クラウドネイティブとは。その概念やクラウドファーストとの違いは?

皆さんは「クラウドネイティブ」とはどういうものか知っていますか?

急速に利用が拡大するクラウド。

クラウドサービスの拡大は、サーバーのあり方、ソフトウェアやシステムの考え方など、従来のITシステムのあり方を大きく変える変革となっています。

こうしたクラウドサービスを十分に活かすためには、クラウドサービスに合った新しい考え方でシステムを構築し、ソフトウェアを開発する必要があります。これがクラウドネイティブです。

今回は、こうしたクラウドネイティブの考え方、導入の方法などさまざまな点について解説します。

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クラウドネイティブとは

クラウドネイティブの定義は、「クラウドサービスや環境の利用を前提としたシステムやサービス」です。

つまり、クラウドサービスに特化し、クラウドサービスに100%順応したシステムやサービスを提供するということとなります。

そこにはもはや従来の物理サーバー(オンプレミス)は存在しません。

こうした考え方が生まれた背景には、急速なクラウドサービスの拡大があります。

クラウドサービスでは、従来のオンプレミスではあり得なかったさまざまなサービスが提供されるようになっています。

これによって、「システム」と、その上で実行される「アプリケーション」の両方ともクラウドを前提とし最適化したものとすることによってクラウドの利点を最大限に生かそうとしたのです。

クラウドネイティブの概念

クラウドサービスに最適化されたシステムやアプリケーションといった点がクラウドネイティブの特徴です。

こうしたクラウドネイティブには、どのような技術や要素が使われ、どんな構成になっているのでしょうか。

基幹システムとは

クラウドネイティブに必要な要素とは

システムやアプリケーションを完全にクラウドに最適化したものとして構築していくのがクラウドネイティブですが、それには何が必要となるのでしょうか。

それは、どのようなものなのでしょうか。ここではコンテナ技術の推進と、その進化を取り巻くテクノロジー業界の足並みを揃える目的で創設された

Cloud Native Computing Foundation(CNCF)によるクラウドネイティブの定義を参考に考えていきましょう。

「CNCF Cloud Native Definition v1.0」

クラウドネイティブに必要な要素には大きく分けて「技術面の要素」と、それをベースにして実現していく「能力面の要素」があります。

それらは、以下のようなものです。

<クラウドネイティブを支える技術>

  • コンテナ
  • オーケストレーション
  • サーバーレスアーキテクチャ
  • 自動化(CI/CD)
  • マイクロサービス
  • サービスメッシュ
  • イミュータブルインフラストラクチャ
  • 宣言型API

これらの技術は、いずれもクラウドをベースとしてはじめて最大限に威力を発揮するものとなります。

そして、これらの技術によって、以下のような能力を実現しようとするものです。

<クラウドネイティブによって実現される能力>

回復性:障害の発生時などにユーザーが意識することなく自動で復旧される

管理力:構成要素の起動、停止、変更などを一括管理し、申請やテスト承認などのプロセス

    まで効率的に行える仕組みの実現

弾力性:システム全体の機能が低下させたり、変動させたりしても継続的に運用できるもの

疎結合:2つ以上の基盤構成要素が、ゆるやかに結びついている状態

可観測性(監視、問題検知能力):どこで、いつ、何のシステム要素が連携しているかを把握

                できる状態

このように、クラウドネイティブはクラウドサービスで有効性を発揮するさまざまな新しい技術を活用して、オンプレミスでは実現できなかった上記のような仕組みを実現します。

クラウドネイティブを実現する技術とは

クラウドネイティブを実現する場合、システムやアプリケーションに使われる技術をもう少し詳しく解説します。

先ほど少し触れたように、クラウドネイティブには以下のような技術が関連しています。

<クラウドネイティブを支える技術>

  • コンテナ
  • オーケストレーション
  • サーバーレスアーキテクチャ
  • 自動化(CI/CD)
  • マイクロサービス
  • サービスメッシュ
  • イミュータブルインフラストラクチャ
  • 宣言型API

これらを一つずつ解説します。

コンテナ

OSを個別に搭載せず、アプリケーションサービスのみの独立した箱として実行させる仕組みで、

柔軟で迅速な運用や開発が実現できる。

オーケストレーション

複数のサーバーに配置されたコンテナを一括管理、運用するための仕組み。

コンテナの運用負荷の軽減を実現できる。

サーバーレスアーキテクチャ

常時稼働のサーバーを極力使わずにアプリケーションとサービスを構築し、実行する仕組み。

自動化(CI/CD)

CI/CD(継続的インテグレーション)/(継続的デリバリー)とは、ソフトウェアの開発プロセスで

必要となるテストや本番環境などへの組み込みを自動化する仕組み。

迅速でスムーズな開発を実現する。

マイクロサービス

コンテナベースのソフトウェアサービス。

従来は、さまざまな機能がアプリケーションに統合されていたのを

機能ごとに分割して、それぞれを連携させる仕組み。

これによって、問題発生時の影響の範囲を小さく出来る。

<サービスメッシュ>

マイクロサービス間の通信が複雑になり管理が難しくなる課題を解決するための手法で、

通信の管理や負荷分散、セキュア化などを行うための仕組み。

これによって、安全な通信を実現し、マイクロサービスの連携がより便利に管理出来るようになる。

<イミュータブルインフラストラクチャ>

更新プログラムの適用や設定変更の際に、既存のインフラを更新するのでなく、新しいインフラを起動して古いものと置き換えるという手法。

これによって、停止時間の短縮やシステム変更による障害等を減らすといったことが可能になる。

<宣言型API>

マイクロサービスの連携を行うときはAPIを使うが、この際に動作の命令でなく、あるべき姿を提示するのが宣言型APIである。

これによって、システムは宣言どおりに動作するので、状況に応じた命令の実行など手間がなくなる。

クラウドネイティブとクラウドファーストの違い

皆さんは「クラウドファースト」というのを聞いたことがありますか?

クラウドネイティブとクラウドファースト、どちらもよく似た言葉ですよね。

両者の違いは何でしょうか。

クラウドファーストとは

実は「クラウドファースト」という言葉は、すでに広がりつつある言葉です。

これは、従来からのオンプレミスでなく、「システムを構築する際に、まずクラウドを優先して検討する」という意味です。

たとえば、オンプレミスの場合は構築後にCPUを交換したり、メモリやディスクを追加したりすることは難しい面があります。

そのため、あらかじめ必要なスペックにある程度マージンを載せてハードウェアスペックを選定し、調達します。

しかし、クラウドの場合はこうしたスペックの変更が容易に行えます。

こうしたことから構築時にはスペックの必要最小限にしておいてコストを下げつつ、後で変更するといった大きな考え方の違いがあります。

クラウドファーストにすることで、構築する場合にも考え方を切り替える必要があるのです。

クラウドネイティブとクラウドファーストの違いはどこにある?

クラウドファーストの意味が理解できたところで、クラウドネイティブとの違いを見てみましょう。

クラウドネイティブとクラウドファーストの違いは、どのような点にあるのでしょうか。

 クラウドネイティブクラウドファースト
考え方クラウドに最適化したシステムクラウドを優先とする
オンプレミスへの対応利用はなし利用される
場合によってオンプレミスの選択もある

つまり、クラウドファーストに対して、クラウドネイティブの違いや特徴は以下のとおりです。

  • クラウドネイティブはクラウドに最適化するシステムを構築することであり、
    クラウドファーストはあくまで優先してシステム構築することである。
  • クラウドネイティブはクラウドが前提だが、クラウドファーストはオンプレミスの利用もありうる。

 

クラウドネイティブを実現するには

ここまででクラウドネイティブの考え方やクラウドファーストとの違いについて解説をしてきました。

クラウドネイティブと言えるシステムやアプリケーションを構築するにはどのようにすれば良いのでしょうか。

クラウドネイティブ実現の方法とは

クラウドネイティブを実現するには、どのような方法でやれば良いのでしょうか。

以下では、ここまで説明してきたクラウドネイティブを実際に実装する方法について見ていきましょう。

クラウドネイティブを実現する場合、以下のような流れで行います。

  • コンテナ化
  • オーケストレーションの実現
  • CI/CDの実装

このあとも流れはありますが、この3つが最も大きなポイントです。

なお、多くの場合はGitHubのようなソフトウェア開発プラットフォームと

クラウドサービスを連携させる形を取るので、それも含めて構築を行います。

CI/CDには、GitHubでのGitHub ActionsやAWSではCode Pipelineなど便利な仕組みがあるので活用しましょう。

クラウドネイティブの注意点

クラウドネイティブを実現する際には、いくつかの注意点があります。最後にそれらについて解説します。

クラウドネイティブを実現する場合は、以下のような点に注意しましょう。

  • クラウドネイティブは、単にオンプレミスのシステムを移行するだけでないと理解する
  • インターネット経由なので、セキュリティ対策を確実に行う

特にセキュリティ対策については、従来のオンプレミスと異なり、クラウド環境はインターネット経由ですべて提供されているものです。

確実に漏れがないように対策を行う必要があることに注意しましょう。

セキュリティ

セキュアな通信を実現する仕組みとしてよく取り上げられるSSH(Secure Shell)については、

こちらの記事で詳しく解説しています。

まとめ

クラウドサービスの利用が急速に広がるにつれて、「クラウドネイティブ」と呼ばれる考え方に基づいてITシステムを構築するケースが増えています。

今回解説したように、クラウドネイティブとは「クラウドを前提とし、クラウドに最適化されたもの」であり、「システムやアプリケーションをクラウド上で最大限に生かしていく」ことです。

そのためにコンテナやオーケストレーション、CI/CDなどさまざまな新しい技術が使われます。

クラウドネイティブは、実現することでいろいろなメリットがあります。

クラウドサービスによる開発やシステム構築を検討する場合は、ぜひこれらの実現を目指しましょう。

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