クラウドコンピューティングとは ― 仕組みと特徴

クラウドコンピューティングとは、サーバやストレージなどのコンピュータ資源を、ネットワーク経由で必要な時に使える仕組みです。ブラウザだけで読み書きできるメールや、どの端末からでも開けるオンラインのファイル置き場も、この仕組みで動いています。会社で新しいシステムを作るときは、機器を買って自社に置くか、クラウドを使うかを早い段階で決めます。この選び方で、使い始めるまでの日数と費用のかかり方が変わります。

米国の標準化機関NIST（National Institute of Standards and Technology）は、この仕組みを定義しています。定義は、2011年に公開された文書「SP 800-145」に書かれています。

NISTの定義では、クラウドコンピューティングは、設定可能なコンピュータ資源の共有プールに、どこからでも必要な時にアクセスできるモデルです。共有プールとは、複数の利用者で分け合うために資源をまとめたものです。資源の例には、ネットワーク・サーバ・ストレージ・アプリケーション・サービスなどがあります。利用者は、管理の手間をほとんどかけず、提供者ともほとんどやり取りせずに、資源を素早く確保したり手放したりできます。

自社で機器を用意するオンプレミスと比べると、違いがはっきりします。オンプレミスでは、機器を注文し、納品・設置・設定を終えてから使い始めます。

クラウドでは、利用者が申し込むと、提供者とやり取りせずにその場で利用を始められます。NISTの定義が最初に挙げる特徴も、この点です。オンプレミスで動いているシステムをクラウドへ移すやり方は、クラウド移行の記事にまとめました。事業者の施設にサーバを預ける形や、事業者のサーバを借りる形もあります。この2つはホスティングとハウジングの記事で比べています。

遠くのクラウドへ送らずに、データが生まれる場所の近くで処理する方式はエッジコンピューティングです。別々の組織が持つ多くのコンピュータを結んで1台のように使う方式は、グリッドコンピューティングと呼びます。端末が処理を依頼し、サーバが処理して結果を返す役割分担は、クライアントサーバシステムと呼びます。

NISTのSP 800-145は、クラウドコンピューティングを5つの特徴、3つのサービスモデル、4つの配置モデルで整理しています。1つ目の特徴は、提供者の人手を介さずに、利用者がサーバの利用時間やネットワークストレージなどを自分で確保できることです。この特徴をオンデマンド・セルフサービスと呼びます。

2つ目は、スマートフォンやノートPCなど様々な端末から、ネットワーク経由で、標準的な仕組みで資源を使えることです。この特徴を幅広いネットワークアクセスと呼びます。

3つ目は、提供者が機器をプールにまとめて複数の利用者で共有し、需要に応じて割り当てることです。利用者は、使っている資源が具体的にどの機器にあるかを、通常は知ることも選ぶこともできません。ただし、国やデータセンターといった大まかな単位では、場所を指定できることがあります。この特徴をリソースの共有と呼びます。

4つ目は、需要に応じて資源の量を素早く増やしたり減らしたりできることです。場合によっては自動で増減します。利用者からは、確保できる量に上限が無いように見えることがよくあります。この特徴を迅速な弾力性と呼びます。

5つ目は、クラウドの仕組みが資源の使用量を自動で計測し、制御することです。使用量は監視・報告されるので、提供者と利用者の両方が確かめられます。多くの場合、使った分だけ料金を払う従量課金につながります。この特徴を計測されたサービスと呼びます。

初期費用が無く、使った分だけ払うので、費用のかかり方はオンプレミスと大きく違います。次の電卓で、利用期間を変えて総費用を比べられます。利用期間が長くなると、オンプレミスのほうが安くなる場合もあります。

費用を初期コストと運用コストに分け、合わせた総額で比べる考え方をTCOと呼びます。

NISTは、クラウドの使い方を3つのサービスモデルに分けています。分け方の基準は、どこまでを提供者が管理し、どこからを利用者が管理するかです。

どのモデルでも、提供者が管理する基盤そのものを、利用者は管理しません。クラウド事業者は、処理能力やストレージのほかに、ロードバランサのような機能もサービスとして用意していることがあります。3つのモデルで利用者と事業者がどこまで管理するかは、IaaS・PaaS・SaaSの違いの記事で詳しく比べています。

セキュリティの管理範囲も、提供者と利用者で分かれます。AWSでの分かれ方はAWSの責任共有モデルの記事で解説しています。

ネットワーク機器の管理にも、クラウドを使う方式があります。例えば無線LANの集中管理には、クラウド管理型という方式があります。無線LANのアクセスポイントをまとめて管理するWLCの機能を、自社の拠点ではなくクラウド上に置く方式です。

NISTは、クラウドの基盤を誰が使うかで、4つの配置モデルに分けています。機器を誰が所有し運用するかは、この分け方の基準ではありません。

• NIST Special Publication 800-145「The NIST Definition of Cloud Computing」（Peter Mell, Timothy Grance, September 2011。5つの特徴・3つのサービスモデル・4つの配置モデルの定義）