クラウドサービス・アーキテクチャ完全ガイド

約16年の進化を経て、クラウド・コンピューティングはほとんどすべてのインターネット・ユーザーに利用される技術になりました。クラウド・コンピューティングは、あらゆるタイプの企業や消費者のニーズを満たすサービスとして利用することができます。その結果、クラウド・コンピューティングでは、最新のニーズに応じて必要な技術をカスタマイズすることを目的として、さまざまなサービス・アーキテクチャが使用されています。この記事では、現在使用されているすべてのサービス・アーキテクチャに関する完全なガイドを提供します。

グローバルに協働するコンピュータ・ネットワークというアイデアは1960年代初頭に考え出されましたが、正式な概念となったのは、2006年にグーグルのCEOがこの文脈で「」という言葉を紹介してからです。

クラウド・コンピューティングとは、簡単に言えば、インターネット上でデータを共有し、連携して企業や消費者にサービスを提供する、世界中に散らばる遠隔地のサーバーのネットワークのことです。この定義はかなり恣意的ですが、クラウド・コンピューティングの背後にある核となる考え方を包括しています。この技術の発展に寄与した主な要因は、「データの粘着性」の必要性です。これは、データ損失のリスクを低減しつつ、さまざまなデバイスからデータに簡単にアクセスできるようにする能力です。ユーザーAのデータが1台のサーバーにしか保存されていない場合、いずれかのサーバーがダウンすれば、ユーザーAは永久にデータを失う危険性が高くなります。これは「すべての卵を一つのカゴに入れる」ようなもので、特に企業や消費者にとって重要なデータを扱っている場合には、決して良い考えとは言えません。しかし、ユーザーAのデータを複数のサーバーにバックアップしておけば、主に2つのメリットがあります。1つ目は、1つのサーバーがダウンしても、ユーザーAはデータにアクセスできること、2つ目は、クラウドサービスは、最も負荷が低く、最も近くにある機能するサーバーからデータにアクセスできることです。これにより、ユーザーAはさまざまなデバイスでデータにアクセスすることがより速く簡単になります。

約16年の間に、クラウド・コンピューティングはイメージをバックアップするためのツールからインターネットのバックボーンへと変貌を遂げました。現在では、OfficeからAsana、Todolistまで、ほとんどすべてのアプリケーションがクラウドを利用してリアルタイムにアクセスし、データを共有しています。想像できる限り、あらゆるアプリケーションがクラウドを利用しています。GmailやYouTubeからInstagramに至るまで、あらゆるものがクラウドを利用して、データへの高速で簡単かつ信頼性の高いアクセスを提供しています。

クラウド・コンピューティング・サービスを提供する企業は、クラウド・サービス・プロバイダーと呼ばれます。Amazon、Google、Microsoft、Salesforce、Cloud9などが、B2BおよびB2C分野におけるクラウドサービスプロバイダーです。

初期の頃、クラウド・サービス・プロバイダーは、通常3種類のサービスを提供していました：

しかし、業界のニーズが進化し、ブロックチェーンやAIなどの新技術が登場したことで、クラウドサービスプロバイダーは、顧客のさまざまなニーズをよりよく満たすために利用できる新しいモデルを開発しました。この記事では、現在一般的に利用されているクラウド・コンピューティング・モデルについて詳しく説明します。

クラウドのアーキテクチャ

クラウド・コンピューティングとは何か、そしてそれがいかにして4,450億ドル規模の産業に成長したかを理解したところで、今度は技術的な観点からクラウド・コンピューティングを理解しましょう。通常、クラウド・アーキテクチャーは主に2つのコンポーネントで構成されています。

フロントエンドには、エンドデバイスを備えたクライアントインフラと、クラウドとの通信に使用されるアプリケーションインターフェースが含まれます。現実の世界では、スマートフォンとGoogle Cloudドライブがフロントエンドであり、Google Cloudにアクセスするために使用されます。

バックエンドには、クラウドコンピューティングサービスの実行に必要なすべての機器を含むクラウドインフラストラクチャが含まれます。サーバー、仮想マシン、サービス、ストレージはすべてクラウド・インフラストラクチャによって提供されます。これらを全体的に把握するために、バックエンドの各コンポーネントを理解しましょう。

• インターネットを介してクラウドとやり取りするユーザーや企業が使用するアプリケーションのバックエンド。
• クラウドで提供されるサービスベースのインフラ。本稿では、さまざまなサービスについて詳しく説明します。
• 仮想マシンに提供されるランタイムと実行システム。
• 柔軟でスケーラブルなユーザー/企業データキャプチャおよび管理システム。
• クラウドを運用するために必要なハードウェアとソフトウェア。
• AND：ユーザーや企業のデータを保護するためのセキュリティメカニズムを確立し、過負荷やサービスのダウンタイムを回避するために個々のクラウドサービス単位を管理します。

サービスとしてのソフトウェア

「ソフトウェア・アズ・ア・サービス」とは、ソフトウェアやアプリケーションをインターネット上でサービスとして提供するクラウド・コンピューティング・モデルです。Google Cloud DriveやGoogle Workspaceが典型的な例です。ドキュメント、ワークシート、スライドショー、フォームなど、Googleクラウドドライブ上のすべてのアプリケーションは、ブラウザを使ってアクセスでき、自動的にクラウドに保存されます。どのデバイスでもドキュメントの最新バージョンを入手できます。必要なのは、アカウントにサインインするだけです。これがSaaSモデルの魅力です。デバイスに何もインストールする必要がなく、ローカルのストレージスペースを使用する必要もなく、クラウド上のアプリケーションにアクセスでき、ローカルのソフトウェアを使用する際に発生する多くの手間を省くことができます。SaaSは通常、従量課金のルールに従い、必要なサービスに対してのみ料金を支払います。SaaSは一般的に従量課金のルールに従っており、必要なサービスに対してのみ料金を支払います。より多くのストレージや機能を利用するために料金を追加したり、要求に応じてパッケージを値下げすることもできます。

SaaS メリット

1. SaaSは "pay-as-you-go "の考え方により、拡張性に優れています。お客様のニーズに応じて、ストレージ容量やプログラム機能を増減することができます。
2. あらゆるオペレーティング・システムを備えたあらゆるデバイスからのリアルタイム・アクセスなど、その機能を考慮すると、費用対効果は非常に高いと言えます。
3. クライアント側での作業はほとんど必要ありません。ソフトウェアをインストールしたり、初期化するための複雑な手順は必要ありません。ブラウザやアプリケーションから快適にご利用いただけます。
4. 手動でインストールする必要はなく、ソフトウェアは自動的に更新され、更新プロセス中に待つ必要はありません。

サービスとしてのプラットフォーム

すべての技術系新興企業が、クラウドでアプリケーションを実行するための独自のインフラを維持するために必要なリソースを持っているわけではありません。多くの企業は、バックエンドのインフラに対処する必要がないように、アプリケーションをクラウドにデプロイすることを好みます。Herokuのような企業は、Platform-as-a-Serviceベースのクラウド・ソリューションを提供しており、企業や個人はハードウェアと直接やり取りすることなく、アプリをデプロイして実行することができます。ハードウェアと直接やり取りすることなく、アプリケーションをデプロイして実行できます。Software-as-a-Service と同様に、このモデルは必要なサービスだけを選択できる柔軟性を提供すると同時に、インフラストラクチャの観点からスケーラビリティとセキュリティを提供します。

PaaS メリット

1. クラウド・インフラを運用する手間を省くことができます。アプリケーションをクラウドでホスティングしている企業にアウトソーシングするのです。これにより、アプリケーション開発のさまざまなライフサイクルに集中することができます。
2. PaaSはスケーラブルです。必要に応じてストレージ要件や追加サービスなどを増減できます。
3. あなたが設定するセキュリティ・パラメーターは、あなた自身のアプリケーションのためのものだけです。クラウドのセキュリティはクラウドサービスプロバイダーが担当します。
4. クラウドでアプリケーションをホスティングすることは、企業や個人、特にインフラ構築にコストをかけられない新興企業にとって、時間的にもコスト的にも費用対効果が高いものです。

サービスとしてのインフラ

IaaSはPaaSよりもさらに一歩進んでおり、ユーザーにより多くの自律性を与えます。IaaSモデルでは、クラウド・サービス・プロバイダーがクラウドの基盤となるインフラをコントロールします。つまり、専用サーバーや仮想マシン、サーバー上で動作するオペレーティングシステムに至るまで、自社のニーズに合わせて独自のクラウド環境を設計することができ、帯域幅の設定や独自のセキュリティプロトコルの作成など、クラウドインフラの構築に必要な項目を設定することができます。Amazon AWSやGoogle Compute Engineは、IaaSモデルを使用している良い例です。このモデルでは、ユーザーがハードウェアの所有権を持つこともできるため、Hardware-as-a-Serviceとも呼ばれています。

IaaS メリット

1. 「従量課金モデルのきめ細かな柔軟性。実行するVMの数や使用時間を決めることができます。また、時間単位での支払いも可能です。
2. ペイ・アズ・ユー・ゴー（従量課金制）」を核とし、拡張性に優れています。
3. インフラストラクチャのすべてを完全に自律的に制御できるため、企業の拠点でサーバーを維持する手間が省けます。
4. ほとんどの会社は、アップタイム、セキュリティ、24時間365日のオンサイトテクニカルサポートを保証しています。

サービスとしてのストレージ

Googleクラウドドライブ、OneDrive、Dropbox、iCloudは業界最大手です。あらゆるデバイスからリアルタイムでアクセスできるクラウドストレージが必要な場合、StaaSは利用可能なオプションの1つです。多くの企業や個人がこのようなサービスを利用してデータをバックアップしています。

StaaS メリット

1. 内蔵のバージョン管理システムにより、最新のデータにリアルタイムでアクセスできます。
2. どのようなオペレーティングシステムがインストールされたデバイスでもデータにアクセスできます。
3. ファイルの作成、編集、削除と同時にリアルタイムでデータをバックアップします。
4. 従量課金」モデルに従って、必要なストレージ容量を決めることができます。

エブリシング・アズ・ア・サービス

IaaS、PaaS、SaaS、SaaSのハイブリッド版は「モデル」と呼ばれ、クラウド・コンピューティング関連のコミュニティで急速に関心を集めています。顧客は様々なニーズを持っており、それらのニーズは様々なモデルが混在している可能性があります。このシナリオでは、ユーザーは様々な階層から必要なサービスを自由に選択し、カスタマイズされた従量課金モデルを作成する能力を提供する必要があります。このアプローチの利点は、ユーザーのニーズに応じて適切なクラウドサービスを自由に選択できることです。

XaaS メリット

1. 好きなものを好きなように選べます。
2. 必要なサービスに対してのみ料金を支払い、ティア制の基本的なコストは一切支払いません。
3. インフラ、プラットフォーム、機能の粒度を選択します。
4. XaaSを適切に利用すれば、時間、コスト、ユーティリティの面で非常に効果的です。

サービスとしての機能

企業や個人がPaaSを必要とするケースもありますが、すべての機能にPaaSが必要なわけではありません。例えば、時限タスクのようなトリガーベースのシステムでは、特定の目標を達成するためにサーバーレスシステム上で実行されるコードや関数の一部だけが必要です。例えば、あるクライアントは、ページのダウンロード数が一定数に達すると通知を送信する、ウェブサイトのトラフィック監視システムを作成する必要がありました。このような要件を一言で言えば、実行すべきトリガーを継続的にチェックするコードの一部をクラウド上で実行することです。PaaSを使うにはコストがかかります。そこで登場するのが「」です。Herokuのような多くの企業は、トリガーがかかったときだけ実行されるコードやメソッドの一部だけを保存するFaaSを顧客に提供しています。

FaaS メリット

1. あなたが支払うのは、コードを実行するための費用だけです。計算コストが高くない限り、コードのホスティングは通常無料です。
2. PaaSのような煩わしさはありませんが、すべてのメリットを享受することができます。
3. いずれにせよ、基盤となるインフラを気にする必要はありません。つまり、コードをアップロードするだけで、VMのメンテナンスに関連する事柄を気にする必要がないのです。
4. FaaSは開発をよりアジャイルに、つまり機能的なコードを書くことを可能にします。

サービスとしてのブロックチェーンプラットフォーム

近年、テック業界を席巻しているブロックチェーン。人工知能やデータサイエンスに関連するテクノロジーに勝るとも劣らない、最も人気のあるテクノロジーのひとつです。ブロックチェーンの魅力は、安全でスケーラブルかつ透明性の高いオープンな台帳アーキテクチャを提供することです。これらの特徴は、銀行、選挙システム、さらにはソーシャルメディアなど、多くのアプリケーションに必要です。このように幅広い用途があるため、この技術のニーズに特化したモデルで、クラウド上でこのような製品をホストできる必要があります。そこで登場するのがクラウドです。現在、Amazon AWSやMicrosoft Azureを含む多くの企業が、ブロックチェーンベースのアプリケーションをクラウドでホストすることに特化した顧客向けのBPaaSソリューションを提供しています。

BPaaS メリット

1. スマートコントラクトを記述するための特殊な言語をサポートするなど、ブロックチェーン業界特有のニーズに対応しています。
2. APIブリッジを提供することで、ブロックチェーンとの統合をサポートします。
3. ブロックチェーン技術アプリケーションにおけるカスタムデータベースの使用をサポートします。
4. 従量課金制の機能性、拡張性、セキュリティ、アクセスのしやすさなど、クラウドのメリットをすべて備えています。

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