初心者のためのクラウドコンピューティング入門

2006 年 8 月 9 日、当時 Google の CEO であった Eric Sc​​hmidt 氏が、Search Engine Conference (SES San Jose 2006) で初めて「クラウド コンピューティング」の概念を提案しました。

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カンファレンスのわずか 5 か月前、2006 年 3 月に、e コマース企業としてスタートしたアメリカの企業である Amazon が、独自の Elastic Compute Cloud (EC2) サービスを正式に開始しました。

これら 2 つの画期的な出来事の発生は、クラウド コンピューティング時代の到来を正式に宣言するとともに、インターネットの発展が新たな段階に入ったことを意味しました。

今日、14年が経ちました。クラウドコンピューティングは、疑問と熱狂の両方を経験し、徐々に人々に受け入れられ、着実な発展の段階に入りました。

しかし、クラウド コンピューティングは高尚な言葉であり、よく知られた概念であるため、正確でわかりやすい定義を与えることは依然として困難です。

専門組織による定義は常に混乱を招きます。

インターネット テクノロジーを通じて、スケーラブルで柔軟な IT 機能をサービスとして外部ユーザーに提供できるコンピューティング方法。 （ガートナー）

従量課金制およびセルフサービス方式でインターネット テクノロジーを通じて提供される標準化された IT 機能 (サービス、ソフトウェア、またはインフラストラクチャ)。 （フォレスターリサーチ）

クラウド コンピューティングは、ユーザーが構成可能なコンピューティング リソースの共有プールから必要なリソースをいつでも、どこでも、便利に、オンデマンドで取得できるようにするモデルです。リソースを迅速に供給および解放できるため、サービス プロバイダーの管理作業負荷と介入が最小限に抑えられます。 （国立標準技術研究所）

これには2つの理由があると思います。

まず、クラウド コンピューティングに対する見方は人によってまったく異なります。

「千人の心の中には千のハムレットがいる。」クラウド コンピューティングについては、人によって定義や考え方が異なります。例えば：

技術エンジニアは、クラウド コンピューティングはテクノロジーであり、職業であると考えています。

ビジネスマンは、クラウド コンピューティングはビジネス モデルであり、収益性の高いビジネスであると信じています。

一般ユーザーは、クラウド コンピューティングは頻繁に使用するサービスであると考えています。

CFO と上司は、クラウド コンピューティングは資本投資でありコストであると考えています。

2 つ目の理由は、クラウド コンピューティングが非常に巨大であるため、「盲人が象に触れる」ようなものだということだと思います。 A は A がクラウド コンピューティングであると考え、B は B がクラウド コンピューティングであると考え、C は C がクラウド コンピューティングであると考えます。誰もがそれぞれの意見を持っており、統一された定義を与えることは不可能です。

実際、クラウド コンピューティングは「クラウド」+「コンピューティング」であると私は考えています。 「コンピューティング」は行為です。 「クラウド」とは、モデル、方法、または概念です。

私たちはコンピューティングに非常に精通しています。人間の脳の思考は計算の一種です。コンピューティングとは、情報とデータの処理と計算です。これは非常に広い概念です。

ゲームをプレイするとき、キャラクターのモデリングと動きの制御はコンピューティングの一部です。ビデオを視聴する場合、ビデオ内の画像のエンコードとデコードは計算です。ネットで買い物をして代金を支払う場合も計算になります。

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情報化時代において、コンピューティングはどこにでもあります。

しかし、人間が考えるために脳が必要であり、仕事をするためにツールが必要であるのと同様に、コンピューティングにもリソースが必要です。

情報化時代のコンピューティング リソースには、CPU、メモリ、ハード ディスク、グラフィック カードなどのハードウェア リソースと、オペレーティング システム、データベース、ランタイム ライブラリ、ミドルウェア、アプリケーション プログラムなどのソフトウェア リソースが含まれます。

「クラウド」はこれらのリソースを取得するための新しい方法です。

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クラウド コンピューティングの反対は、従来のコンピューティングです。

初期のメインフレーム、ミッドレンジ コンピュータ、1980 年代の PC、1990 年代の小規模なコンピュータ ルームはすべて、従来のコンピューティングに属します。

従来のコンピューティングの主な特徴は、リソースの固定化です。つまり、これらのコンピューターが使用できるソフトウェアとハ​​ードウェアのコンピューティング リソースは固定されています。

インストールした CPU、メモリ、ハードディスクの量だけ使用できます。リソースが少ない（パフォーマンスが不十分）場合は、より多くのお金をかけて購入する必要があります。リソースが多すぎる場合（パフォーマンス超過）は返金されません。

従来のコンピューティングではリソース割り当ての柔軟性が十分でなかったため、「クラウド コンピューティング」という概念が提案されました。

簡単に言えば、従来のコンピューティングと比較して、クラウド コンピューティングがリソースを取得する方法は、「購入」から「レンタル」に変わりました。

先ほど説明したソフトウェアとハ​​ードウェアのコンピューティング リソースはすべてレンタルできます。リソースレンタルサービスを提供するのはクラウドサービスプロバイダーです。

▉ クラウドコンピューティングの基本的な特徴

クラウド コンピューティングの「レンタル」は、私たちが通常家や車をレンタルすることとは大きく異なります。注目すべき特徴は 3 つあります。

• リソースプーリング

クラウド コンピューティングのコンピューティング リソースのほとんどは、単一の物理リソースではありません。つまり、お客様に単一の物理サーバーをレンタルすることはありません。 （ベアメタルサーバーを除く）

ほとんどのクラウド コンピューティング リソースはプールされたリソースです。プーリングとは何ですか?プーリングとは、ソフトウェア プラットフォームを介して物理リソースを仮想コンピューティング リソースにカプセル化することであり、これを仮想化と呼ぶこともあります。

• 仮想化

仮想化の利点は、コンピューティング リソースの選択が容易になり、呼び出しの柔軟性が向上することです。

• 弾性スケーリング

クラウド コンピューティングのコンピューティング リソースは、オンデマンドで支払うことができます。必要な分だけレンタルでき、構成もカスタマイズ可能です。

これは麻辣湯を食べるのに少し似ています。食べるかどうかはあなた次第です。好きなものを好きなだけお取りいただけます。最後に、数量に応じて支払います。

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スパイシーな鍋

将来ビジネスの成長により、より良い構成が必要になった場合は、資金を追加してより多くのリソースを購入することができます。

リソースを追加するプロセスは、基本的にスムーズなアップグレードです。ビジネスへの影響を可能な限り最小限に抑え、ビジネス移行の必要性を排除します。今お使いのパソコンと同じように、ハードドライブを1TBから2TBにアップグレードしたい場合も、注文するだけで完了します。マシンを変更したり、再起動したりする必要はありません。 (CPU またはメモリをアップグレードする場合は、マシンをシャットダウンする必要があります。)

特定の業務の負荷が減少する場合は、弾力的に縮小して構成を減らし、コストを節約することもできます。

• 安全で信頼できる

プロはプロらしいことをする。従来のコンピューティングでは、ハードウェアを購入し、独自のコンピュータ ルームを構築し、メンテナンスを自分で行う必要があります。これには莫大な資金と人材の投資が必要です。

物理的な観点から見ると、クラウド コンピューティングでは、すべてのコンピューティング リソースが大規模なインターネット データ センター (IDC) に集められ、厳格なセキュリティ、耐震性のある建物、安全な電力供給、非常に包括的な災害復旧設計と緊急時計画が備わっているため、コンピューティング リソースをより適切に保護でき、サービスが簡単に中断されることがありません。

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IDCデータセンター

ソフトウェアの観点から見ると、クラウド コンピューティング サービス プロバイダーは、より専門的な技術チームとより成熟した技術備蓄を保有しており、コンピューティング リソースが侵入や破壊からより適切に保護されます。

ほとんどのクラウド コンピューティング サービスで使用されている分散アーキテクチャにより、コンピューティング リソースは、単一ポイント アーキテクチャをはるかに超える負荷圧力に耐えることができます。マルチノード サービス モードを使用すると、さまざまな地域のユーザーへのサービス提供も容易になります。

▉ クラウドコンピューティングにはどのようなサービスが含まれますか?

前述したように、クラウド コンピューティングは、主にハードウェア リソースとソフトウェア リソースを含むリソース サービスを提供します。

リソースがいくつあるか知っていますか?

Xiaozaojun は、国内のクラウド コンピューティング サービス プロバイダーが提供するサービスを例に挙げ、次のような製品表を作成します。

単純な統計によれば、7 つの主要カテゴリと合計 149 のプロジェクトがあり、現在のクラウド コンピューティング ビジネスの多様性が十分に示されています。思いつく限りのあらゆるものが「レンタル」できるクラウドサービス化されています。

これらの主要カテゴリーの機能について簡単に見てみましょう。

• エラスティックコンピューティング

これはクラウド コンピューティング サービスの最も重要なタイプであり、実際には柔軟な構成のサーバーをレンタルするものと理解できます。異機種コンピューティングをサポートしており、CPU コンピューティング パワーだけでなく、GPU および FPGA コンピューティング パワーもレンタルできます。コンピューティング能力は、エントリーレベルから高性能まで多岐にわたります。

エラスティックコンピューティングを実現する仮想化やコンテナ技術も分離され、「レンタル」されるようになりました。

• データベース

これについては説明する必要はありません。構造化データベースから非構造化データベース、オープンソース データベースからプライベート テクノロジー データベースまで、あらゆるデータベースが揃っています。

• ストレージ

先日紹介したブロックストレージ、ファイルストレージ、オブジェクトストレージがすべて完了しました。

• ネットワーク

帯域幅、パブリック IP、VPC プライベート ネットワークなど、考えられるすべてのものが含まれます。 SLB ロードバランシングサービスや CDN コンテンツ配信ネットワークサービスも提供しています。

• セキュリティサービス

DDoS から脆弱性スキャン、セキュリティ テストまで、すべて対応可能です。

• IoTとクラウド通信

多くのコミュニケーション関係者は少し驚くと思います。はい、クラウド サービス プロバイダーの場合、これらはすべてクラウド サービスです。モバイル通信ネットワークはライセンスがないと触れられないため、LoRaや端末、IoTプラットフォームなど触れられる技術は手放さない。

• 人工知能とビッグデータ

これら 2 つの領域は最も注目に値します。以前にもビッグデータを紹介しました。本質的にはクラウド コンピューティングに属します。クラウド サービス プロバイダーは人工知能を無視しておらず、インターフェースからプラットフォームまで関与しています。音声認識や画像認識も含め、これらはいずれもクラウドサービスの一種となっています。一部のクラウド サービス プロバイダーは、顔認識や身体分析サービスも提供しています。

上記のクラウド コンピューティング サービスは、基本的にすべてのコンピューティング分野とニーズをカバーしており、あらゆる業界のあらゆるレベルのユーザーに適しています。

そのため、多くの人がクラウド コンピューティングを水や電気などのインフラストラクチャと比較します。これは確かに真実です。将来、クラウド コンピューティングなしでは誰も生きられなくなるでしょう。

• ▉ IaaS、PaaS、SaaS

先ほど、コンピューティング リソースの水平分類を実行しました。実は縦方向に分類することもできます。

Dell はかつて、クラウド コンピューティング用の 12 層モデルを整理しました。

上記のモデルは非常にプロフェッショナルです。より理解しやすいように簡単なモデルを描きます。

クラウド コンピューティングはリソースを提供する手段であるため、モデルのレベルに応じてさまざまなレベルのリソースを提供できます。

これを 3 つの層に分けてみましょう。第 1 層はハードウェア リソースの最も低いレベルで、主に CPU (コンピューティング リソース)、ハードディスク (ストレージ リソース)、ネットワーク カード (ネットワーク リソース) などが含まれます。第 2 層はより高度なレベルです。 CPU、ハードディスク、ネットワークカードを直接使用する予定はありません。使用する前に、オペレーティング システム (Windows、Linux など) とデータベース ソフトウェアをインストールしてください。 3番目のレベルはさらに高度です。オペレーティング システムなどの基本ソフトウェアだけでなく、FTP サーバー ソフトウェア、オンライン ビデオ サーバー ソフトウェアなどの特定のアプリケーション ソフトウェアもインストールする必要があります。サービスを直接使用できます。これら 3 つのレベルは、よく耳にする IaaS、PaaS、SaaS です。 IaaS: Infrastructure-as-a-Service (サービスとしてのインフラストラクチャ) PaaS: Platform-as-a-Service (サービスとしてのプラットフォーム) SaaS: Software-as-a-Service (サービスとしてのソフトウェア)

実際、これら 3 つのサービス モデルはクラウド コンピューティングのすべてを表しているわけではありません。必要に応じて、ストレージ サービス、ネットワーク サービス、オーケストレーション サービス、さらには旅行サービスやポジショニング サービスなどのモデルを自分で定義することもできます。

これは、クラウド コンピューティング サービスの柔軟性を完全に実証しています。

▉ 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

最後に、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について見てみましょう。

これは、展開方法の観点から分類した結果です。

パブリック クラウド: これは、クラウド コンピューティングを展開する最も一般的な方法です。コンピューティング リソースは、サードパーティのクラウド サービス プロバイダーによって所有および運用されます。異なる組織の企業または個人がリソース プール内のリソースを共有します。

プライベート クラウド: コンピューティング リソースは、サード パーティまたは組織自体によって所有および運用されます。すべてのコンピューティング リソースは 1 つの組織にのみ公開されます。この方法は、リソースを独占し、セキュリティが強化されます。

ハイブリッド クラウド: パブリック クラウド + プライベート クラウド。例えば、業務量が少ないときはプライベートクラウドのリソースを活用し、業務量がピークのときはパブリッククラウドのリソースを一時的にレンタルするといった具合です。これはコストと安全性の間の妥協です。

さて、これを読んだ後、誰もがクラウド コンピューティングが何であるかを理解したと思います。

クラウド コンピューティングは万能薬ではないことも付け加えておきたいと思います。このリソース集中アプローチは、多くのシナリオ要件には適さない可能性があります。

これまで、クラウド コンピューティングを導入する主な動機は、リソース不足でした。現在、端末のコンピューティング能力が継続的に向上しているため、分散ノードのコンピューティング リソースも多くのシナリオのニーズを満たすことができます。その結果、ブロックチェーンなどの分散型テクノロジーが台頭し、エッジコンピューティングなどの新しいコンピューティング手法も登場しました。これらすべてがクラウド コンピューティングに一定の競争圧力を生み出すことになります。

将来コンピューティング モデルに新たな変化があるかどうかについては、答えが出るまでには時間がかかるでしょう。