多数あります。

もちろん、スタートアップ企業で、すべてのシステムをクラウドで実行することを計画している場合は、始めるのはかなり簡単ですが、ほとんどの企業では状況は大きく異なります。既存のアプリケーションとデータを取得し、どのシステムをそのまま実行したままにしておくのが最適で、どのシステムをクラウドインフラストラクチャに移行できるかを判断する必要がありますが、これは潜在的にリスクとコストを伴う決定です。企業がこのようなプロジェクトの規模を過小評価すると、クラウドへの移行にさらにコストがかかる可能性があります。

次に、アプリケーションのコストも考慮する必要があります。アプリケーションを直接廃止するか、クラウドでそのままホストするか、完全に再構築するか、まったく新しい SaaS パッケージを購入するかによって、発生するコストは異なります。

クラウドを早期に導入した 500 社を対象にした調査では、アプリケーションが複雑またはカスタムである場合に特に、アプリケーションをクラウド向けに最適化するためにアプリケーションを書き直すことが、最も大きなコストの 1 つであることがわかりました。回答者の 3 分の 1 は、クラウド移行時のデータ転送コストも非常に高いと回答しました。回答者の 3 分の 1 は、アプリケーションを移行するとソフトウェアデータベースのライセンスコストが大幅に増加するとも述べています。

最後に、インフラコストに次いで重要となることが多い人件費についても理解し、潜在的なマイナス面を考慮する必要があります。たとえば、ほとんどの企業は依然としてクラウドへの移行後にアプリケーションのパフォーマンスが低下することを懸念しており、3 分の 1 の企業はこれを特定の重要なアプリケーションを移行しない理由として挙げています。

地理はクラウドコンピューティングと関係があるのでしょうか?

実際、クラウドコンピューティングでは地理的な場所が非常に重要です。まず、地理的な要因によってレイテンシの問題が発生する可能性があります。アプリケーションが地球の反対側にあるデータセンターから、または混雑したネットワークの反対側から来ている場合、ローカル接続に比べて実行速度が遅くなります。

第二に、データ主権の問題があります。多くの企業は、データがどこで処理され、保存されるかについて懸念しています。たとえば、欧州企業は、顧客データが米国のデータセンターに保存されていたり、米国企業が所有していたりすると、米国の法執行機関がそのデータにアクセスする可能性があることを懸念している。その結果、大手クラウドプロバイダーは、組織がデータを自社の地域内に保管できるように、地域データセンターのネットワークを構築してきました。

クラウドコンピューティングの規制も世界中で大きく異なります。たとえば、中国の厳しい技術規制により、AWS は中国でのクラウドインフラストラクチャの大部分を現地のパートナーに販売しました。その後、AWS は Ningxia Western Cloud Data Technology Co., Ltd. が運営する 2 番目の中国 (寧夏) リージョンを開設しました。英国政府のサイバーセキュリティ庁は、クラウドサービスを利用する政府機関はクラウドプロバイダーの国籍を考慮する必要があると警告した。

クラウドリージョンとは何ですか?クラウドアベイラビリティゾーンとは何ですか?

クラウドコンピューティングサービスは、世界中の大規模なデータセンターで実行されています。 AWS ではこれを「リージョン」と「アベイラビリティゾーン」に分割します。各 AWS リージョンは、EU (ロンドン) や米国西部 (オレゴン) などの個別の地理的領域であり、AWS ではこれをさらにアベイラビリティーゾーン (AZ) に細分化しています。 AZ は、理論上は予期しない障害が発生しても両方のデータセンターがオフラインにならない程度に離れている 1 つ以上のデータセンターで構成されますが、すぐに動作するように移行する必要があるアプリケーションには十分に近い距離にあります。各アベイラビリティゾーンには複数のインターネット接続があり、複数のグリッド電源に接続できます。 AWS には 50 を超えるアベイラビリティーゾーンがあります。

Google も同様のモデルを採用しており、クラウドコンピューティングリソースを複数のリージョンに分割し、さらに小さなリージョンに分割して、小さなリージョンに 1 つ以上のデータセンターを含めています。現在、44 のサブリージョンで構成される 15 のリージョンがあります。 Google では、予期しない停止を防ぐために、複数のリージョンにアプリケーションを展開することをお客様に推奨しています。

Microsoft Azure では、リソースの割り当てが若干異なります。同社は、「レイテンシ定義の境界内に展開され、専用の地域低レイテンシネットワークによって接続されたデータセンターのセット」として説明されるリージョンを提供しています。もちろん、地理的に分割されたエリア（「ジオリージョン」とも呼ばれます）も提供されており、通常は 2 つ以上のリージョンが含まれます。特定のデータ保存ニーズを持つ顧客は、「ジオリージョン」を使用して「データとアプリケーションを近くに保つ」ことができます。また、独立した電源、冷却、ネットワークを備えた 1 つ以上のデータセンターで構成される可用性ゾーンも提供します。

クラウドコンピューティングの電力消費

データセンターは大量の電力を消費するため、例えばマイクロソフトはゼネラル・エレクトリック社と契約を結び、アイルランドにある37メガワットの風力発電所の全電力を15年間購入して自社のクラウドデータセンターに供給することになった。アイルランドは、データセンターが総エネルギー需要の2％未満であったのに対し、2026年までに15％を占めると予想している。

大手クラウドコンピューティング企業

Synergy の報告によると、企業は第 3 四半期にクラウドインフラストラクチャサービスに約 330 億ドルを費やしており、前年比で 33% 増加しています。市場における主要なクラウドベンダーのパフォーマンスは次のとおりです。

アマゾンとマイクロソフトは依然として世界市場のほぼ半分以上を占めており、アマゾンの市場シェアは33%前後で推移し、マイクロソフトのシェアは18%を超えています。

Google、Alibaba Cloud、Tencent は市場全体よりも速いペースで成長しており、合計で市場の 17% を占め、市場シェアも拡大しています。

上位 10 位以内の他のクラウドプロバイダーは、IBM、Salesforce、Oracle、NTT、SAP です。

全体として、上位 10 社のプロバイダーが世界市場の 80% を占めており、残りの 20% は小規模のクラウドプロバイダーまたは徐々にクラウド市場に参入している大企業によるものです。

大手クラウドサービスプロバイダーのほとんどが発表した第 3 四半期の収益データに基づき、Synergy は、クラウドインフラストラクチャサービスの収益 (IaaS、PaaS、ホスト型プライベートクラウドサービスを含む) が第 3 四半期に 328 億ドルとなり、パブリック IaaS および PaaS サービスが市場の大部分を占め、第 3 四半期に 35% 増加したと推定しています。パブリッククラウドセクターにおける大手クラウドサービスプロバイダーの優位性はさらに明白で、上位 5 つのプロバイダーが市場シェアのほぼ 80% を占めています。全体として、クラウド市場は世界中で力強い成長を続けています。

クラウドコンピューティングの未来

クラウドコンピューティングは、データと組織のサイロを解体し、企業がビジネスプロセスを見直し、ビジネスの変化を加速し、デジタル変革イニシアチブを推進するのに役立ちます。しかし、切り替えコストが増加するにつれて、企業のクラウドコンピューティングに対する熱意は薄れつつあります。

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