IaaS - インフラストラクチャ・アズ・ア・サービス

IaaSとは？

IaaSは、中央管理を通じて、仮想環境内で必要なクラウドリソース（計算、保管、サーバリソースなど）を必要な時に利用できるようにします。

オンプレミスのハードウェアやソフトウェアをコンピュータ生成の資産に置き換え、必要な時に利用可能です。利用者は、ブラウザベースの管理画面や無料のAPIを通じて、必要な仮想リソースに即座にアクセスできます。需要に合わせて迅速に拡大・縮小でき、実際に使用した分だけ料金が発生します。

IaaS提供者は、世界各地の戦略的なロケーションにある大規模かつ物理的に分散したデータセンターを運営・維持しています。これらのデータセンターの計算、保管、通信能力は仮想化され、利用量に応じた料金でサーバとして提供され、クラウド上でアプリや業務を実行できる仕組みとなっています。

‍

IaaSの仕組みは？

IaaS（Infrastructure-as-a-Service）は、クラウド上でソフトや業務を展開・運用するために最低限必要な仮想および物理のコンポーネントから構成されます。

• 大規模データセンター

IaaS提供者は、各種抽象化レベルを支えるための物理機器を備えた巨大なデータセンターを運営し、Web経由でエンドユーザーに提供します。利用者が基盤となる物理設備に直接触れることはありません。

• 計算能力

コンピュータ資源の仮想化は、IaaSと結びつけて考えられがちです。サーバー提供者がハイパーバイザーを管理し、利用者はスクリプトインターフェイスを通じ、必要な処理能力やメモリを備えた仮想マシンを作成することができます。場合によってはストレージも利用されます。

一部の用途では、多くのサービスプロバイダーがCPUとGPUの両方を提供しています。自動スケーリングや負荷分散などの付帯サービスも含まれ、クラウドの拡張性と運用のしやすさに寄与します。

• 接続性

クラウドでは、ルーターやスイッチなどの従来のネットワーク機器が、APIを介してプログラム可能かつアクセス可能となります。より高度な接続性が必要な場合、複数ゾーンのネットワークや仮想的に隔離されたクラウドを構築することも可能です。

• ストレージ容量

クラウドストレージには、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の3種類があります。オンプレミスではブロックやファイルストレージが主流ですが、クラウドのスケーラブルで高速かつ分散された特性には必ずしも適しません。オブジェクトストレージは、その分散性と堅牢さから人気が急上昇しており、一般的なハードウェアを用いHTTP経由で容易にアクセスできます。

‍

IaaSはどのように動作するか?

インターネットなどのWANを通じ、IaaS利用者はクラウド基盤のリソースや機能にアクセスし、その上でアプリの他の構成要素を展開できます。

例えば、利用者はIaaSプラットフォームにログインし、仮想マシンを構築、OSをインストール、データベースなどのミドルウェアを配置し、ワークロードやバックアップ用のストレージバケットを設定して、企業向け業務をその仮想マシンに導入できます。これらの提供サービスは、予算管理、パフォーマンスの監視、ネットワークトラフィックの分散、アプリの修正、災害復旧などに利用されます。

IaaSクラウドモデルには、サービスプロバイダーの関与が必須で、多くの場合、IaaSに特化した独立企業が提供します。Amazon Web Services（AWS）やGoogle Cloud Platform（GCP）などが代表例であり、自社専用のプライベートクラウドを構築し、自社で基盤サービスを提供することも可能です。

‍

IaaSの利点

IaaSは、企業規模を問わず広く利用されています。特にスタートアップにとっては、社内サーバ管理の手間を省きつつ柔軟なスケーラビリティを実現できる点が魅力です。

IaaSには多くのメリットがあり、以下の点が挙げられます：

• 自社で物理データセンターを構築・維持するための多額な費用が不要で、月々の料金は実際の利用量に応じて変動します。
• 必要に応じ、手軽にスケールアップが可能です。
• 複数のデータセンターから選択できるため、レイテンシーが低減し、エンドユーザーの体験が向上します。
• ソフトウェアのアップグレードやハードウェアの修理などの日常的な技術作業の負担が軽減され、さらに99.9%の稼働率が保証されます。
• 災害や障害時にも、コスト負担の大きいバックアップシステムや人員を必要とせず、データやソフトが利用可能です。
• 数分でIaaSアプリが稼働し、需要に合わせたスケール調整が可能なため、開発者は素早く新たな試みに挑戦できます。

‍

IaaSの課題

IaaSは、企業がIT基盤を管理するサポートとなりますが、料金体系が複雑で予測や管理が難しい面があります。コストより管理の自由度を重視する企業も存在し、PaaSへの移行が進むケースも見られます。

利用量に応じた支払いが可能とはいえ、クラウドの料金は細かく分割され、各リソースの個別料金が積み重なりやすい点も注意が必要です。

また、利用者は正確な構成や性能を把握しきれないため、基盤がブラックボックス化し、システム管理や監視が難しくなる場合があります。

ワークロードの可用性と性能はクラウド提供者に依存するため、ネットワーク障害などによるサービス中断や、マルチテナント設計のために隣接利用者の過剰なリソース使用が影響するリスクも伴います。

‍

IaaS vs. SaaS vs. PaaS

IaaS、PaaS、SaaSはいずれも～aaSのカテゴリーですが、その違いを理解するには、どの層をベンダーが管理し、どの層を利用者が管理するかを考えるのが最も簡単です。

一般的なIT環境では、利用者がサーバー、ネットワーク、仮想化、OS、ミドルウェアなどすべての層を管理する責任を負います。

以下、それぞれのサービスについて簡単に説明します。

• IaaSは、企業が遠隔で基幹ITサービスを調達・運用できるようにします.
• PaaSサービスや製品は、エンドユーザー向けのアプリのホスティング、拡張、配信を容易にします.
• SaaSは、幅広く普及しているクラウドサービスで、利用者や企業に使いやすいクラウド版ソフトを提供します.

では、どれを選ぶべきか?

• IaaSでは、サーバー、ネットワーク、ストレージ等の基盤ハードウェアやソフトウェアの調達・仮想化が不要となります.
• 一方、PaaSは、OS、ミドルウェア、ランタイムの管理負担を完全に排除します.
• SaaSは、スタック全体を隠蔽しエンドユーザー向けのアプリをサービスとして提供し、サーバーレスはアプリコード以外の管理が不要となります.

‍

IaaS vs. サーバーレス

通常IaaSと併用されるサーバーレスコンピューティングは、アプリ開発時にサーバーの存在を意識させないクラウドネイティブな構築方法を指します.

サーバーレスでは、基盤やアプリの拡張性の管理をクラウドサービス提供者に委ね、プログラムはいつでも起動できるコンテナにまとめられます.

IaaSでは、需要が高い時にサーバー容量を増強し、需要が低下すれば縮小するのは利用者の責任ですが、サーバーレスでは、イベントに応じて即時にリソースが割り当てられ、プログラム実行後は課金が停止されます。サーバーレスを利用する場合、サーバーやその基盤の管理は第三者に委ねられ、OSやファイルシステムの保守、セキュリティパッチの管理、負荷分散、容量調整、監視、ログ管理なども含まれます.

‍

IaaSの利用例

IaaSは多様なアプリに対応可能です。クラウド上の計算資源や機能は柔軟に活用でき、さまざまな目的で利用されます。代表的な例は以下の通りです：

• テストおよび検証環境

開発やテスト環境の構築において、IaaSは企業に大きな柔軟性を提供し、必要に応じたスケール調整が容易です.

• クライアント向けウェブサイトのホスティング

従来のウェブサイトホスティングと比べ、コスト効率が向上します.

• データの保管、バックアップ、復元

需要が不確実または増大する場合、IaaSはシンプルかつ効率的なデータ管理の解決策となり、保管管理や規制対応にかかる手間を大幅に削減できます.

• ウェブアプリ

IaaSはウェブアプリのホスティングに必要な基盤を提供し、企業向けのストレージ、サーバー、ネットワーク環境を整えます.

• 高い処理能力

科学計算、金融モデリング、製品開発などは、高性能コンピューティングの力から恩恵を受けます.

• 解析

大量データの解析に必要な計算資源を提供します.

‍

大手IaaSベンダー

IaaSは通常、従量課金制で利用され、月々の予算を必要に応じて配分できます。数百社に及ぶIaaSプロバイダーが存在し、それぞれにメリットとデメリットがあります。代表例としては、Amazon Web Services、InterVision Hosted IaaS、IBMが挙げられ、DigitalOcean、Google Compute Engine、Linodeといった選択肢も考慮されます.

これは、業界をリードするIaaSベンダーが提供するサービスの一端に過ぎません。データベースアクセス、大規模データ計算環境、監視、ロギングなど、専用サーバーを必要としない多岐にわたるサービスが含まれます.

プロバイダー選定の際は、サービス内容、信頼性、費用を十分に検討し、必要に応じて他社への切り替えも視野に入れる必要があります.

‍

IaaSの導入方法

IaaS導入を検討する際は、いくつかの重要な点を考慮する必要があります。まず、利用ケースおよび基盤の要求事項を明確に定義し、各種技術要件や提供者を評価することが大切です。以下、IaaS導入にあたっての技術的・データ保管面での考慮点を示します：

• ネットワーキング

クラウド環境の計画にあたって、リソースへ迅速かつ容易にアクセスできるよう、具体的な点を確認することが重要です.

• ストレージ

ストレージソリューションを選定する際は、オブジェクト、ブロック、ファイルなど各種保管方式のニーズを十分に検討する必要があります.

• 計算能力

サーバー、仮想マシン、CPU、メモリなど、クラウドサービス提供者が提示する各種オプションの影響を考慮してください.

• セキュリティ

各種クラウドサービスやプロバイダーを検討する際、データの安全性は最優先事項です。暗号化、保証、規制遵守、安全なワークロードについて十分に調査する必要があります.

• 災害対策

仮想マシン、サーバー、またはサイトの障害時には、災害復旧機能や代替手段の有無が重要な検討項目です.

• データ保管容量

サーバーや仮想マシンの規模、搭載可能なプロセッサ数など、プロセッサやメモリに関する選択も考慮すべき点です.

• ネット出力

仮想マシン、データセンター、ストレージ機器、インターネット間の通信速度も重要な要素です.

• 全体的な対応力

IaaSのどの部分が利用者の管理下にあるか、必須の機能は何か、そしてそれらの管理がどれほど容易かを評価してください.

導入時には、複数のプロバイダーが提供する技術やサービスが企業のニーズ・利用要件にどれだけ応えられるかを評価し、最適なIaaSベンダーを慎重に選定する必要があります.

ベンダーや製品を決定した後、SLAの交渉を行い、細部の条件が企業に不利益を与えないようにすることが望まれます.

また、企業は自社のIT部門がIaaSの要求に対応可能かどうかを評価する必要があります。社内の開発者が、ソフトウェアの更新・アップグレード、トラブルシューティングなど、IaaS基盤の維持管理を担い、IaaSの価値を最大限に引き出せる体制を整えることが求められます.