IT用語集 2024/10/04

クラウドネイティブとは？ 10分でわかりやすく解説

コラム

クラウドネイティブとは、クラウドの特性を最大限に活用するアプリケーションやサービスの開発アプローチのことを指します。従来のオンプレミス環境とは異なり、クラウドならではの柔軟性やスケーラビリティを活かすことで、ビジネスの俊敏性と効率性を高めることができます。一方で、クラウドネイティブへの移行には、アーキテクチャの見直しや組織文化の変革など、さまざまな課題も伴います。本記事では、クラウドネイティブの定義や特徴、アーキテクチャを構成する要素、移行プロセスにおける考慮点、導入に必要な体制やスキルなどについて、10分程度で全体像がつかめるように分かりやすく解説します。

クラウドネイティブの定義と概要

クラウドネイティブとは何か

クラウドネイティブとは、クラウドコンピューティングの特性を最大限に活用するように設計された、アプリケーションやサービスの開発アプローチを指します。クラウドの柔軟性、スケーラビリティ、回復力を活かし、アプリケーションを構築・運用することが特徴です。単に既存システムをクラウド基盤に移設する「クラウド対応」とは異なり、クラウドを前提としたアーキテクチャや運用プロセスまで含めて見直す点に特徴があります。

従来のオンプレミス環境では、ハードウェアの調達リードタイムやデータセンターの制約が大きく、システムの変更や拡張には時間とコストがかかっていました。クラウドネイティブでは、クラウドプラットフォームが提供するマネージドサービスや自動スケーリング機能を前提に設計することで、変化の激しいビジネス環境に素早く追随できるシステムを実現します。

クラウドファーストな設計思想

クラウドネイティブの中心となる考え方が、クラウドファーストな設計思想です。これは、アプリケーションの設計段階からクラウドの特性を考慮し、クラウドに最適化されたアーキテクチャを採用することを意味します。オンプレミス環境からの単純な移行ではなく、最初からクラウドを前提とした設計を行うことで、クラウドの利点を最大限に引き出すことが可能です。

具体的には、スケールアウトしやすい構成を意識した機能分割、障害を前提とした設計（フォールトトレランス）、状態を持たない（ステートレスな）コンポーネントの活用、マネージドサービスの積極的な利用などが挙げられます。また、クラウドサービスが提供する認証・監視・ログ収集・セキュリティ機能などを組み合わせることで、開発・運用の効率化も図ることができるでしょう。

クラウドネイティブアプリケーションの特徴

クラウドネイティブアプリケーションには、主に次のような特徴があります。

マイクロサービスアーキテクチャ：アプリケーションを小さな独立したサービスに分割し、それぞれを疎結合に連携させる設計手法を採用しています。
コンテナ化：アプリケーションの実行環境をコンテナ技術で抽象化し、環境の違いを吸収しつつ、移植性や拡張性を高めています。
自動化：Infrastructure as Code (IaC) の概念を取り入れ、インフラストラクチャの構成管理や運用をコード化し、プロビジョニングや設定変更を自動化します。
CI/CD：継続的インテグレーション・継続的デリバリー (CI/CD) のプラクティスを導入し、アプリケーションのビルド・テスト・デプロイを自動化することで、更新を迅速かつ安全に行います。
観測性（オブザーバビリティ）：ログ、メトリクス、トレースなどの情報を収集・可視化し、システム全体の状態を継続的に把握できるようにします。

これらの特徴により、クラウドネイティブアプリケーションは、高い柔軟性とスケーラビリティを実現し、変化の激しいビジネス環境に適応することが可能です。

クラウドネイティブの重要性とメリット

クラウドネイティブアプローチを採用することで、企業は次のようなメリットを享受できます。

メリット	説明
俊敏性の向上	クラウドの柔軟性を活かし、市場の変化や新しいビジネス要件に迅速に対応できます。小さな単位での変更・リリースが可能になり、試行錯誤のサイクルを短縮できます。
コスト最適化	クラウドの従量課金モデルを活用し、必要な分だけリソースを使用することで、ピークを見越した過剰な設備投資を避けられます。使わないリソースを止めることで、コスト削減も期待できます。
回復力の強化	クラウドの冗長性と分散性を活かし、障害が発生しても部分的な影響にとどめる設計が可能です。マルチAZ構成やオートヒーリング機能を活用することで、ダウンタイムを最小限に抑えられます。
イノベーションの加速	クラウドが提供する豊富なサービス（AI、データ分析、IoT、マネージドDB など）を活用し、新しい技術やアイデアを素早く実験・導入することができます。プロトタイプの立ち上げも容易です。

クラウドネイティブへの移行は、デジタルトランスフォーメーション (DX) を推進する上で欠かせない要素となっており、中長期的な競争力強化の観点からも重要なテーマです。

クラウドネイティブアーキテクチャの要素

クラウドネイティブアーキテクチャを実現するためには、いくつかの重要な要素が必要となります。ここでは、その主要な要素について詳しく解説していきます。

マイクロサービスアーキテクチャ

マイクロサービスアーキテクチャは、クラウドネイティブアプリケーションの設計において重要な役割を果たします。これは、アプリケーションを小さな独立したサービスに分割し、それぞれを疎結合に連携させる設計手法です。各マイクロサービスは、独自の責務とデータストアを持ち、API を通じて他のサービスと通信します。

この設計により、サービス単位でのスケーリングや機能追加・改修が容易になり、システム全体の柔軟性と回復力が向上します。また、各サービスを独立したチームが開発・運用できるため、開発の並列化とリリースサイクルの短縮が可能になります。一方で、サービス間通信や分散トランザクションの管理など、設計・運用の複雑さが増す点には注意が必要です。

コンテナ技術の活用

コンテナ技術は、クラウドネイティブアプリケーションの実行環境を抽象化するために欠かせません。コンテナは、アプリケーションとその依存関係をひとまとめにパッケージ化し、どの環境でも同じように動作させるための仕組みです。

コンテナランタイム（Docker など）を使用することで、開発環境と本番環境の差異を最小限に抑え、スムーズなデプロイメントが可能になります。また、Kubernetes などのコンテナオーケストレーションツールを活用することで、コンテナの配置・スケーリング・自動復旧・ローリングアップデートなどを効率的に行うことができます。コンテナ技術は、クラウドネイティブアプリケーションの基盤となる重要な要素の一つです。

DevOpsとインフラストラクチャのコード化

クラウドネイティブアプローチでは、DevOps の実践とインフラストラクチャのコード化が重要な役割を果たします。DevOps は、開発チームと運用チームの協調を促進し、アプリケーションの開発・テスト・デプロイメントのサイクルを自動化することで、リリース頻度の向上と品質の確保を実現します。

また、Infrastructure as Code (IaC) の概念を取り入れ、インフラストラクチャの構成管理や運用をコードで定義・管理することで、環境の再現性を高め、変更履歴を追跡可能にし、ヒューマンエラーを減らすことができます。代表的なツールとしては、Terraform や CloudFormation、Ansible などが挙げられます。これらの実践により、アプリケーションの開発と運用の効率化、および一貫性の向上が図れます。

サーバーレスコンピューティングの役割

サーバーレスコンピューティングは、クラウドネイティブアーキテクチャにおいて重要な役割を果たします。サーバーレスでは、開発者はサーバーの管理やスケーリングを意識することなく、アプリケーションのロジックに集中できます。Function as a Service (FaaS) を利用することで、個別の関数をイベント駆動で実行し、必要な分だけリソースを消費することができます。

これにより、負荷の変動に応じた自動スケーリングや、アイドル時のコスト削減が期待できます。また、サーバーレスデータベースや API ゲートウェイ、認証基盤などのマネージドサービスを活用することで、インフラストラクチャの運用負荷を大幅に軽減できます。サーバーレスコンピューティングは、特にイベントドリブンな処理や小規模な機能の実装において、クラウドネイティブアプリケーションの構築を加速させる要素です。

これらの要素を組み合わせることで、クラウドネイティブアーキテクチャが実現されます。マイクロサービス、コンテナ、DevOps、サーバーレスなどの技術・手法を適切に活用し、自社の要件に合わせてクラウドの特性を最大限に引き出すことが重要です。

クラウドネイティブへの移行プロセス

クラウドネイティブへの移行は、企業の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ます。既存のシステムをクラウドネイティブアーキテクチャに移行することで、ビジネスの俊敏性と効率性を高めることができます。一方で、移行には技術的・組織的な負荷も伴うため、計画的な進め方が求められます。

既存システムからクラウドネイティブへの移行戦略

クラウドネイティブへの移行を成功させるためには、適切な移行戦略を立てることが重要です。代表的な移行戦略として、次のようなパターンが挙げられます。

リフト＆シフト：既存のアプリケーションを大きな改修を行わずにクラウド上へ移行する方法です。最小限の変更で移行できる一方で、クラウドの利点を十分に活用できない可能性があります。
リファクタリング：アプリケーションを段階的にマイクロサービスへ分割し、クラウドネイティブアーキテクチャに適合させる方法です。移行に時間と工数を要しますが、長期的にはスケーラビリティや運用効率の向上が期待できます。
リプレイス：既存のアプリケーションを廃止し、クラウドネイティブな前提で新しいアプリケーションを開発する方法です。移行コストが高いものの、もっとも制約が少ない形でクラウドの特性を活かせます。

移行戦略の選択は、アプリケーションの重要度や寿命、技術的負債の状況、ビジネス上の目標に応じて慎重に行う必要があります。多くの場合、システムごとに適したアプローチを組み合わせた段階的な移行が現実的です。

クラウドネイティブ化のステップと考慮点

クラウドネイティブへの移行では、一般的に次のようなステップを踏みます。

現状分析：既存のシステムやアプリケーションの構成・依存関係・性能・コストを分析し、移行の対象と優先順位を決定する。
移行計画の策定：移行戦略に基づいて、ロードマップを作成する。タイムライン、必要なリソース、予算、リスクと対策などを明確にする。
アーキテクチャ設計：クラウドネイティブアーキテクチャに適合するようにアプリケーションを設計し直す。マイクロサービス、コンテナ、CI/CD パイプライン、監視基盤などを検討する。
移行の実行：計画に沿って、アプリケーションやデータをクラウド環境に移行する。検証環境でのテスト、本番切り替え、ロールバック手順の準備などを行う。
運用とモニタリング：移行後のアプリケーションを運用し、パフォーマンスやコスト、セキュリティ状況をモニタリングする。必要に応じてチューニングや構成変更を行う。

移行プロセスでは、セキュリティ、コンプライアンス、可用性、ベンダーロックインなどの点にも注意が必要です。クラウドネイティブへの移行は一度きりの大規模イベントではなく、改善を繰り返しながら成熟度を高めていく長期的な取り組みと捉えることが重要です。

移行におけるチャレンジと解決策

クラウドネイティブへの移行には、いくつかのチャレンジが伴います。主なチャレンジとその解決策を以下に示します。

チャレンジ	解決策
レガシーシステムの存在	段階的な移行アプローチを取り、レガシーシステムとクラウドネイティブ環境の共存を図る。API やゲートウェイを介してシステム間の連携を実現する。
スキルセットの不足	クラウドネイティブ技術に精通した人材を育成・確保する。社内トレーニングの実施や、外部パートナー・コンサルタントの知見を活用する。
移行コストの管理	移行対象の優先順位を明確にし、コストと効果のバランスを考慮する。PoC（概念実証）を通じて効果を確認しながら段階的に投資する。
組織文化・プロセスの変革	DevOps の実践を推進し、開発と運用の連携を強化する。チーム間のコミュニケーションと協調を促進し、失敗から学ぶ文化を育てる。

これらのチャレンジに対処するためには、経営層のコミットメントと、組織全体での意識改革、適切なリソース配分が不可欠です。移行プロセスを通じて得られた知見をナレッジとして蓄積し、継続的な改善につなげることが重要です。

成功事例と得られる効果

クラウドネイティブへの移行に成功した企業は、次のような効果を実感しています。

リリースサイクルの短縮：マイクロサービスと CI/CD の導入により、アプリケーションの更新頻度が向上し、市場の変化に迅速に対応できるようになった。
スケーラビリティの向上：クラウドの自動スケーリング機能を活用することで、トラフィックの変動に合わせてリソースを柔軟に調整できるようになり、ピーク時でも安定したパフォーマンスを維持できるようになった。
コスト最適化：クラウドの従量課金モデルとリソースの可視化により、利用状況に応じた適切なサイズ調整が可能になり、無駄なコストを削減できるようになった。
イノベーションの加速：クラウドが提供する多様なサービスを組み合わせることで、新しいサービスや機能を素早く実験・導入できるようになり、ビジネスの差別化につながった。

クラウドネイティブへの移行は、企業のデジタル化を加速し、競争力の強化に大きく貢献します。移行プロセスには困難が伴いますが、適切な戦略と継続的な取り組みにより、クラウドの力を最大限に引き出すことができるでしょう。

クラウドネイティブの導入に必要な要素

クラウドネイティブへの移行を成功させるためには、技術だけでなく、組織やプロセスを含めたいくつかの重要な要素を考慮する必要があります。ここでは、クラウドネイティブの導入に必要な主な要素について解説します。

クラウドプロバイダーの選定

クラウドネイティブアプローチを採用する際、適切なクラウドプロバイダーの選定が重要です。各プロバイダーが提供するサービス、機能、料金体系、リージョン構成などを比較検討し、自社のニーズに最も適したプロバイダーを選ぶ必要があります。

また、ベンダーロックインのリスクを最小限に抑えるため、オープンソースや標準技術を採用しているサービス、マルチクラウドやハイブリッドクラウド構成のしやすさなども検討材料となります。プロバイダーの信頼性、セキュリティ認証、サポート体制、エコシステム（パートナー・ツール群）なども重要な選定基準です。

開発チームのスキルセットと文化の変革

クラウドネイティブへの移行には、開発チームのスキルセットと文化の変革が不可欠です。マイクロサービス、コンテナ、Kubernetes、DevOps、IaC などの新しい技術や手法に習熟した人材を育成・確保する必要があります。

同時に、開発と運用の連携を強化し、アジャイルな開発プロセスを導入することで、チーム間のコラボレーションと俊敏性を高めることができます。失敗を許容し、小さく試して学ぶカルチャーを醸成することで、クラウドネイティブのメリットを最大限に引き出せます。

セキュリティとコンプライアンスへの対応

クラウドネイティブ環境では、セキュリティとコンプライアンスへの対応が欠かせません。クラウドプロバイダーが提供するセキュリティ機能（ID管理、暗号化、ネットワーク制御、脅威検知など）を活用しつつ、自社での適切なセキュリティ対策を講じる必要があります。

これには、ゼロトラストの考え方に基づくアクセス制御、脆弱性管理、ログ監査、セキュリティテストの自動化などが含まれます。また、業界や地域によって異なる規制やコンプライアンス要件に対応するため、クラウドプロバイダーのコンプライアンス認証の確認や、自社での内部統制の強化が求められます。セキュリティとコンプライアンスへの継続的な取り組みが、クラウドネイティブの成功につながります。

継続的な改善とイノベーションの促進

クラウドネイティブへの移行は、一時的なプロジェクトではなく、継続的な改善とイノベーションのプロセスです。移行後も、システムやアプリケーションの運用を通じて得られた知見を活かし、パフォーマンス、コスト、信頼性の観点から継続的な最適化を行うことが重要です。

また、クラウドが提供する新しいサービスや技術を積極的に試し、必要に応じて取り込んでいくことで、ビジネスの差別化とイノベーションを促進することができます。クラウドネイティブの導入は、終着点ではなく、デジタルトランスフォーメーションの始まりと捉えるべきでしょう。

クラウドネイティブの導入には、これらの要素を総合的に考慮し、自社の状況に適した戦略を立てることが求められます。適切なパートナーやコンサルタントの支援を受けながら、段階的かつ着実に移行を進めていくことが成功への鍵となるでしょう。

まとめ

クラウドネイティブとは、クラウドの特性を最大限に活用するアプリケーションやサービスの開発アプローチのことです。マイクロサービスアーキテクチャやコンテナ技術、DevOps と IaC の実践、サーバーレスコンピューティングなど、クラウドならではの柔軟性やスケーラビリティを活かした設計により、ビジネスの俊敏性と効率性を高めることができます。

クラウドネイティブへの移行には、既存システムの分析や適切な移行戦略の選択、クラウドプロバイダーの検討、開発チームのスキルアップや組織文化の変革、セキュリティとコンプライアンスへの対応などが必要です。しかし、それらを計画的に進め、継続的な改善とイノベーションを通じてクラウド活用を成熟させていくことで、中長期的な競争力強化につなげることができるでしょう。