ハイブリッドクラウドアーキテクチャとは？

• ハイブリッドクラウドアーキテクチャとは、オンプレミス、プライベートクラウド、パブリッククラウド、エッジ構成を組み合わせて、柔軟で管理された単一の IT インフラストラクチャを構築する環境を指します。
• アーキテクチャモデルとして、ハイブリッドクラウドはデジタルトランスフォーメーションにおいて重要な役割を果たし、企業に柔軟でポータブル、かつ費用対効果の高い手段を提供します。
• 商用クラウドコンピューティングの普及とデジタルトランスフォーメーションの需要の高まりに伴い、企業はコストを管理し、全体的な俊敏性を向上させるためにハイブリッドクラウドソリューションへと移行しています。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャの仕組み

ハイブリッドクラウドアーキテクチャとは、オンプレミス、プライベートクラウド、パブリッククラウド、エッジ構成を組み合わせて、柔軟で管理された単一の IT インフラストラクチャを構築する環境を指します。

アーキテクチャモデルとして、ハイブリッドクラウドはデジタルトランスフォーメーションにおいて重要な役割を果たし、企業に既存アプリケーションの最新化、データの展開、複数のコンピューティング環境でのワークロード実行のための柔軟でポータブル、かつ費用対効果の高い手段を提供します。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャは複雑で、各企業のニーズやユースケースによって異なります。ハイブリッドクラウドインフラストラクチャの構築に万能なアプローチはありませんが、いずれも以下のようなハイブリッドコンピューティング環境（オンプレミスとオフサイトの両方）を共有しています。

ローカル環境（「オンプレミス」）：組織が、オフィスビルや自社データセンターなどの物理的な場所にあるハードウェアとサーバー上で、コンピューティングリソース、ネットワーク、ストレージ、ソフトウェアを管理・実行する従来のコンピューティング形態です。

プライベートクラウド環境：すべてのリソースが単一の組織専用に分離され、運用されるクラウドコンピューティング環境です。プライベートクラウドは、クラウドコンピューティングの多くの利点と、オンプレミス IT インフラストラクチャのセキュリティおよび制御を組み合わせます。

パブリッククラウド環境：Amazon Web Services（AWS）、Microsoft Azure、IBM Cloud、Google Cloud などのサードパーティクラウドサービスプロバイダー（CSP）がホストするクラウドコンピューティングの一種です。これらのパブリッククラウドプロバイダーは、個々の仮想マシン（VM）やその他のクラウドコンピューティングサービスなどのパブリッククラウドリソースを、従量課金制でパブリックインターネット上で提供します。

多くの中堅企業は 1 つ以上を利用しており、ほとんどの大企業は以下に挙げる 3 種類のクラウドサービスすべてを利用しています。

サービスとしてのインフラストラクチャ（IaaS）は、コンピューティング、ネットワーク、ストレージのリソースを、インターネット経由でオンデマンドかつ従量課金制で消費者に提供します。IaaS は、エンドユーザーがニーズに応じてリソースを拡張・縮小できるようにし、特にワークロードが増大する場合に、高額な初期設備投資や過剰な「自前」インフラストラクチャの必要性を軽減します。

サービスとしてのプラットフォーム（PaaS）は、アプリケーションの開発、実行、管理のための完全なクラウドプラットフォーム（ハードウェア、ソフトウェア、インフラストラクチャなど）を提供し、そのプラットフォームをオンプレミスで構築・維持する際のコスト、複雑さ、制約を回避します。

サービスとしてのソフトウェア（SaaS）は、エンドユーザー向けアプリケーション（例：Zoom、Dropbox）をクラウドでホストするアプリケーションソフトウェアを指します。SaaS プロバイダーは、ソフトウェアとその実行インフラストラクチャの運用、管理、保守を担当します。SaaS は最も一般的なパブリッククラウドサービスであり、支配的なソフトウェア提供モデルです。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャの構成要素

理想的なハイブリッドクラウドアーキテクチャは、高性能なコンピューティングとストレージ、低遅延ネットワーク接続、仮想化、堅牢なセキュリティを企業に提供します。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャは、複数のリソース（オンプレミスインフラストラクチャ、プライベートクラウド、パブリッククラウド）で実行されるアプリケーションを組み合わせるだけでなく、以下の重要な構成要素も含みます。

1. ネットワーク接続

ネットワーク接続は、ハイブリッドクラウドアーキテクチャの重要な構成要素です。ネットワーク接続により、複数の場所間でのリソース共有が可能になります。

ハイブリッドクラウドの接続性は、以下のテクノロジーの使用に依存しています。

VPN（仮想プライベートネットワーク）は、2 つのネットワークエンドポイント（ノード）間に安全なポイントツーポイント接続を確立します。VPN は、暗号化されたトンネルを作成し、インターネット上でユーザーが送信するデータ、資格情報、アクセス情報の機密性を保護します。VPN を使用すると、パブリックネットワーク上でプライベートで安全な接続を介して、オンプレミスとプライベートクラウドのインフラストラクチャを安全に接続できます。

WAN（広域ネットワーク）は、地域間、さらには大陸間など、広いエリアにわたってコンピューターを接続します。インターネットは、世界中の何十億台ものコンピューターを接続する最大の WAN です。企業の世界では、WAN はオフィス、データセンター、クラウドアプリケーション、クラウドストレージを接続します。クラウドベースの WAN により、組織はオフィスやデータセンターのローカルネットワークを、クラウドベースのストレージ、アプリケーション、その他のリソースと接続できます。

API（アプリケーションプログラミングインターフェース）は、異なるアプリケーション間の通信を可能にする一連の定義済みルールであり、システム間のデータ転送を処理する中間層として機能します。API を使用すると、企業はアプリケーションのデータや機能を、外部のサードパーティ開発者、ビジネスパートナー、社内サービスに公開できます。ハイブリッドクラウドアーキテクチャの設定では、API はクラウド間で HTTP リクエストを介して呼び出され、アプリケーション、データベース、ネットワークを接続します。

2. 仮想化

最新のハイブリッドクラウドアーキテクチャは、仮想化テクノロジーに依存しています。仮想化とは、ソフトウェアを使用して物理ハードウェア上に仮想コンピューターシステムの抽象層を作成し、仮想マシン（VM）と呼ばれる複数の仮想コンピューターを作成するものです。仮想化はもともと VMware によって企業向けに開発され、企業のクラウドコンピューティングの重要な構成要素です。これにより、組織は 1 台の物理サーバー上で複数の仮想コンピューター、オペレーティングシステム、アプリケーションを実行できます。また、ユーザーは必要に応じてコンピューティングリソースを購入し、ワークロードの増加に合わせてコスト効率よく拡張することが可能です。

仮想サーバーに加えて、ハイブリッドクラウドアーキテクチャでは、ネットワーク仮想化など、他にも多くの種類の仮想化が使用されています。ネットワーク仮想化には、ネットワークトラフィックルーティングを制御するハードウェア（「コントロールプレーン」と呼ばれます）を仮想化するソフトウェア定義ネットワーク（SDN）が含まれます。ネットワーク機能仮想化（NFV）は、ファイアウォール、ロードバランサー、トラフィックアナライザーなど、特定のネットワーク機能を提供する 1 つ以上のハードウェアアプライアンスを仮想化し、これらのアプライアンスの構成、管理、運用を容易にします。

また、仮想化はコードとしてのインフラストラクチャ（IaC）を可能にします。IaC はインフラストラクチャの構成を自動化し、開発者がより迅速に、より少ないリスクとコストでクラウドアプリケーションを開発、展開、拡張できるようにします。

3. コンテナ化

コンテナは、アプリケーションのソースコードと、コードをあらゆる環境で実行するために必要なすべてのライブラリおよびオペレーティングシステムの依存関係を組み合わせた、軽量で実行可能なアプリケーションコンポーネントであり、最新のハイブリッドクラウドアーキテクチャの重要な要素です。VM のように基礎となるハードウェアを仮想化するのではなく、コンテナはオペレーティングシステム（通常は Linux または Windows）を仮想化します。

仮想マシン（VM）よりも優れた移植性とリソース効率を備えたコンテナは、最新のクラウドネイティブアプリケーションにおける事実上のコンピューティングユニットとなっています。クラウドネイティブアプリケーションは、クラウドでの実行に特化して設計され、DevOps チームなどによってスケーラブルに構築され、マイクロサービス（マイクロサービスアーキテクチャとも呼ばれます）で構成されています。これは、単一のアプリケーションが、より小さく、疎結合で、個別に展開可能な多数のコンポーネントまたはサービスで構成されることを意味します。

マイクロサービスは、各サービスを個別に開発・展開できるため、ソフトウェアの開発と展開を加速します。多くの大企業が、モノリシックなアプリケーション開発からマイクロサービスアプリケーションへと移行しています。例えば Amazon は、ユーザーのアクティビティ、履歴、その他のデータを追跡するためにマイクロサービスを使用し、リアルタイムのレコメンデーションを提供して、より良いカスタマーエクスペリエンスを実現しています。

4. 統合ハイブリッドクラウド管理

現在のハイブリッドクラウドアプローチには、オンプレミス、プライベート、パブリッククラウドのデータとリソースを検出、操作、管理するための統合プラットフォームが含まれます。ハイブリッドクラウドのプラットフォームとツールの組み合わせにより、コンピューティング、ストレージ、ネットワーキング、データベース、分析、セキュリティの機能が統合され、多様なハイブリッドクラウド環境全体で一貫性と信頼性を確保します。

参考：Hitachi と Cisco が新しいハイブリッドクラウドホスティングサービスを開始

事前構成されたハードウェア、ソフトウェア、サービスを備えた一般的なハイブリッドクラウドプラットフォームには、AWS Outposts、Google Cloud Platform、VMware Hybrid Cloud、Red Hat OpenShift などがあります。各プラットフォームは通常、コンテナベースのサービスやその他のソフトウェア機能をオーケストレーションするための Kubernetes などの標準的なクラウドテクノロジーを統合しています。これらの統合管理ツールは、単一の管理プラットフォームからこれらのリソースを監視、割り当て、管理するために使用され、複数の監視ツールとデータフローを単一のインターフェースに統合する IT およびネットワーク管理戦略を提供します。

以下は、ハイブリッドクラウド管理プラットフォームに関連する主な機能の概要です。

リソース管理

ハイブリッドクラウドのホスト型サービスのツールは、関係者がアプリケーションのニーズに基づいて、オンプレミスおよびクラウド環境でリソースを割り当て、再割り当てするのに役立ちます。たとえば、金融機関などの組織は、機密性の高い顧客情報を保持するためにプライベートクラウドを使用し、モバイルバンキングアプリなどの新しいアプリケーションをテストするためにパブリッククラウドを使用することができます。

ワークロードオーケストレーション

ハイブリッドクラウドアーキテクチャでは、Kubernetes や Docker Swarm などのコンテナオーケストレーションツールを使用して、コンテナ化されたワークロードを自動化します。これらのテクノロジーは、開発者が異なる場所にあるサーバーのクラスター全体にコンテナを迅速に展開、実行、同期するのに役立ちます。また、コンテナ化されたワークロードのスケーラビリティを向上させるため、DevOps チームなどは、必要に応じてコンテナ化されたアプリケーションを実行する Kubernetes クラスターを自動的に追加でき、ダウンタイムを削減し、パフォーマンスを最適化します。

データ統合

ハイブリッド環境は、さまざまなソースからのデータを収集して処理するため、データ統合が必要です。データ統合とは、複数のソースシステムからのデータを組み合わせて統一されたビューを作成するプロセスです。

ハイブリッドクラウド向けのデータ管理ソリューションには、人工知能（AI）と機械学習を使用してデータを収集、整理、分析するデータ分析ソフトウェアプラットフォームが含まれます。これらのデータ統合ツールの多くは、混合環境のさまざまなテクノロジーの上で実行されるデータファブリックの設計概念を使用しており、複数のソースシステムからのデータを組み合わせて統一されたビューを作成します。

データガバナンス

データガバナンスツールは、ハイブリッドクラウドアーキテクチャにおけるもう 1 つのテクノロジー層を提供し、組織がコンプライアンスおよび規制基準に従ってデータの保存、管理、使用方法を定義するポリシーとプロトコルを作成・維持できるようにします。

セキュリティ

ハイブリッドクラウドセキュリティには、データとアプリケーションがオンプレミス、プライベート、パブリッククラウドの組み合わせ全体を流れる環境で、組織の機密情報を保護するために使用されるテクノロジーとベストプラクティスが含まれます。ハイブリッドクラウドアーキテクチャのセキュリティ層には、暗号化、ネットワーク認証、管理ソフトウェアなどの技術的管理策が含まれます。

データ暗号化

データ暗号化は、ハイブリッドクラウド環境で使用され、マルウェアやランサムウェアなどのデータ侵害やサイバー攻撃から機密データを保護します。

ID およびアクセス管理（IAM）：

IAM 管理ツールは、すべてのユーザーにデジタル ID を作成し、すべてのデータ操作において積極的に監視および制限するための標準的な認可方法です。

セキュリティ情報およびイベント管理（SIEM）：

SIEM 管理ツールは、セキュリティ監視と可観測性のコンソールを提供し、脅威の監視、リアルタイムの脅威検出、対応を自動化する包括的なセキュリティオーケストレーションソリューションです。

災害復旧（DR）：

ハイブリッドクラウドベースの災害復旧ツールは、データのバックアップ、保持、復旧のためのデータ保護を提供し、失われたデータの回復を加速し、通常のビジネス運営を再開します。

ハイブリッドクラウドアーキテクチャの利点

ハイブリッドクラウドアーキテクチャには、次のようないくつかの利点があります。

俊敏性とスケーラビリティ

ハイブリッドクラウドアーキテクチャは、変化するビジネスニーズに容易に対応するために、オンプレミス、パブリック、プライベートクラウドのリソースを迅速に割り当て・解放することで俊敏性を高めます。オンデマンドのクラウドリソースにより、ハイブリッドクラウドは事実上無制限のスケールアップとスケールダウンを提供します。

ビジネス継続性

ハイブリッドクラウドの展開は、重要なデータをクラウドにレプリケートし、ピーク需要時にスケーラビリティを可能にすることで、ビジネス継続性を最適化し、ダウンタイムを削減します。

コスト削減

ハイブリッドクラウド戦略は、ワークロードをパブリッククラウドに移行することで資本支出を削減し、既存ハードウェアの保守やアップグレードに関連する継続的なコストを回避するのに役立ちます。

アプリケーションのモダナイゼーション

ハイブリッドクラウド環境は、アプリケーションをモダナイズするために必要な柔軟性とセキュリティを提供します。つまり、既存アプリケーションをスケーラブルなクラウドネイティブアプリケーション環境に更新することです。これにより、アプリケーションを迅速に作成し、自動的に展開し、定期的に更新することが可能になり、ウォーターフォール開発サイクルを回避できます。

生成 AI の採用

ハイブリッドクラウドインフラストラクチャは、無制限のストレージ容量、計算能力、迅速なスケーラビリティを提供することで、大量のデータと大規模言語モデル（LLM）に大きく依存する生成 AI の採用を加速します。