2021年の主要クラウドコンピューティングモデル8選

クラウドコンピューティングとは、インターネット経由でさまざまなサービスを提供することです。これらのサービスには、サーバー、ネットワーキング、データベース、ストレージ、ソフトウェア、分析、インテリジェンスが含まれます。

言い換えれば、クラウドコンピューティングはITインフラストラクチャをユーティリティに変換します。インターネット経由でインフラストラクチャに接続し、オンプレミスでインストールやメンテナンスをせずにリソースを使用できます。

クラウドテクノロジーにより、使用するサービスにのみ料金を支払い、アプリケーションやサービスをより効率的に実行し、ビジネスニーズの変化に合わせてスケーリングできます。

近年、パフォーマンス向上、コスト削減、セキュリティ、生産性向上などの理由で、ビジネスと個人の両方にとって人気のある選択肢となっています。

2020年現在、Flexeraのレポートによると、50%以上の企業が業務をクラウドに移行しました。46%の企業がコスト削減メリットを報告しているため、この傾向は今後も続くと予想されます。

特定の要件に応じて、企業はいつ、どこで、どのようにクラウドコンピューティングを活用して効率的で安全なITソリューションを確保するかを選択できます。

クラウドテクノロジーの複雑さをナビゲートするのを支援するために、さまざまな種類のクラウドコンピューティングをメリットとデメリットとともに説明します。

クラウドコンピューティングは、サービスモデルと導入モデルに基づいて分類できます。両方を詳しく見ていきましょう。

サービスモデルベースのクラウドコンピューティング

最も重要な3つのクラウドコンピューティングサービスモデルはIaaS、PaaS、SaaSです。それぞれクラウドコンピューティングスタックの異なるセクションを表し、独自の機能セットを持っています。

1. IaaS［Infrastructure as a Service］

メリット

• 使用した分だけ支払い
• ピーク時にリソースを追加、必要に応じてスケールダウン
• 停止からの即時復旧を実現
• 新機能の追加とAPIの活用

デメリット

• ピーク使用量が見積もりを超えるとコストが予期せず増加する可能性
• マルチテナントアーキテクチャによるデータセキュリティ問題

IaaSクラウドプロバイダーは、ユーザーのためにインフラストラクチャを管理します。つまり、プロバイダーがサーバー、ネットワーク、データストレージ、仮想化を担当します。ユーザーはOSの管理や、クラウドインフラストラクチャ上でのアプリケーションソフトウェアの展開などを行えます。

この導入モデルでは、クラウドプロバイダーが通常、データセンターに設置された大規模なマシンセットからオンデマンドでリソースを提供します。あらゆる種類の修理、停止、ハードウェア問題を処理します。

一般的に、IaaSにはOpenNebula、Apache CloudStack、OpenStackなどのクラウドオーケストレーションテクノロジーの使用が含まれます。これらは仮想マシンの作成とストレージボリュームの割り当てを管理します。ユーザーは割り当てられ消費されたリソースの数に応じて課金されます。

2. PaaS［Platform as a Service］

メリット

• ハードウェアとソフトウェアへの前払い投資が不要
• 複雑さを軽減した高レベルプログラミングが可能
• 展開されたアプリケーションを大幅な変更なしで容易にスケーリング
• 停止からの即時復旧を実現
• 新機能の追加とAPIの活用

デメリット

• クラウドプロバイダーが提供するフレームワークに従ってアプリケーションを開発する必要がある

PaaSは、開発者がクラウドベースのアプリケーションを構築およびカスタマイズするために使用できるフレームワーク（組み込みソフトウェアコンポーネント付き）を提供します。また、アプリケーションデータを分析し、独自のパターンを発見し、情報に基づいた意思決定を行うためのさまざまなツールも提供します。

PaaSモデルを選択することで、ソフトウェアライセンス、基盤インフラストラクチャ、ミドルウェア、その他のリソースの購入と維持の複雑さと費用を回避できます。作成したアプリケーションとサービスのみを管理し、クラウドプロバイダーがその他すべてを処理します。

一部のプロバイダーは、PaaSの特定のアプリケーションをデータの配信モデルとして使用します。例えば：

• 統合PaaS: ミドルウェアをインストールせずに、統合フローの構築、実行、管理をユーザーに可能にします。
• データPaaS: クラウドプロバイダーが顧客向けにデータアプリケーションを構築し、データにアクセスして分析するためのデータ可視化ツールを提供します。

プロバイダーはまた、ワークフローとセキュリティを強化する追加サービスを提供する場合があります。

3. SaaS［Software as a Service］

メリット

• ローカルデバイスにアプリケーションをインストールまたは更新する必要なし
• 需要に応じてスケールアップ/ダウン可能
• 低い配布コスト
• ソフトウェアライセンスの効率的な使用

デメリット

• レイテンシ問題
• SaaSベンダー間の切り替えが困難

このクラウドサービスモデルは、完全に開発されたソフトウェア製品への直接アクセスを提供します。製品を最適に活用する方法のみに集中できます。開発、実行、配布、管理を含むすべてがサービスプロバイダーによって処理されます。

現在市場に出ているほとんどのSaaSソリューションはエンドユーザー向けアプリケーションです。一般的に、SaaSアプリはモバイルアプリまたはWebアプリケーションであり、Webブラウザを通じてアクセスできます。ユーザーはローカルでアプリをインストールまたは更新する必要がありません。

SaaSアプリケーションの最も一般的な例は、Gmail、Dropbox、Office365、Google Maps、GoToMeetingです。これらの一部は無料ですが、ほとんどの企業はユーザーあたり月額または年額の固定料金を請求します。

その他のあまり知られていないサービスモデル

4. サーバーレスコンピューティング

サーバーレスベンダーのサービスを使用する企業は、計算に基づいて課金され、固定数のサーバーや帯域幅の量に対して支払う必要がありません。

「サーバーレスコンピューティング」という用語はかなり混乱を招きます：物理サーバーがないという意味ではありません。サーバーは依然としてデータの格納と管理に使用されます。しかし、開発者は設定、管理、仮想マシン、コンテナのスケーリング、キャパシティプランニングを気にする必要がありません。

サーバーレスモデルはコードをオンデマンドでのみ実行します。開発者がよりアジャイルなアプリケーションを構築し、使用中のリソースのみに支払い、アイドル容量には決して支払わないことを可能にします。

5. FaaS［Function as a Service］

潜在的にサーバーレスアーキテクチャになるように設計されたFaaSは、アプリケーションの一部（単一関数）を展開できます。主にマイクロサービスアプリケーションの開発時に使用されます。

アプリケーションをマイクロサービスに分割することは、開発者にとって非常に有益です。コードベースに簡単に実装できる小さなコード片を構築および変更できるためです。

モノリシックアーキテクチャでは、些細な変更でも大規模な展開プロセスが必要ですが、FaaSは展開プロセスの複雑さを排除します。

大手パブリッククラウドベンダーによって最初に提供されたFaaSはAmazon AWS Lambda（2014年初期リリース）で、その後Google Cloud FunctionsとMicrosoft Azure Functionsが続きました。

6. MBaaS［Mobile Backend as a Service］

MBaaSモデルは、Web/アプリ開発者にフロントエンドアプリケーションソフトウェアをバックエンドクラウドコンピューティングとクラウドストレージに接続する手段を提供します。これにより、開発者はサーバーに関連する管理やタスクの実行から解放されます。

MBaaSプロバイダーは、ファイルストレージとサービス、プッシュ通知サポート、メッセージングとチャット機能、位置情報サービス、ログインと投稿用のソーシャルネットワークAPIなど、さまざまな基本操作を提供します。

導入モデルベースのクラウドコンピューティング

どのクラウドサービスが最適か決めたら、次のステップはそれを効率的に導入することです。主要なクラウド導入モデルはプライベートクラウド、パブリッククラウド、ハイブリッドクラウドの3つです。

1. プライベートクラウド

メリット

• セキュリティとプライバシーの向上
• 顧客がハードウェアとソフトウェアの選択を完全に制御
• 業界および規制コンプライアンスに依存する必要なし

デメリット

• 高コスト
• クラウドサービスを管理する熟練した人材が必要

プライベートクラウドは、内部クラウドとも呼ばれ、単一企業専用の独自環境を提供します。そのハードウェアとソフトウェアリソースは単一の顧客のみがアクセスできます。

プライベートクラウドモデルは、ベンダーのデータセンターまたはオンプレミスに格納された物理コンポーネントを通じて、仮想化されたスケーラブルなコンピューティングリソースを提供します。内部で管理することも、サードパーティによって管理することもできます。

多くの企業がプライベートクラウドインフラストラクチャを選択するのは、ファイアウォールと内部ホスティングを通じてデータへの厳格なセキュリティとプライバシー、より高度な制御を提供するためです。特定のコンピューティングニーズに合わせてクラウドをカスタマイズできます。

さらに、プライベートクラウドモデルを利用する企業は、クラウドネイティブアプリケーションアーキテクチャとプラクティス（マイクロサービスやコンテナなど）を採用できます。これによりさらに優れた柔軟性と効率がもたらされ、将来的にパブリックまたはハイブリッドクラウドインフラストラクチャへのシームレスな移行が可能になります。

2. パブリッククラウド

メリット

• ロケーション非依存
• コスト効率が良い
• セットアップと導入が簡単
• 実質的に無制限の拡張性
• IT業界の最新テクノロジーへの早期アクセス

デメリット

• リソースが公開共有されるためセキュリティが低い
• 制御が限定的
• パフォーマンスがインターネット接続に依存

パブリッククラウドサービスプロバイダーは、世界中のどこからでもそれらを使用または購入したい誰にでもリソースを提供します。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できます。

パブリッククラウドモデルにはさまざまな機能と能力が含まれますが、その核心には4つの主要な特徴があります：オンデマンドコンピューティング、リソースプーリング、拡張性または急速な弾力性、従量課金制。

ほとんどの企業は、ワークロードとユーザー需要を満たす拡張性があるため、パブリッククラウドでサービスをホストすることを好みます。また、自社のITリソースを管理する必要がありません。顧客は使用した分だけ支払うため、無駄なリソースが少なくなります。

パブリッククラウドインフラストラクチャには多くのセキュリティ懸念がありますが、適切に実装すれば（侵入検知および防止システムなどの厳格なセキュリティ手法により）、プライベートクラウドネットワークと同等に安全にできます。

3. ハイブリッドクラウド

メリット

• 規制コンプライアンスとセキュリティの向上
• コスト効率が良い
• アジリティとイノベーションの向上
• インフラストラクチャ効率の向上
• リスク管理の改善

デメリット

• 実装が困難
• 複数のベンダーとプラットフォームの管理が必要

ハイブリッドクラウドは、安全な独自ソフトウェアプログラムを使用して、これら2つの異なるサービス間の通信を可能にしながら、プライベートクラウドと1つ以上のパブリッククラウドサービスを統合します。

ハイブリッドクラウドモデルは、両方のサービスの長所を組み合わせるように設計されています。要件の変化に応じて、企業がワークロードをクラウドソリューション間で移動できるようにします。

ハイブリッドモデルを使用すると、企業は機密データをローカルデータセンターに保存しながら、マネージドパブリッククラウドの堅牢な計算リソースを活用できます。マルチクラウドアプローチでは開発者が各クラウドを個別に管理するのに対し、ハイブリッドクラウドは単一の管理プレーンに依存します。

近年、多くの企業がローカルリソースの過負荷を軽減しコストを最小限に抑えるためにハイブリッドクラウド環境に移行しています。医療業界から金融セクターまで、ハイブリッドクラウドテクノロジーはリソースの最適化とコンピューティングパフォーマンスの向上に効果的であることが証明されています。

その他のあまり知られていないクラウド導入モデル

4. 分散クラウド

分散クラウドサービスは、パブリッククラウドインフラストラクチャを複数の異なる物理的場所で実行します。これにより、ユーザーはクラウドベンダーのインフラストラクチャで運用をホストできるだけでなく、オンプレミス、コロケーションセンター、サードパーティデータセンター、または他のクラウドプロバイダーのデータセンターでもホストできます。すべてを単一のコントロールプレーンから運用できます。

言い換えれば、企業はアプリケーションまたはアプリケーションの個別部分を複数のクラウド環境に展開および実行できます。パフォーマンスと規制コンプライアンスのニーズを最も満たすクラウドベンダーと場所を選択できます。

さらに、パブリッククラウドの一元的な管理による分散は、エッジコンピューティング（IoTデバイスやローカルエッジサーバーなどのデータソースにアプリケーションをより近くにホストする）にとって理想的なソリューションです。

5. コミュニティクラウド

コミュニティクラウドは、類似の要件を持つ複数の組織間でリソースを共有する協調的な取り組みです。コミュニティ内の1つ以上の組織、サードパーティ、またはその両方によって所有および管理されます。

例えば、米国の政府機関がクラウドでコンピューティングインフラストラクチャを共有してデータを管理・運用する場合があります。このタイプのクラウドコンピューティングは拡張性、柔軟性があり、あらゆるビジネスと互換性があります。ユーザーはニーズに応じてドキュメントと設定を変更できます。

6. ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）クラウド

名前が示す通り、HPCクラウドは大量の計算能力とメモリを消費するアプリケーションの実行に使用されます。通常、HPCシステムはGPU集約型サーバーの分散クラスタです。

より具体的には、クラスタには数百または数千のコンピュートサーバー（ノード）が含まれ、それらが接続されています。各クラスタのサーバーは互いに並列で動作し、処理速度を向上させてハイパフォーマンスコンピューティングを提供します。各クラスタは1秒間に1000兆回の計算を実行できます。

HPCクラウドは主に研究ラボ（複雑なシミュレーション実行用）、石油・ガス業界（掘削場所の正確な検出用）、金融サービス（リアルタイム株価トレンドの追跡と自動取引用）、AIと機械学習ツールを利用する企業で使用されます。

7. マルチクラウド

マルチクラウドは、単一のネットワークアーキテクチャで2つ以上のクラウドコンピューティングとストレージサービスを使用することです。オールプライベートクラウド、オールパブリッククラウド、またはその組み合わせの可能性があります。 ハイブリッドクラウドとは異なり、プライベートクラウドを含む必要はありません。

企業は複数のクラウド環境を使用してデータストレージとコンピューティングリソースを分散させ、データ損失とダウンタイムのリスクを軽減します。

8. ポリクラウド

ポリクラウドはマルチクラウドとはかなり異なります。特定の機能に最適なプロバイダーで、ワークロードの特定モジュールを実行できます。例えば、APIをAmazonのAWS Lambdaで実行しながら、データレイクをMicrosoft Azureで運用できます。

ポリクラウドは大幅なコストメリットを提供しますが、異なるクラウドベンダーの接続性に依存するため、レイテンシが増加する可能性があります。

よくある質問

クラウドコンピューティングを発明したのは誰？

クラウドコンピューティングの概念は、1960年代初頭に計算機科学者Joseph Carl Robnett Lickliderによって発明されました。彼はARPANet（今日のインターネットの前身）で、当時のソフトウェアを使用してコンピュータのタイムシェアリングネットワークを確立する作業を行いました。

しかし、クラウドコンピューティングが普及したのは、Amazonが2002年に子会社Amazon Web Servicesを立ち上げ、開発者が独自にアプリケーションを構築できるようにしてからです。2006年にAmazonがSimple Storage Service（S3）とElastic Compute Cloud（EC2）を作成し、サーバー仮想化を使用してIaaSを従量課金モデルで提供することを先駆けました。

クラウドコンピューティングの主なメリットは？

クラウドサービスにより、企業は本質的にバーチャルオフィスをセットアップできます。クラウドサービスの利点は多数ありますが、主なものは以下の通りです：

• コスト削減（従量課金コストモデル）
• 柔軟性と拡張性
• 損失防止と災害復旧
• 最新ITテクノロジーの自動アップデートへのアクセス

クラウドコンピューティングの一般的な例は？

数十万の企業がさまざまなタイプのクラウドインフラストラクチャを使用してサービスを提供しています。最も人気のあるサービスは：

• Google Apps（Google Sheets、Google Driveなど）
• Slack（ビジネス向けメッセージングアプリケーション）
• Microsoft Power BI（ビジネス分析サービス）
• Heroku（開発者がアプリケーションを構築、提供、監視、スケーリングできるクラウドプラットフォーム）
• Dropbox（ファイルをオンラインで保存し、デバイスと同期できるファイルホスティングサービス）

主要なクラウドプロバイダーは誰？

上位5社のプロバイダーは、上記すべてのタイプのクラウドサービスを提供しています。クラウドサービスからの収益は20%以上のCAGRで増加しています。

1. Amazon Web Services
2. Microsoft Azure
3. Google Cloud Platform
4. Alibaba Cloud
5. IBM Cloud
6. Oracle Cloud
7. SAP Cloud Platform

クラウドコンピューティングの将来は？

2020年の世界クラウドコンピューティング市場規模は3,714億ドルと評価されました。今後5年間でCAGR 17.5%で成長すると推定されています。2025年までにクラウドコンピューティング市場は8,321億ドルに達する見込みです。

この成長は主に、ビッグデータ、人工知能（AI）、機械学習（ML）などの先進技術の実装増加によって推進されます。大企業もコスト効率の良いクラウドソリューションに業務を移行し、多数のメリットを活用しています。

さらに、米国、英国、中国、日本などの国々がさまざまなクラウドベース開発プロジェクトへの投資を増やしていることが、市場成長を加速すると予想されます。