ハイブリッドクラウドアーキテクチャの説明

ハイブリッドクラウドアーキテクチャにより、企業は、厳密に管理されたオンプレミスインフラストラクチャとパブリッククラウドサービスの機能を組み合わせることができます。高いレベルの柔軟性により、ハイブリッドクラウドソリューションは、既存およびレガシーアプリケーションをモダナイズするための頼りになるオプションです。

この記事は、ハイブリッドクラウドアーキテクチャの概要です .企業がハイブリッドシステムをセットアップして、パブリッククラウドまたはプライベートクラウドのみを使用するよりも効果的に技術的およびビジネス上の目標を達成する方法を学びましょう。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャの説明

ハイブリッドクラウドアーキテクチャは、2 つ以上の異なるタイプのインフラストラクチャ (パブリック、プライベート、コミュニティクラウド、ベアメタルなど) を 1 つのシステムに結合したものであり、ワークロードとデータのポータビリティを全体的に備えています。これらのアーキテクチャはビジネスニーズに応じて異なりますが、最も一般的なシステムの組み合わせは次のとおりです。

パブリッククラウドを備えたオンプレミスシステム（ベアメタルまたはプライベートクラウド）
パブリッククラウド、プライベートクラウド、ベアメタルインフラストラクチャ
2 つ以上のプライベートクラウド。
2 つ以上のパブリッククラウド

パブリッククラウドとプライベートクラウドを比較すると、最も一般的な 2 つのクラウド展開の主な違いが浮き彫りになります。

特定のセットアップに関係なく、すべてのハイブリッドクラウドアーキテクチャには 4 つの共通点があります。

ネットワーク接続: ハイブリッドクラウド内の異なる環境は、プライベートネットワーク内またはインターネット経由で同じ接続を共有します。
完全統合: ハイブリッドクラウドのすべてのコンポーネントでデータとワークロードの同期が行われる
統合管理: チームは単一のツールを使用してハイブリッドセットアップを処理し、各環境で同じオペレーティングシステムを使用します。
迅速なリソースプロビジョニング: ハイブリッドクラウドは、通常はサードパーティのパブリッククラウドを介して、新しいリソースを迅速にプロビジョニングできます。

異なるコンポーネント間の接続は、ハイブリッドクラウドの主な機能です。ハイブリッドは、管理者が環境間でサービスを移動できる統合クラウドコンピューティングシステムを提供します。

コンポーネント間の統合がない場合、会社はハイブリッドシステムを持っていません。代わりに、セットアップは複数のクラウドを並行して実行し、マルチクラウドの形式である可能性があります。

ハイブリッドアーキテクチャの設計における 3 つの主な側面は、接続性です。、アプリのモダナイゼーション 、クラウドセキュリティ .

接続

接続性と相互運用性は、ハイブリッドクラウドアーキテクチャの中心的な概念です。この機能により、次のことが可能になります:

ワークロードの自由な移動
管理の統合。
プロセスのオーケストレーション

接続のレベルは、ハイブリッドクラウドの機能に直接影響します。ハイブリッド環境での相互接続性の重要性を理解するのに役立つように、株式の取引と保管のアプリケーションの例を使用します。下の図に示すように、アプリはプライベートクラウドとパブリッククラウドに依存しています。

誰かがサンプルアプリにアクセスすると、ユーザーはプライベートクラウドのエンドポイントに到達し、オンプレミスの Kubernetes クラスタにフィードします。クラスタには多数のサービスが含まれています:

アプリのフロントエンド (UI)。
メッセージキューイング機能を有効にする MQ サービス
ユーザーが投資を管理できるポートフォリオサービス

ポートフォリオはプライベートクラウドで運用を実行しますが、サービスはパブリッククラウドのタスクにも依存しています。パブリッククラウドの中心的なサービスは、Investors Exchange (IEX) から株価を取得するサービスです。

MQ サービスは、ユーザーのロイヤルティレベルを追跡します。このサービスには、パブリッククラウドへのアクセスも必要であり、ロイヤルティステータスまたはポートフォリオの変化をリアルタイムでユーザーに通知します。

私たちのアプリが正しく動作するには、プライベートクラウドとパブリッククラウドの間の高レベルの相互接続が必要です。ワークロードは環境間を流れ、システム全体が 1 つのエンティティとして動作します。プライベートクラウドとパブリッククラウド間の接続は不可欠であり、VPN、WAN、または API を介して 2 つを接続できます。

アプリケーションのモダナイゼーション

モノリシックアプリをモダナイズしてクラウドに移行することは、ハイブリッドクラウドの採用における最大の課題の 1 つです。

私たちの株式トレーダーアプリはモノリシックなオンプレミスシステムとして始まったとしましょう。このアプリは Java ベースで、上記のパブリックプライベートクラウドのセットアップと同じサービスを備えていました。

UI。
ポートフォリオサービス。
MQ サービス。
IEX への接続
オンプレミスデータベース。

ある時点で、アーキテクトは架空のアプリを分割してクラウドに展開し、ユーザーの遅延を防ぐ必要がありました.

アプリの解体は、モノリスから抜け出してクラウドにデプロイする部分を決定することから始まります。一部のコンポーネントは、他のコンポーネントよりも優れたオプションです。この例では、ポートフォリオをクラウドにデプロイすると、多くの不要なネットワークホップが発生し、レイテンシがさらに悪化します。

UI をクラウドに移動することは良い選択肢です。遅延が主な問題であるため、アプリのフロントエンドを複数の場所に展開すると、ユーザーエクスペリエンスが向上します。

どの部分をクラウドに移行するかがわかったら、次のステップはリファクタリングです .アーキテクトは、アプリがサービス間の通信経路を維持できるようにするグルーコードを作成する必要があります。 UI をリファクタリングしたら、サービスをパブリッククラウドにデプロイできます。新しいフローをテストしている間、ごく一部のユーザーのみをクラウドに誘導します。

パブリッククラウドのセットアップにエラーがなければ、非推奨にすることができます古い UI 部分を削除し、すべてのトラフィックにクラウドを使用し始めます。これで、ハイブリッドクラウドアーキテクチャを移行および拡張できる他のサービスについて考え始めることができます。

ハイブリッドクラウドセキュリティ

チームはさまざまな環境とそれらの間を移動するデータを保護する必要があるため、ハイブリッドシステムでのクラウドセキュリティは困難です。ハイブリッドクラウドアーキテクチャを設計する際には、2 つの主要なセキュリティ上の懸念事項があります。

潜在的なデータ侵害。
GDPR、HIPAA、PCI などの厳格なプライバシー法

出発点は、南北に伴うクラウドセキュリティリスクを特定することです。そして東西 ネットワークトラフィック .南北トラフィックは、最終用途からデータセンターまたはクラウド環境に移動するあらゆるアクティビティです。 East-West トラフィックは、ハイブリッドクラウドコンポーネント間を流れるデータです。

境界セキュリティは、オンプレミスコンポーネントを使用するハイブリッドクラウドアーキテクチャにとって非常に重要です。ベアメタルデータセンターまたはプライベートクラウドを実行しているかどうかに関係なく、境界に以下があることを確認してください。

ファイアウォール。
安全な API ゲートウェイによるエンドポイントセキュリティ
ゼロトラストセキュリティ

パブリッククラウドのセキュリティは、主にプロバイダーの責任ですが、クライアントも役割を果たします。たとえば、クラウドに複数のサービスがセットアップされた Kubernetes ワーカーがある場合、コンポーネントのエンドポイントセキュリティと要求認証の微調整はクライアントの責任です。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャで East-West トラフィックを保護するには、環境間の安全な通信を確保する必要があります。ネットワークセグメンテーションは、東西トラフィックを保護するための優れた戦術です。ユーザー、管理者、およびプロセスがアクセスできるセグメントを制限する厳格なポリシーを作成します。

Kubernetes 環境では、マイクロセグメンテーションにより、マイクロサービス間でやり取りされるリクエストに対して TLS 証明書を設定する必要があります。ライフサイクルのできるだけ早い段階で、要求とデータ (処理中と保管中の両方) を暗号化します。 Kubernetes のもう 1 つのベストプラクティスは、初期認証後にさらにレベルの検証を追加するアドミッションコントローラーを設定することです。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャの種類

プライベートクラウドは他に類を見ないものであり、すべてのパブリッククラウドプロバイダーはさまざまなサービスを提供しているため、万能のハイブリッドソリューションは存在しません。ただし、すべてのハイブリッドクラウドは、従来のハイブリッドクラウドアーキテクチャと最新のハイブリッドクラウドアーキテクチャの 2 つの主要なタイプのいずれかに対応しています。 .

従来のハイブリッドクラウドアーキテクチャ

従来のハイブリッドクラウドアーキテクチャは、データセンターをプライベートクラウドに変換することに重点を置いています。オンプレミスのセットアップの準備が整ったら、チームはパブリッククラウドとの接続を設計して、シームレスなワークロードとデータフローを作成します。この統合された IT インフラストラクチャは、次の場合に最適です。

規制上の懸念により、組織は機密データをプライベートクラウドに保持する必要があります。
同社はクラウドに移行してレガシーアプリを強化し、パフォーマンスを向上させたいと考えています。
チームは、既存のオンプレミスワークロードをパブリッククラウドにリフトアンドシフトして、データセンターのフットプリントを削減したいと考えています。
企業は、一定でないワークロードをパブリッククラウドに移行したいと考えています。
チームはパブリッククラウドを使用して、開発とテストのリソースを迅速に立ち上げたいと考えています (効率的な DevOps チームにとって不可欠な能力です)。

通常、従来のハイブリッドクラウドアーキテクチャは、環境全体でクラウドリソースを統合する、事前にパッケージ化されたソリューションまたはエンタープライズグレードのミドルウェアに依存しています。中央コンソールと統合されたクラウド監視ツールにより、セットアップが正常に保たれます。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャの設計と構築

ハイブリッドクラウドアーキテクチャを設計する前に、以下のチェックリストを検討して、計画が落とし穴に陥らないようにしてください。

よりシンプルで安価な導入モデルを検討

ハイブリッドクラウドは、異なる環境間の複雑な統合に依存しているため、セットアップは大量のワークロードや分散システムに最適です。アプリに負荷の高いワークロードがあり、フローのオーバーラップが必要ない場合は、より単純なクラウドモデルをデプロイする方が適切なオプションになる可能性があります。

アプリとそのユーザーベースが拡大したら、ハイブリッドクラウドに拡張してパフォーマンスレベルを維持することを検討してください。

ワークロードの綿密な計画を立てる

各ワークロードを実行する方法と場所を決定して、アーキテクチャの設計を開始します。この計画では、以下の微妙なバランスが必要です:

社内アクセシビリティのニーズ
コンプライアンス要件
申請の必要性

各ワークロードに使用する環境を計画するときは、次の要因を考慮してください。

セキュリティレベル
法的義務
サービス価格。
アクセシビリティ
アプリの要件
ユーザーの場所

会社が機密データを処理する場合は、その情報をどこに保存するか、どのシステムが貴重なデータにアクセスできるかを計画します。また、一部のレガシーシステムがクラウド環境で正しく動作しないかどうかを検討してください。

ベンダーロックインに注意

ワークロードを処理できないプラットフォーム上にハイブリッドクラウドを構築すると、将来的に高価な問題が発生する可能性があります。

SaaS パートナーを探しているチームはエラーの許容範囲が大きくなりますが、PaaS または IaaS プロバイダーを通じてアプリを構築したい企業は、深刻なベンダーロックインの問題を回避するために、最初から正しい選択をしなければなりません。クラウドサービスプロバイダを選択する際は、次の点を考慮してください。

サービス費用
使用された技術
管理ツール。
データセンターの物理的な場所
サービスレベルアグリーメント (SLA)。
ベアメタルおよびプライベートクラウド環境のサポート
セキュリティ、ガバナンス、ビジネスポリシー
サービスの依存関係

適切なクラウド OS を選ぶ

クラウドオペレーティングシステムを使用すると、チームは単一のツールセットを使用してハイブリッド環境を監視および管理できます。クラウド OS は管理を簡素化し、俊敏性を高める必要があるため、開発者のニーズに合ったソフトウェアを選択してください。最も一般的なオプションは次のとおりです。

Kubernetes。
VMware クラウド。
OpenStack。
Nutanix.

適切なデータ管理アプローチを提供するツールに基づいて、クラウド OS を選択してください。理想的には、OS によって IT スタッフ全体の再トレーニングが必要とされないようにする必要があります。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャにセキュリティを組み込む

セキュリティコントロールとポリシーを、ハイブリッドクラウドアーキテクチャの基本要素として扱います。セキュリティは後付けであってはなりません。そのため、適切な保護レベルがすべての環境の構成要素であることを確認してください。

設計プロセスのできるだけ早い段階で、サイバーセキュリティリスクについて考え始めてください。 DevSecOps は、クラウドシステムを構築する際に、セキュリティについてゼロから考えたい場合に適したアプローチです。

アプリケーションのモダナイゼーションに最適なクラウドオプション

ハイブリッドクラウドアーキテクチャにより、企業はクラウドを既存の IT インフラストラクチャに接続することでアプリをモダナイズできます。このアプローチにより、IT セットアップを厳密に制御しながらクラウドコンピューティングを使用したい企業にとって、ハイブリッドクラウドは理想的な選択肢となります。

Pulumi と Terraform:主な違いの比較マルチクラウドとハイブリッドクラウド:明確な比較

クラウドコンピューティング

ハイブリッド クラウド アーキテクチャの説明