Cloud Computing

クラウドコンピューティング

Cloud Computing

クラウドコンピューティングを探る:オンデマンドITリソース、サービスモデル(IaaS、PaaS、SaaS)、デプロイメントオプション(パブリック、プライベート、ハイブリッド)、そしてAIインフラストラクチャとデプロイメントにおけるメリット。

クラウドコンピューティング IaaS PaaS SaaS AIインフラストラクチャ
作成日: 2025年12月19日

クラウドコンピューティングとは?

クラウドコンピューティングとは、従量課金制でインターネット経由でITリソースをオンデマンドで提供するサービスです。物理的なデータセンターやサーバーへの投資や保守の代わりに、組織や個人はクラウドサービスプロバイダーから、サーバー、ストレージ、データベース、ネットワーキング、分析、ソフトウェアなどの構成可能なコンピューティングリソースの共有プールにアクセスできます。これらのリソースはインターネット経由でサービスとしてアクセスされ、迅速なスケーリング、コスト最適化、グローバルな展開を可能にします。

あらゆる規模や業種の組織が、データバックアップ、災害復旧、電子メール、仮想デスクトップ、開発・テスト、ビッグデータ分析、顧客向けWebアプリケーションなど、幅広いユースケースでクラウドを活用しています。

クラウドコンピューティングにより、組織はより迅速にイノベーションを起こし、初期インフラコストを回避し、使用した分だけ支払うことができます。リソースは数分で展開され、実験と迅速な反復をサポートします。弾力性により、ビジネス需要に合わせて即座にスケーリングできます。クラウドは、アプリケーションやサービスをエンドユーザーの近くに展開することでグローバル展開をサポートし、レイテンシを削減し、エクスペリエンスを向上させます。

クラウドコンピューティングの仕組み

クラウドコンピューティングは、物理的なコンピューティングリソース(サーバー、ストレージ、ネットワーキング)を抽象化、プール化、共有し、クラウドプロバイダーが管理する仮想化環境にすることに基づいています。ユーザーはインターネット経由でこれらのリソースにアクセスし、必要なときに必要なものを割り当てます。

アーキテクチャコンポーネント

フロントエンド
ユーザーが操作するクライアントインターフェース—Webブラウザ、API、クライアント側アプリケーション。これがユーザーがクラウドリソースにアクセスし管理する方法です。

バックエンド
クラウド自体で、サーバー、ストレージ、データベース、セキュリティ、管理ツールを含みます。バックエンドはリソースのプロビジョニング、スケーリング、セキュリティ、データストレージを管理します。

ネットワーク
クライアントとクラウドリソースを接続し、クラウド内のコンポーネントを相互接続するバックボーン。高速で冗長性のあるネットワークが、サービスへの信頼性の高い低レイテンシアクセスを保証します。

クラウドベースの配信プラットフォーム
リソースをオンデマンドでサービスとして提供するオーケストレーション層。

主要な運用原則

オンデマンドセルフサービス - ユーザーは人間の介入なしに自動的にリソースをプロビジョニングできる
広範なネットワークアクセス - リソースは標準プロトコルとデバイスを介してアクセス可能
リソースプーリング - プロバイダーは動的に割り当てられたリソースで複数のテナントにサービスを提供
迅速な弾力性 - リソースは迅速にスケールアップまたはダウンでき、多くの場合自動的に実行される
測定可能なサービス - 使用量が監視され、消費量に基づいて課金される

クラウドコンピューティングアーキテクチャ

クラウドアーキテクチャは、フロントエンド(クライアント)とバックエンド(プロバイダー)の要素、ネットワーキング、配信モデルを接続して、柔軟でスケーラブルかつコスト効率の高いIT環境を構築するための戦略的な設計図です。アーキテクチャは、ワークロード要件、運用コスト、セキュリティ、展開モデル(パブリック、プライベート、ハイブリッド、マルチクラウド)を考慮します。

バックエンドコンポーネント:

  • アプリケーション: フロントエンドによってアクセスおよび調整されるバックエンドソフトウェア
  • サービス: コア機能—ストレージ、分析、開発環境
  • ランタイムクラウド: アプリケーションとサービスを実行するための仮想環境
  • ストレージ: ブロック、ファイル、オブジェクトストレージを含む永続的なデータストレージ
  • インフラストラクチャ: ハードウェア(CPU、GPU、ストレージデバイス)とシステムソフトウェア
  • 管理: リソースのプロビジョニング、監視、自動化のためのミドルウェアとオーケストレーションツール
  • セキュリティ: データ、アプリケーション、インフラストラクチャを保護するメカニズム

クラウドコンピューティングの主要コンポーネント

クラウドインフラストラクチャは、クラウドを構成し、サービスとして提供されるハードウェアとソフトウェアリソースの集合体です。

主要コンポーネント

ハードウェア
基盤となる物理リソース—サーバー、CPU、メモリ、ストレージデバイス、電源装置—グローバルデータセンターに展開されています。

仮想化
コンピューティングリソースを基盤となるハードウェアから切り離すソフトウェア抽象化で、効率的なリソースプーリングとマルチテナンシーを可能にします。ハイパーバイザー(仮想マシンモニター)は、ユーザー間でリソースを分割および割り当てるために不可欠です。

ストレージ
インターネット経由でアクセス可能なスケーラブルで永続的なデータリポジトリ(ブロック、ファイル、オブジェクトストレージ)。

ネットワーキング
ユーザーと内部クラウドコンポーネントを接続する高速ネットワークインフラストラクチャ(ルーター、スイッチ、ロードバランサー、ケーブル)。

サーバー
さまざまなワークロードにコンピューティングリソースを提供する強力なコンピューター。

管理ソフトウェア
リソースのプロビジョニング、スケーリング、ライフサイクル管理のためのオーケストレーション、監視、自動化ツール。

展開ソフトウェア
仮想コンピューティング環境を展開、統合、構成するためのツール。

クラウドコンピューティングサービスモデル

クラウドサービスは、それぞれ異なるレベルの制御、柔軟性、管理を提供するいくつかのモデルを通じて提供されます。

Infrastructure as a Service (IaaS)

IaaSは、インターネット経由で基本的なコンピューティングリソース—仮想または物理サーバー、ストレージ、ネットワーキング—を提供します。ユーザーはオペレーティングシステム、アプリケーション、データを管理し、プロバイダーは基盤となるハードウェアと仮想化を管理します。

特徴:

  • 高い柔軟性;ユーザーがOS、ストレージ、アプリを制御
  • 従来のワークロードの移行をサポート
  • カスタムソフトウェアスタックを可能にする

ビジネス適合性:
環境の制御、カスタム構成、またはレガシーアプリケーションが必要な組織に最適。

例: Amazon EC2、Google Compute Engine、Azure Virtual Machines

Platform as a Service (PaaS)

PaaSは、アプリケーションの開発、実行、管理のための完全に管理された環境を提供します。プロバイダーはサーバー、ストレージ、ネットワーキング、OSを管理し、開発者はアプリケーションコードと展開に集中できます。

特徴:

  • 統合された開発および展開ツール
  • 自動スケーリング、パッチ適用、メンテナンスはプロバイダーが処理
  • 合理化されたアプリケーションライフサイクル管理

ビジネス適合性:
インフラストラクチャの懸念なしにクラウドネイティブアプリやAPIを構築する開発者に最適。

例: Google App Engine、AWS Elastic Beanstalk、Red Hat OpenShift

Software as a Service (SaaS)

SaaSは、インターネット経由で完全に管理された、すぐに使用できるアプリケーションを提供します。プロバイダーはすべて—ハードウェア、ソフトウェア、メンテナンス、データセキュリティ—を処理します。

特徴:

  • ブラウザまたはAPIを介してアクセス
  • 自動更新とパッチ
  • サブスクリプションベースまたは使用量ベースの課金

ビジネス適合性:
管理オーバーヘッドなしでビジネスアプリケーションへの迅速なアクセスを求める組織に適しています。

例: Salesforce CRM、Microsoft 365、Google Workspace

サーバーレスコンピューティング(Function as a Service、FaaS)

サーバーレスコンピューティング(またはFaaS)により、開発者はサーバーやランタイム環境を管理することなく、イベントに応答してコードを実行できます。プロバイダーは基盤となるリソースを自動的にプロビジョニング、スケーリング、管理します。

特徴:

  • イベント駆動型、自動スケーリング
  • 使用したコンピューティング時間のみ支払う
  • サーバー管理不要

ビジネス適合性:
軽量でイベント駆動型のワークロードとマイクロサービスに最適。

例: AWS Lambda、Google Cloud Functions、Azure Functions

クラウド展開モデル

クラウド展開モデルは、クラウドリソースがどのようにプロビジョニングおよび管理されるかを定義します:

パブリッククラウド

サードパーティプロバイダーによって運営されるパブリッククラウドは、インターネット経由でリソース(コンピューティング、ストレージ、ネットワーキング)を提供し、複数のテナント間で共有されます。

特徴:

  • 高いスケーラビリティ、従量課金制の価格設定、迅速なプロビジョニング
  • 初期コストが低く、リソースはユーザー間で共有される

ビジネス適合性:
迅速なスケーリングとコスト効率を必要とするスタートアップ、中小企業、エンタープライズ。

例: AWS、Google Cloud Platform、Microsoft Azure

プライベートクラウド

プライベートクラウドは単一の組織専用で、内部またはサードパーティプロバイダーによって管理されます。

特徴:

  • より高い制御、プライバシー、セキュリティ
  • コンプライアンスとパフォーマンスのためにカスタマイズ可能
  • オンプレミスまたは外部でホスト可能

ビジネス適合性:
厳格な規制またはデータ主権のニーズを持つ組織。

例: VMware vSphere、OpenStack

ハイブリッドクラウド

パブリッククラウドとプライベートクラウドを組み合わせ、データとアプリケーションがそれらの間を移動できるようにして、柔軟性と最適化された展開を実現します。

特徴:

  • セキュリティとスケーラビリティのバランス
  • クラウドバースティング、災害復旧、段階的移行をサポート

ビジネス適合性:
機密性の高いワークロードとパブリック向けアプリを併せ持つエンタープライズ。

例: Azure Arc、AWS Outposts

マルチクラウド

レジリエンス、パフォーマンス、またはベストオブブリードの機能のために、異なるプロバイダーからの複数のクラウドサービスを使用することを含みます。

特徴:
ベンダーロックインを回避し、柔軟性とレジリエンスを向上させます。

ビジネス適合性:
多様なニーズを持つ大規模組織。

例: コンピューティングにAWS、AI/MLにGoogle Cloud、分析にAzureを使用。

クラウドコンピューティングのメリット

コスト効率 - 資本支出を削減;使用した分だけ支払う
スケーラビリティと弾力性 - 需要に基づいて即座にスケールアップまたはダウン
俊敏性 - より迅速なイノベーションのためにリソースを迅速に展開
グローバルリーチ - 最小限のレイテンシで世界中に展開
信頼性と冗長性 - 組み込みのバックアップと災害復旧
自動更新 - プロバイダーがパッチ適用とメンテナンスを管理
コラボレーションとアクセシビリティ - どこからでも、どのデバイスからでもアクセス
リソース最適化 - 必要に応じてリソースを動的に割り当て
セキュリティ - 高度なセキュリティツールと専任チーム
イノベーション - AI、ML、IoT、分析などへのアクセス

一般的なユースケース

インフラストラクチャのスケーリング - ビジネスの成長やトラフィックの急増に合わせてリソースを調整
アプリケーション開発とテスト - 事前構築されたツールでより迅速に構築、テスト、展開
ビッグデータ分析 - オンプレミスクラスターなしで大規模なデータセットを処理および分析
災害復旧とビジネス継続性 - バックアップを保存し、迅速な復旧のためにシステムを複製
リモートコラボレーション - チームがどこからでも共有ツールとデータにアクセスできるようにする
人工知能と機械学習 - AI/MLトレーニングと推論のための強力なコンピューティングを活用
データストレージとアーカイブ - 構造化および非構造化データのための安全でスケーラブルなストレージ

業界の例:

  • ヘルスケア: 個別化医療、安全なデータ共有
  • 金融: リアルタイム不正検出、トランザクション処理
  • ゲーミング: グローバルオーディエンスへのオンライン配信
  • 製造: IoTデータ収集、予知保全

先進技術との統合

クラウドプラットフォームは、最新技術の採用をサポートし加速します:

人工知能(AI) - GPU/TPUインスタンス、管理されたAI/MLサービス、事前構築されたAPI
モノのインターネット(IoT) - 分散センサー/デバイスデータの集約と分析
ブロックチェーン - 管理されたブロックチェーンとスマートコントラクトサービス
エッジコンピューティング - 低レイテンシ処理のためにデータソースの近くにワークロードを展開

クラウドセキュリティと課題

セキュリティは、プロバイダーとユーザー間の共有責任です。

セキュリティの考慮事項

共有責任モデル - プロバイダーはインフラストラクチャを保護;顧客はデータ、アプリ、アクセスを保護
データ暗号化 - 保存中、転送中、使用中のデータを暗号化
コンプライアンス - 規制要件(GDPR、HIPAA、PCI DSS)を遵守
アイデンティティとアクセス管理 - 権限を制御し、リソースアクセスを監視

一般的な課題

コスト管理 - 予期しない料金を避けるために使用量を監視
ベンダーロックイン - 依存を避けるためにオープンスタンダードとマルチクラウド戦略を使用
複雑性 - ハイブリッドとマルチクラウドは管理の複雑性を増加させる

クラウドコンピューティングを始める方法

  1. ニーズの評価 - ワークロードとクラウド目標を特定
  2. モデルの選択 - IaaS、PaaS、SaaS;パブリック、プライベート、ハイブリッド、またはマルチクラウドを選択
  3. プロバイダーの評価 - AWS、Google Cloud、Azureなどを比較
  4. 移行の計画 - 移行と統合戦略を開発
  5. セキュリティの実装 - 役割、ポリシー、監視を定義
  6. 監視と最適化 - パフォーマンスとコスト管理のためにプロバイダーツールを使用
  7. パイロットとスケール - パイロットから開始;成功したワークロードをスケール

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