クラウドコンピューティングの発展の10年を詳しく見る

[51CTO.com オリジナル記事] 1. クラウド開発の10年

人生にはそれほど多くの十年はありませんが、たった 10 年で多くのことが達成できます。クラウド コンピューティングは 10 年ほど前から登場しており、気づかないうちに私たちの生活を変えてきました。

伝統的なIT時代からインターネット+、そして今年の2つのセッションで提案されたインテリジェンス+に至るまで、科学技術が最大の生産性であり、イノベーションが社会発展の最大の原動力であることが改めて示されています。従来の PC 相互接続から人と人との相互接続、そして将来の Internet of Everything へと、経済発展はますます速く複雑化しており、情報システムの応答性を高め、従来の IT アーキテクチャ ソリューションをより柔軟で応答の速いクラウド アーキテクチャに移行することが急務となっています。

クラウドがなかった過去の時代では、企業の IT 構築は混乱していました。煙突式の建設、別々の運営と保守、さまざまなシステムに分散した非効率的な開発は、企業の急速な発展を著しく制限していました。共同共有をさらに改善し、持続可能な開発を実現するには、アプリケーション ソフトウェアとプラットフォームを統合する必要があります。

従来の IT の問題も同様です。具体的には、次のとおりです。

1. 開発サイクルを短縮する方法
2. 投資コストを削減する方法
3. 資源の無駄を減らす
4. 事業全体を踏まえた合理的な計画を立てる方法
5. システム構築におけるリスクを効果的に回避する方法
6. メンテナンスコストを管理する方法。

クラウドの出現により、企業の IT 構築における固有の問題や欠陥が大きく変化し、オンデマンド配信、オンデマンド拡張、シンプルさとスピード、柔軟な管理、コスト削減、セキュリティとコンプライアンスが実現しました。

現在、クラウド コンピューティング サービス モデルはまだ進化を続けていますが、業界で一般的に受け入れられている SPI モデルでは、サービスの提供方法に基づいてクラウドを 3 つのカテゴリに分類しています。

• SaaS (サービスとしてのソフトウェア)
• PaaS (サービスとしてのプラットフォーム)
• IaaS (サービスとしてのインフラストラクチャ)。

基本的に、多くのエンタープライズ クラウド コンピューティングも、最初に IAAS リソース プールを構築し、次に PAAS プラットフォームを構築し、最後にアプリケーションとサービスに重点を置くというプロセスに従っています。クラウド コンピューティング開発の現状から判断すると、現在直面している課題は依然として次の側面にあります。

1. 統合管理: 全体的なリソース利用率が低いため、統合管理を形成するためにさらに統合する必要があります。
2. 計算能力の面では、ミニコンピュータの数はまだ多く、さらに X86 化する必要があります。投資額は大きく、メーカーは厳しくロックインされています。VMWARE は従来の企業で大きな割合を占めています。
3. ネットワークおよびストレージ機能では、ビジネス規模の拡張性と柔軟性が低い従来の VLAN 分離を使用します。 Fc さんのハイエンドストレージは高価なものが多く、ビジネスニーズに応じたレベルのストレージリソースが装備されていません。

クラウド コンピューティングのその後の発展と進化の目標アーキテクチャは、リソース プールの統合を通じて PAAS 機能を構築および改善し、クラウド管理プラットフォームの使用を通じてさまざまなドメインの機能を水平に接続して、ビジネス イノベーションと迅速な立ち上げを強力にサポートすることです。過去 10 年間のクラウド コンピューティングの進化に関するいくつかの重要な要約: 1. 標準の統一 2. 標準の実装 3. 反復作業の削減 4. 付加価値の高い作業の増加 5. テクノロジー + サービス + 運用

2. テクノロジーの進化

2B と 2C のコンセプトの人気は、今世紀初頭のインターネット ブームに端を発しています。 2000年頃、インターネットの台頭により、変革を強く望む企業がウェブサイトを構築し、オンラインで製品を販売し始めました。販売される製品のユーザーが最終消費者である場合、この Web サイトは B2C Web サイトと呼ばれます。販売される製品のユーザーが企業である場合、この Web サイトは B2B Web サイトと呼ばれます。インターネットバブル以降、消費者志向のプラットフォームベースのB2Cウェブサイトが徐々にユーザーに受け入れられるようになりました。 B2B プラットフォームは、その高い技術的ハードルの高さから、情報のみを統合する B2B ウェブサイトと、インターネットをキャリアとして使用するものの 2 つの形式に徐々に進化してきました。 1985 年にマイケル・ポーターが提唱したバリュー チェーンの概念は、徐々にサプライ チェーンの統合へと進化しました。したがって、C エンドの消費者向けインターネットが十分に開発されると、トラフィック配当はなくなり、B エンド企業とサプライチェーン企業の統合が議題に上がることがわかります。産業用インターネットは、消費者向けインターネットを超えた機会としても知られています。

産業インターネットは、国民経済全体、産業構造、企業行動、製品サービスに大きな影響を与え、中国の将来の発展にも関係しています。 BAT の産業インターネットへの大規模な参入から、新たな幕がゆっくりと開きつつあることがわかります。では、インダストリアルインターネットの本質とは何でしょうか?効率、効率、そして効率ですか?産業インターネット変革の効率を向上させることによってのみ、インターネットベースのユーザーエクスペリエンスの競争に勝つことができます。

IT インフラストラクチャの発展と変化から、効率改善の主な方向性が特に明白かつ明確であることがわかります。ウォーターフォールからアジャイル、DevOps まで、開発効率は常に向上しています。モノリシック アプリケーションからマルチレイヤー、マイクロサービスまで、アプリケーション アーキテクチャは常に分離され、改良されています。物理マシンから仮想マシン、コンテナに至るまで、展開効率は常に向上しています。従来のクラウドからハイブリッドクラウド、マルチクラウドまで、クラウドアプリケーションのシナリオは常に充実し、効率は常に向上しています。垂直拡張から水平拡張、ストレージ・アズ・ア・サービスへと、ストレージは集中型から分散型へと進化し、さまざまなストレージ・サービスを柔軟に提供できるようになり、パフォーマンスが向上し、アプリケーション・シナリオが拡大しました。

インフラストラクチャが急速に変化しているだけでなく、アプリケーションのアーキテクチャと配信も変化しています。従来のアプリケーションは急速に発展し、クラウド ネイティブ アプリケーションへと移行しており、大規模で複雑なソフトウェア アプリケーションが複数のシンプルなアプリケーションに分割され、各アプリケーション間の結合が緩やかになっています。これにより、システムの複雑さが軽減され、独立したリリースと展開、独立した拡張、および言語間のプログラミングが可能になります。もちろん、これらすべての変化は、当社の研究開発部門や運用・保守部門の作業モードにも変化をもたらします。

垂直アプリケーション アーキテクチャ:トラフィックが増加すると、単一のアプリケーションにマシンを追加することでもたらされる加速はますます小さくなります。効率を向上するために、アプリケーションは複数の無関係なアプリケーションに分割されます。このとき、フロントエンドページの開発を加速するために使用される Web フレームワーク (MVC) が鍵となります。

分散サービス アーキテクチャ:垂直アプリケーションがますます増えるにつれて、アプリケーション間の相互作用は避けられなくなります。コアビジネスを独立したサービスとして抽出し、フロントエンドアプリケーションが変化する市場の需要に迅速に対応できるように、徐々に安定したサービスセンターを形成します。このとき、ビジネスの再利用と統合を向上させるために使用される分散サービス フレームワーク (RPC) が鍵となります。

流動的なコンピューティング アーキテクチャ:サービスが追加されるにつれて、容量評価や小規模なサービス リソースの無駄などの問題が徐々に発生します。このとき、アクセス圧力に基づいてクラスター容量をリアルタイムに管理し、クラスターの使用率を向上させるために、スケジューリング センターを追加する必要があります。この時点で、マシンの使用率を向上させるリソース スケジューリングおよびガバナンス センター (SOA) が重要になります。

マイクロサービス アーキテクチャはインターネット上で非常にホットな話題であり、インターネット技術の発展の必然的な結果です。これは、モノリシック アプリケーションを、相互に調整および連携してユーザーに究極の価値を提供する一連の小さなサービスに分割することを提唱しています。モノリシック アプリケーションをマイクロサービスに分割した後は、サービス ガバナンスが重要になります。各マイクロサービスには、独自のビジネス ロジックとアダプター、および独自のデータベースがあります。呼び出しは統合された API インターフェースを通じて行われます。もちろん、サービスが追加されるにつれて、サービス間の依存関係は複雑になります。数万のマイクロサービスを手動で管理することはできません。サービスは、自動的に登録および自己検出でき、フルリンク監視を通じて障害や問題を検出し、タイムリーな警告とフォールトトレラント処理を提供して、システム全体の安定した動作を確保できる必要があります。もちろん、企業内のアプリケーションは複雑であり、マイクロサービスには複数のプログラミング言語をサポートできる統一されたコード フレームワークがあることも期待されます。現在、Spring Cloud と Dubbo は限られた言語と開発フレームワークをサポートしています。 HuaweiのServiceCombとTencentのTarsが急成長している。

一般的に、MVC から RPC、SOA、マイクロサービスへのアプリケーション アーキテクチャの変化により、アプリケーションとサービスの分割と独立した展開、および小規模チームによるアジャイル開発の迅速な反復が実現しました。これにより、効率が大幅に向上し、アプリケーションの配信サイクルが短縮され、アプリケーションの運用と保守のコストが大幅に削減されました。

コンテナとマイクロサービスの普及に伴い、クラウド ネイティブという用語もますます普及しています。クラウド時代においては、今後さらに多くのエンタープライズ アプリケーションがクラウドに移行されるでしょう。クラウドベースのアーキテクチャ設計と開発モデルをサポートするには、新しい一連の概念が必要であるため、クラウド ネイティブのアイデアが生まれました。クラウド ネイティブは、実際には、DevOps、継続的デリバリー、マイクロサービス、アジャイル インフラストラクチャなどを含む、進化し続ける概念とアイデアの集合です。クラウド ネイティブには、テクノロジー (マイクロサービス、アジャイル インフラストラクチャ) と管理 (DevOps、継続的デリバリー、技術運用、アプリケーション設計、セキュリティ リスク管理など) の両方が含まれます。クラウド ネイティブは、クラウド テクノロジーとエンタープライズ管理手法の集合体とも言えます。

クラウドネイティブとは、クラウドの特性に基づいて、クラウドにより適したアプリケーションを設計することです。ビジネスニーズを実現することに重点を置き、ビジネスニーズ以外の機能を分離して、基盤となるインフラストラクチャに組み込みます。クラウドはさまざまなリソースと機能を上位に提供し、複雑な基礎の詳細を保護し、クラウドをよりシンプルで使いやすくします。

次に、サーバーレスとサービス メッシュを導入するクラウド ネイティブ テクノロジー スタックを見てみましょう。サーバーレス関数コンピューティングでは、コードの一部が機能サービスを定義し、実際にオンデマンドで呼び出されます。アプリケーションが何千ものマイクロサービスに分割されると、基盤となる通信は非常に複雑になります。サービス間通信層であるサービス メッシュが導入されます。安全で高速かつ信頼性の高いサービス間通信を提供できます。クラウド ネイティブ アプリケーションは、あらゆるクラウド インフラストラクチャ上で実行でき、Linux や Windows などの基盤となるプラットフォームや特定のクラウド プラットフォームに依存しません。つまり、アプリケーションは、プライベートかパブリックかに関係なく、最初からクラウドで実行できるように設計する必要があります。第二に、アプリケーションは垂直方向 (上下) または水平方向 (ノード サーバー間) のスケーラビリティ要件を満たす必要があります。

これらに加えて、クラウドネイティブ管理の本来の利点を活用するには、セルフサービスと自律管理を実現するためのインテリジェンスを導入することも必要です。現在、クラウドに移行した後、ほとんどの企業は「人中心」のアプローチに依存しており、多数のスタッフの個人的な能力、経験、意識に頼って運用・保守業務を行っています。従来の IT インフラストラクチャからクラウドへの労働集約型サービスの単純かつ粗雑な移行は、市場規模が小さく技術開発レベルが低い現在の状況では、移行的なソリューションにしかなりません。インテリジェンスを導入することで、自動サービス検出、自動アラーム検出、自律障害処理を実現し、効率が低く、人件費が高く、手動操作と保守のエラーが発生する従来のサービス モードを変えることができます。これにより、エンタープライズ クラウドの可用性も大幅に向上し、エンタープライズ レベルのクラウド サービス市場も拡大します。

コンテナ オーケストレーション システムを統合し、クラウド ネイティブ アプリケーションにワンストップ サービスを提供する K8S が急速に普及してきました。 Kunernetes の優れたパフォーマンスは、運用および保守エンジニアの作業モードに破壊的な変化をもたらしました。ペットのように各サーバーを注意深く管理する必要がなくなり、問題が発生した場合は、問題のあるサーバーを交換するだけで済みます。ビジネスのピーク時には、変化に合わせて容量が自動的に拡大または縮小されます。ビジネス開発エンジニアは、非機能要件に過度に注意を払う必要がなくなり、自分のビジネス領域に集中できるようになります。ミドルウェア開発エンジニアは、ビジネス アプリケーションをクラウド プラットフォームに接続するための堅牢なクラウド ネイティブ ミドルウェアを開発する必要があります。

技術と経営の進化の概要:

• テクノロジー: システムからアプリケーション、機能からサービス、単一ポイントから大規模クラスターのスケジュールと管理まで。
• 管理: 2 つのシフトと 1 つの変革。オペレーション センターはサービス センターに、社内ツールはコラボレーション プラットフォームに、コスト センターはオペレーション センターに変わります。

3. プラットフォームの台頭

PAAS とは何ですか?

PaaS は、アプリケーションの開発と実行に関連するインフラストラクチャを構築および維持することなく、アプリケーションを簡単に開発、実行、管理できるプラットフォームをユーザーに提供するクラウド サービスです。 -- ウィキペディア

• PAAS サービス カタログはどのような統合サービス提供と管理を実現できますか?
• 標準配送の場合、PAAS はどのようなサービスを提供できますか?
• 包括的な管理により、リソースの活用と管理の効率を向上させ、ビジネスの安定した運営を確保するにはどうすればよいでしょうか。

従来の PAAS の制限は、マイクロサービスと分散のサポートが不足していることです。

新世代の PAAS は Docker をベースにしています。従来の PaaS 機能をベースに、マイクロサービス利用シナリオを重視し、DevOps パイプラインを作成し、ビッグデータや機械学習などの新興サービスを統合し、ワンストップのアプリケーション配信プラットフォームになります。

PAAS の全体的なアーキテクチャには、開発およびテスト関連の機能コンポーネント、プラットフォーム管理、インフラストラクチャ機能コンポーネントが含まれ、その下には IAAS プラットフォームがあります。

エンタープライズミドルプラットフォームとは何でしょうか?

ミドルプラットフォーム戦略はアリババによって提案されました。その起源は非常に興味深いです。それは、2015年にアリババの幹部が世界で最も成功したモバイルゲーム会社であるスーパーセルを訪問したときのことでした。同社は典型的な小規模チームモデルでゲームを開発している会社です。ゲームのベータ版をできるだけ早くリリースできます。人気がなければ、すぐにその製品を放棄して新たな試みをすることができます。プロセス中に管理者からの介入はほとんどありません。チームが失敗した後、罰がないだけでなく、失敗から何かを学んだことを祝う祝賀式典も開催されます。その中核となる競争力は、長年のゲーム開発を通じて蓄積された極めて科学的な研究開発手法とシステム、すなわちミドルオフィス能力にあります。

メーカーが開発する一般的な技術である PaaS には、ビジネス モデルはおろか、ビジネス ロジックやビジネス データも含まれていないことは周知の事実です。では、企業内の多数のアプリケーションを PAAS に統合できるのでしょうか?はい、しかしそれは何年もかけて構築される可能性があります。しかし、大きくてかさばるので、完成したときには役に立たなくなる可能性があります。まず第一に、従来の企業には強力な研究開発能力がなく、このような大規模で包括的なプラットフォームの構築を第三者に頼るのは、実際には費用対効果が高くありません。そこで中間プラットフォームが登場します。中間プラットフォームを使用すると、複数の製品チームを迅速にサポートし、複数の製品チームを連携させて強化することができます。中間プラットフォームは特定のアプリケーションではないことを明確にしておきます。ミドルプラットフォームの多くのコンポーネントは、多数のアプリケーションと統合できます。ミドルプラットフォームは、ビジネスミドルプラットフォーム、データミドルプラットフォーム、技術ミドルプラットフォーム、組織ミドルプラットフォーム（部隊の選抜と部隊の配置）に分かれています。ここでは、データミドルプラットフォームを優先することができますが、組織ミドルプラットフォームは不可欠です。組織のミドルプラットフォームは、ビジネス、データ、テクノロジーのミドルプラットフォームの変化に対応して、大きな創造性を発揮し、企業の発展と変革を加速する必要があります。

エンタープライズ クラウド プラットフォームでは、サービスが中核的な価値であり、顧客中心のコンセプトが非常に重要です。クラウドコンピューティングの発展の観点から見ると、クラウドサービスプロバイダー（AWSやAlibaba Cloudなど）が最も中心的な役割を果たします。彼らはサービスを重視しており、価値をもたらすのはこれらのサービスです。したがって、エンタープライズ クラウド コンピューティングの開発には、エンタープライズ クラウド サービス プロバイダーも必要です。

ハイブリッド クラウドはプライベート クラウドの拡張です。ハイブリッド クラウド アプリケーションのシナリオには次のものがあります。

1. 国境を越えた地域横断的な事業展開
2. 重要なデータのクラウド災害復旧
3. グローバルな高可用性とパフォーマンス要件
4. 最高のパブリッククラウドサービスを採用する
5. コスト効率の高いパブリッククラウドサービス
6. ビジネス爆発シナリオ

企業は、複数のクラウドを構築することで、パブリッククラウドとプライベートクラウドの統一管理、国境を越えた地域を越えた業務システムの展開、重要なデータのクラウド災害復旧、短期的なクラウドバーストの業務ニーズへの対応、グローバルな高可用性とパフォーマンス要件、各クラウドサービスプロバイダーの利点/費用対効果の高いサービスの選択、コスト共有と最適化機能などを実現できます。ただし、マルチクラウドによってもたらされる最大の問題は、サービスの異質性です。マルチアクティブでは、必然的に大量のデータ同期、帯域幅、レイテンシ、データの一貫性など、大きな課題が生じ、管理コストも増加します。したがって、単一のクラウド内で同じ都市と異なる都市の場所の構築を優先できます。これにより、基本レイヤーが均質化され、ビジネスの災害復旧とアクティブ/アクティブ構築に集中できるようになります。

4. ソフトウェアが未来を定義する

メーカーは独立しており、管理可能です。今度は私たち自身も独立し、管理可能になる必要があります。これを実現する方法は、独自のソフトウェアを開発し、オープンソース戦略を採用することです。インターネットの急速な発展とクラウドの徹底的な応用により、オープンソースソフトウェアの急速な発展が促進されました。オープンソースソフトウェアの利用も戦略的なレベルにまで高められています。

オープンソース ソフトウェアは、企業の研究開発の効率を加速し、企業内のソフトウェア ニーズをより適切に満たします。

オープンソースの利用戦略: アプリケーションレベル、拡張レベル、商用レベル

テクノロジーを選択するということは、長期にわたって成長するビジネスをサポートするソリューションにコミットすることを意味します。そのため、慎重な検討と選択が必要です。企業が誤った判断を下した場合、開発コストが大幅に増加し、開発の柔軟性が低下することが多く、この不幸な結果は長期にわたって続くことになります。オープンソースを使用することで、自社のビジネスに役立つ業界アプリケーション ソフトウェア製品を作成できます。機能が改善されたら、商用グレードの製品としてエクスポートできます。

オープンソース ソフトウェアを企業で採用する傾向は、オープンソース ソリューションが自社の独自機能に比べて大きな利点を提供することに気付く企業が増えるにつれて、過去 10 年間で急増しています。さらに、企業はオープンソースを中心に独立した制御可能なエコシステムを構築することで、持続可能な開発を実現することもできます。オープンソース ソフトウェアは長期にわたって利用可能であり、独自のソフトウェアよりも長く存続できます。また、強力で協力的なコミュニティが絶えず革新を導入しているため、オープンソース ソフトウェアは常に技術開発の最前線にあり、企業のニーズに迅速に対応しながら、企業の将来の発展を促進することができます。

オープンソースが構築するエコシステムの相乗効果パターン: エコシステムは強制的に構築されるものではなく、相互依存と協力、共生、共創、Win-Win を通じて自然に形成されるエコシステムです。これこそが真のエコロジーであり、長期にわたって持続可能な発展をもたらすエコロジーです。

[51CTO オリジナル記事、パートナーサイトに転載する場合は、元の著者とソースを 51CTO.com として明記してください]