クラウド・インフラストラクチャーとは。

Amazon Web Services（AWS）、Google Cloud、Microsoft Azure、IBM® Cloudなどのクラウド・サービス・プロバイダー（CSP）は、グローバル・データセンターでこれらのリソースを管理し、オンデマンド・アクセスを提供することで、ユーザーが必要に応じてリソースを増減できるようにします。この一元化により、企業はオンプレミスのハードウェアに投資する場合と比較して、柔軟性、拡張性、コスト効率を実現できます。

クラウド・コンピューティングの基本的な特徴は、サーバー、ネットワーク・コンポーネント、ストレージなどのITインフラストラクチャーの仮想化です。仮想化では、クラウド・サービス・プロバイダー（CSP）が多数の場所で管理する物理サーバーを接続し、リソースを分割して抽象化して、インターネット接続がある場所であれば、エンド・ユーザーがどこからでもアクセスできるようにします。

仮想化の中心となるのはハイパーバイザー・ソフトウェアです。このテクノロジーは、独自のオペレーティングシステム（OS）を備えた複数の仮想マシン（VM）を1台のサーバー上で実行できるようにする抽象化レイヤーを作成します。ハイパーバイザーは、VMの必要に応じてコンピューティング参考情報をプールし割り当てます。VMwareは仮想化プラットフォームのマーケットプレイスで約42.77％の共有を誇っています。¹

現代のクラウド・インフラストラクチャーに関連するもう1つのコア・テクノロジーはマイクロサービス（またはマイクロサービス・アーキテクチャー）です。これは、単一のアプリケーションが多数の疎結合で独立して展開可能な小さなコンポーネントまたはサービスで構成されるクラウドネイティブ・アーキテクチャー・アプローチです。

クラウドネイティブ・アプリケーションは、コンテナ（アプリケーション・コードとそのライブラリーおよび依存関係をパッケージ化する実行可能なソフトウェア単位）にデプロイされます。オープンソース・ソリューションKubernetesなどのコンテナ・オーケストレーション ツールは、すべてのクラウド環境にわたってこれらのアプリケーションの自動展開、管理、スケーリングをスケジュールします。

クラウド・テクノロジー・インフラストラクチャーは、ハードウェアとソフトウェアのコンポーネントが連携して、クラウド・コンピューティングに必要な拡張性、柔軟性、アクセシビリティーを実現します。

クラウド・インフラストラクチャー環境は、次の主要なハードウェアおよびソフトウェア・コンポーネントで構成されます。

• サーバー

• ストレージ

• ネットワーク

• ソフトウェア

クラウド内のサーバーは、アプリケーションを配信し、情報を処理し、データ ストレージを提供する物理または仮想インフラストラクチャーです。これらの強力なリソースは、人工知能（AI）、機械学習（ML）、ビッグデータ、高性能コンピューティング（HPC）などの特定のワークロード向けに最適化されています。

組織のニーズに応じて、クラウド・サーバーは物理（ベアメタル）、仮想、またはその両方の組み合わせになります。例えば、ベアメタルサーバーは一般にデータ集約型のワークロードに最適ですが、仮想サーバーは変動の激しいワークロードに適しています。

クラウド・ストレージは、CSPが所有するデータセンター内のサーバーを利用してデータを保存しています。これらのサーバーの大部分は、物理サーバー上でホストされているVMです。クラウド・ストレージは弾力性を提供するため、ユーザーは必要に応じてデータ量の増加に応じて容量を拡張したり、容量をダイヤル・ダウンしたりできます。

ユーザーは、APIを介して通信するWebポータル、Webサイト、またはモバイル・アプリケーションを使用して、インターネットまたは専用のプライベート接続経由でストレージ・クラウドに接続します。その後、接続サーバーは1つ以上のデータセンター内のサーバーのプールにデータを転送します。

クラウドの主なストレージ・サービスの種類には、オブジェクト・ストレージ用の非構造化データ、共有ファイル用のファイル・ストレージ、I/O集中型のワークロード用のブロック・ストレージなどがあります。

ネットワークは、さまざまなクラウド・リソース間の通信とデータ交換を可能にするため、クラウド・インフラストラクチャーの重要なコンポーネントです。ネットワーク・ハードウェアには、スイッチやルーター、その他の設備が含まれます。

クラウド環境では、ネットワーク設備は物理参考情報上で仮想化されることがよくあります。例えば、仮想スイッチは仮想マシン間のトラフィックを管理し、シームレスな通信を実現します。さらに、仮想化ロード・バランサーは受信トラフィックをサーバー全体に分散して性能と信頼性を向上させ、仮想ファイアウォールはネットワーク・トラフィックを制御してクラウド・リソースを保護します。

クラウド・インフラストラクチャーは、広域ネットワーク（WAN）を使用して、地理的に分散した参考情報とクラウド環境内のローカル・エリア・ネットワーク（LAN）または仮想ローカル・ネットワーク（VLAN）を接続し、仮想ネットワークを作成および管理します。今日、多くのクラウド・インフラストラクチャー環境は、ネットワーク・リソースの集中的なソフトウェア制御管理を可能にするソフトウェア定義ネットワーク（SDN）にも依存しています。

Cloud managementソフトウェア・ツールは、クラウド・リソースを監視および管理し、コストを最適化するための中心的なハブを提供します。ダッシュボードやプラットフォームなどのツールは、可視性を提供し情報を統合する単一のペイン（SPOG）を作成します。この機能により、ユーザーは性能、インベントリー、ロギングに関して、より多くの情報に基づいた意思決定を行うことができます。

ソフトウェア・オートメーション・ツールは、機密データに関するプライバシーやクラウド・サービスの脆弱性に対処するクラウド・セキュリティーおよびコンプライアンス・ソリューションも提供します。これらのツールは、セキュリティー・プロトコルを常に最新の状態に保ち、新たな脅威を軽減するのに効果的です。IDおよびアクセス管理（IAM）ソリューションには、ユーザー・プロビジョニング、認証、承認、アクセス管理。

さらに、クラウド・コスト管理用ソフトウェアは、人間の介入なしにクリティカルなアクションをリアルタイムで継続的に自動化し、組織のコンピューティング能力、ストレージ、ネットワーク・リソースを最も効率的に割り当てるのに役立ちます。

クラウド展開モデルは、クラウドへのアクセス、管理、デプロイメントの方法を定義し、次のようなオプションを使用します。

• 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

• Multicloud

• ハイブリッド・マルチクラウド

パブリッククラウドモデルでは、クラウド・プロバイダーが、ソフトウェア、仮想マシン、インフラストラクチャなどのコンピューティング リソースを、インターネット経由でオンデマンドかつ柔軟な料金体系でユーザーに提供します。プロバイダーは、すべてのハードウェアとその他のインフラストラクチャーを管理および所有しています。

このマルチテナント環境では、ユーザーはセルフサービスを通じて、個々のテナントに自動的にプロビジョニングされ割り当てられた仮想参考情報のプールを共有できます。パブリッククラウドは、拡張性とコスト効率が高く、オンサイト・インフラストラクチャーを最小限に抑えられる点で人気があります。

プライベートクラウドは、すべての参考情報とインフラストラクチャーを1つの組織専用にするシングルテナント環境であり、クラウド・コンピューティングのメリットとオンプレミス・システムの制御およびセキュリティーを組み合わせたものです。これは、大規模な組織や厳格なデータ・プライバシーのニーズを持つ組織で使用されることが多く、オンサイトまたはサードパーティー・プロバイダーによってホストされます。

プライベートクラウドは仮想プライベートクラウド (VPC)とは異なることに注意してください。プライベートクラウドは組織によって管理されますが、VPCはパブリッククラウド・インフラ上にプライベートクラウドのような環境を構築するCSPのサービスです。

パブリック、プライベート、オンプレミスの環境を組み合わせたハイブリッドクラウドインフラストラクチャーにより、企業はビジネス・ニーズに基づいて、さまざまなクラウド・ソリューション・モデル間でワークロードを移動できます。このアプローチにより、柔軟性とコスト効率が向上すると同時に、組織はワークロードごとに異なるセキュリティーや性能などの特定の要件を満たすことができます。

IBM® Institute of Business Valueが50社以上の組織を対象に行った分析では、組織がハイブリッド・バイ・デザインの原則を採用した場合、5年間でITプログラムからの投資収益率（ROI）が3倍高くなることが示されています。

マルチクラウドモデルでは、さまざまなプロバイダーの複数のクラウド サービスを使用します。これにより、組織は利用可能な最高のテクノロジーを自由に選択できるようになり、ベンダー・ロックインを回避し、より幅広い機能とサービスを確保できます。また、セキュリティー、互換性、コンプライアンスに関連するリスクの軽減にも役立ちます。

今日、企業組織の大部分はハイブリッド・マルチクラウド・アプローチに依存しています。このモデルは、最適で費用対効果の高いクラウド・サービスを柔軟に選択できることに加え、組織はワークロードの分散をより細かく制御できるため、効率を高め、性能を高め、コストを削減することができます。

クラウド配信モデル（またはサービス・モデル）には、主に3つのタイプがあり、併用されることがよくあります。

• Infrastructure as a Service（IaaS）

• Platform as a Service（PaaS）

• サービスとしてのソフトウェア（SaaS）

主要な3つの以外では、次のようなサービス・モデルがあります。

• サーバーレスコンピューティング（サーバーレス）

• Function as a service（FaaS）

IaaS（Infrastructure as a Service）は、クラウド内のアプリケーション・ワークロードをサポートするために、コンピューティング・リソース（サーバー、ストレージ、ネットワークなど）へのオンデマンド・アクセスを提供します。IaaSは、オンプレミス・データセンターの維持に高いコストをかけずに、企業がインフラストラクチャーを拡張するのに役立ちます。

PaaS（サービスとしてのプラットフォーム）は、アプリケーションの開発、実行、管理のための完全なクラウドプラットフォームです。PaaSプラットフォームは、オペレーティング・システム、ミドルウェア、データベース、開発ツールへのアクセスを提供します。この機能により、組織はアプリケーションの実行に必要な物理的なインフラストラクチャーに投資することなく、クラウド上でアプリケーションを構築、テスト、デプロイすることができます。

PaaSは、リプラットフォーム（クラウド上のメリットを実現するためにアプリケーションを変更する）またはリファクタリング（マイクロサービスやコンテナなどのクラウドネイティブ技術を使用してアプリケーションを再構築する）によって、アプリケーションをクラウドに移行するプロセスを簡素化します。

SaaS（Software as a Service）は、すぐに使用できるクラウドホスト型アプリケーション（Zoom、Slackなど）を提供します。SaaSでは、クラウド・サービスがインストール、構成、保守を行うため、組織はソフトウェア開発やインフラストラクチャー管理を行う必要がなくなります。

サーバーレスは、プロビジョニング、スケーリング、スケジュール、パッチ適用など、バックエンドのインフラストラクチャ管理タスクをすべてオフロードするコンピューティング モデルです。ソフトウェア開発者は、サーバーレス・コンピューティングを活用して、アプリケーション固有のコードやビジネス・ロジックにより注意を払うことができます。

ファンクション・アズ・ア・サービス（FaaS）：FaaSは、特定のイベントまたはリクエストに応じてのみアプリケーション・コードが実行されるSaaSのサブセットです。コード以外のすべてのリソース（物理ハードウェア、仮想マシン（VM）のオペレーティング・システム、Webサーバー・ソフトウェアの管理）は、コードが実行されるとリアルタイムでクラウド・サービス・プロバイダーによって自動的にプロビジョニングされます。これらのリソースは、コードの実行が完了すると終了します。実行が開始されると課金が開始し、実行が停止すると課金も停止します。

「クラウド インフラストラクチャ」というフレーズは「クラウド アーキテクチャ」と混同されることがあります。しかし、明確な違いがあります。建物を建設するための青写真のように、クラウド・アーキテクチャーは、クラウド・インフラストラクチャーを実装し、アプリやサービスを提供するための設計計画として機能します。対照的に、クラウド・インフラストラクチャーとは、クラウド・インフラストラクチャーを支える物理リソースおよび仮想リソース（サーバー、ストレージ、ネットワークサービスなど）を指します。

クラウド・アーキテクトは、例えば、組織のクラウド・コンピューティングのストラテジーを監督し、クラウド導入計画の策定やクラウド移行イニシアチブの監督に取り組むIT専門家です。その責任には、完全に機能するクラウド環境を構築するために、これらのクリティカルなコンポーネントとクラウド・ベースのリソース、アプリケーション、サービスをセットアップするプロセスであるクラウドプロビジョニングが含まれます。また、性能やコスト効率などの全体的なビジネス・ニーズを満たすために、クラウド・インフラストラクチャーとストラテジーを整合させます。

クラウド・インフラストラクチャーには多くのメリットがあり、オペレーションの最適化とイノベーションの推進を目指す企業に求められるソリューションとなっています。

• 信頼性

• 俊敏性とスピード

• 拡張性

• 拡張性

• コスト最適化

• 事業継続・災害復旧