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クラウドコンピューティングは、国際標準化機構（ISO）によって「オンデマンドでのセルフサービスプロビジョニングと管理を備えた、共有可能な物理的または仮想リソースの拡張可能で柔軟なプールへのネットワークアクセスを可能にするパラダイム」と定義されています。[ 1 ]一般的には「クラウド」と呼ばれています。[ 2 ]
2011年、米国国立標準技術研究所（NIST）はクラウドシステムの5つの「必須特性」を特定しました。[ 3 ]以下はNISTによる正確な定義です。[ 3 ]
2023年までに、国際標準化機構（ISO）はリストを拡大・改良した。[ 4 ]
クラウドコンピューティングの歴史は1960年代に遡り、タイムシェアリングの初期概念はリモートジョブ入力（RJE）によって普及しました。この時代には、ユーザーがメインフレーム上で実行するためにオペレーターにジョブを送信する「データセンター」モデルが主に使用されていました。この期間には、タイムシェアリングによって大規模なコンピューティング能力へのアクセスを容易にするための幅広い実験が行われ、同時にエンドユーザーの効率を向上させるためにインフラストラクチャ、プラットフォーム、およびアプリケーションが最適化されました。[ 5 ]
仮想化サービスに対する「クラウド」という比喩は、1994 年にGeneral MagicがTelescript環境のモバイル エージェントが「行ける」場所の宇宙を表すために使用したことに遡ります。この比喩は、General Magic の通信スペシャリストである David Hoffman によるもので、ネットワークと通信で長年使用されてきたものです。[ 6 ]クラウド コンピューティングという表現は、1996 年にCompaq Computer Corporation が将来のコンピューティングとインターネットに関する事業計画を作成したことで、より広く知られるようになりました。同社の野望は、 「クラウド コンピューティング対応アプリケーション」で売上を大幅に伸ばすことでした。事業計画では、オンラインの消費者向けファイル ストレージが商業的に成功する可能性が高いと予測されていました。その結果、Compaq はインターネット サービス プロバイダーにサーバーハードウェアを販売することを決定しました。[ 7 ]
2000年代には、クラウドコンピューティングの応用が、 2002年にAmazon Web Services（AWS）が設立されたことで形になり始め、開発者は独立してアプリケーションを構築できるようになりました。2006年には、Amazon S3として知られるAmazon Simple Storage ServiceとAmazon Elastic Compute Cloud（EC2）がリリースされました。2008年には、NASAがプライベートクラウドとハイブリッドクラウドを展開するための最初のオープンソースソフトウェアを開発しました。[ 8 ] [ 9 ]
続く10年間で、さまざまなクラウドサービスが開始されました。2010年には、MicrosoftがMicrosoft Azureを開始し、Rackspace HostingとNASAはオープンソースのクラウドソフトウェアプロジェクトであるOpenStackを開始しました。IBMは2011年にIBM SmartCloudフレームワークを発表し、Oracleは2012年にOracle Cloudを発表しました。2019年12月、AmazonはAWSインフラストラクチャ、サービス、API、ツールを顧客のデータセンター、コロケーションスペース、またはオンプレミス施設に拡張するサービスであるAWS Outpostsを開始しました。[ 10 ] [ 11 ]
クラウドコンピューティングは、事前構成済みのツール、スケーラブルなリソース、マネージドサービスを提供することで、市場投入までの時間を短縮し、ユーザーがインフラストラクチャの維持管理ではなく、コアビジネス価値に集中できるようにします。クラウドプラットフォームは、運用支出モデルに移行することで、組織や個人が物理インフラストラクチャへの初期投資を削減できるようにします。運用支出モデルでは、コストは使用量に応じて変動します。クラウドプラットフォームはまた、人工知能、データ分析、機械学習などのマネージドサービスやツールも提供します。これらは、そうでなければ、社内の専門知識やインフラストラクチャへの投資が大幅に必要になる場合があります。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
クラウドコンピューティングは、効果的なリソース最適化によってコスト面でのメリットをもたらすことができますが、組織は、適切な監視とガバナンスがないと、未使用のリソース、非効率的な構成、隠れたコストなどの課題に直面することがよくあります。多くのクラウドプラットフォームは、AWS Cost ExplorerやAzure Cost Managementなどのコスト管理ツールを提供しており、FinOpsのようなフレームワークは、クラウドでの財務業務を標準化するために登場しています。クラウドコンピューティングはまた、インターネット接続があればどこからでもデータやアプリケーションに安全にアクセスできるようにすることで、コラボレーション、リモートワーク、グローバルなサービス提供を促進します。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
クラウドプロバイダーは、マネージドストレージやマネージドデータベースなどのコアサービスに対してさまざまな冗長化オプションを提供していますが、冗長化構成はサービスティアによって異なる場合が多くあります。リージョン間レプリケーションやフェイルオーバーシステムなどの高度な冗長化戦略は、通常、明示的な構成が必要であり、追加のコストやライセンス料が発生する場合があります。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
クラウド環境は共有責任モデルで運用されており、通常、プロバイダーはインフラストラクチャのセキュリティ、物理ハードウェア、ソフトウェアの更新を担当し、顧客はデータの暗号化、ID およびアクセス管理 (IAM)、アプリケーションレベルのセキュリティを担当します。これらの責任は、クラウド サービス モデル ( Infrastructure as a Service (IaaS)、Platform as a Service (PaaS)、Software as a Service (SaaS)) によって異なり、顧客は通常、IaaS 環境でより多くの制御と責任を持ち、PaaS および SaaS モデルでは徐々に少なくなり、多くの場合、制御を利便性やマネージド サービスと引き換えにしています。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
クラウドコンピューティングを採用するか、オンプレミスインフラストラクチャを維持するかの決定は、拡張性、コスト構造、レイテンシ要件、規制上の制約、インフラストラクチャのカスタマイズなどの要因に依存します。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
変動的または予測不可能なワークロード、初期投資のための限られた資金、または迅速な拡張性に重点を置く組織は、クラウドの導入から恩恵を受けます。スタートアップ、SaaS 企業、および e コマース プラットフォームは、クラウド インフラストラクチャの従量課金運用費用 (OpEx) モデルを好むことがよくあります。さらに、グローバルなアクセス、リモート ワークフォースの有効化、災害復旧、および AI/ML や分析などの高度なサービスの活用を優先する企業は、クラウドに適しています。近年、一部のクラウド プロバイダーは、高性能コンピューティングおよび低遅延アプリケーション向けの専門サービスを提供し始めており、以前はオンプレミス セットアップのみに限定されていたいくつかのユース ケースに対応しています。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
一方、厳格な規制要件、予測可能なワークロード、または深く統合されたレガシーシステムへの依存がある組織は、クラウドインフラストラクチャが適していないと感じるかもしれません。防衛、政府、または機密性の高いデータを扱う業界の企業は、より高度な制御とデータ主権のためにオンプレミス構成を好むことがよくあります。さらに、高頻度取引（HFT）企業など、超低遅延要件のある企業は、カスタムハードウェア（FPGAなど）と取引所への物理的な近接性に依存していますが、最近の進歩にもかかわらず、ほとんどのクラウドプロバイダーはこれを完全に再現することはできません。同様に、Google、Meta、Amazonなどのテクノロジー大手は、規模の経済、予測可能なワークロード、最適な効率のためにハードウェアとネットワークインフラストラクチャをカスタマイズできる能力のために、独自のデータセンターを構築しています。ただし、これらの企業は、運用上のニーズに合致する特定のワークロードとアプリケーションに対して、クラウドサービスを選択的に使用しています。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
実際には、多くの組織がオンプレミスのインフラストラクチャとクラウド サービスを組み合わせたハイブリッド クラウド アーキテクチャを採用する傾向が強まっています。このアプローチにより、企業は拡張性、コスト効率、および制御のバランスを取ることができ、両方の展開モデルの利点を提供しながら、それぞれの制限を軽減することができます。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
従来のオンプレミスシステムと比較した場合、クラウドコンピューティングの主な課題の1つは、データのセキュリティとプライバシーの維持です。クラウドユーザーは機密データをサードパーティプロバイダーに委託しますが、これらのプロバイダーは不正アクセス、侵害、漏洩からデータを保護するための適切な対策を講じていない可能性があります。クラウドユーザーは、GDPRやHIPAAなどのデータ保護に関する特定の規制や基準を遵守する必要がある場合、コンプライアンスリスクにも直面します。[ 19 ]
クラウドコンピューティングのもう 1 つの課題は、可視性と制御の低下です。クラウド ユーザーは、プロバイダーによってクラウド リソースがどのように管理、構成、または最適化されているかを完全に把握できない場合があります。また、特定のニーズや好みに応じてクラウド サービスをカスタマイズまたは変更する能力も限られている場合があります。[ 19 ]すべてのテクノロジーを完全に理解することは、特に現代のシステムの規模、複雑さ、意図的な不透明性を考えると不可能かもしれません。しかし、複雑なテクノロジーとその相互接続を理解して、その中で力と主体性を持つ必要があります。[ 20 ]クラウドのメタファーは、クラウド コンピューティングが何かの本体的で神秘的なもののオーラを保持しているため、問題があると見なされる可能性があります。それは、それが何であるか、どのように機能するかを正確に理解せずに経験されるものです。[ 21 ]
さらに、クラウド移行は大きな課題です。このプロセスでは、データ、アプリケーション、ワークロードをあるクラウド環境から別のクラウド環境へ、またはオンプレミスのインフラストラクチャからクラウドへ転送します。クラウド移行は、特に異なるクラウドプラットフォームやアーキテクチャ間で互換性の問題がある場合、複雑で時間とコストがかかる可能性があります。慎重に計画および実行しないと、クラウド移行はダウンタイム、パフォーマンスの低下、さらにはデータ損失につながる可能性があります。[ 22 ]
Flexeraによる2024年のクラウドの現状レポートによると、回答者の約50%が、ワークロードをパブリッククラウドに移行する際に、以下の主要な課題を挙げています。[ 23 ]
クラウド上でホストされるアプリケーションは、分散コンピューティングの誤謬、つまりソフトウェア開発と展開において重大な問題を引き起こす可能性のある一連の誤解の影響を受けやすい。[ 24 ]
Gartnerのレポートによると、200人のITリーダーを対象とした調査で、69%が2023年に組織のクラウド支出で予算超過を経験したことが明らかになった。逆に、予算内に収まった組織のITリーダーの31%は、その成功の理由として、正確な予測と予算編成、支出の積極的な監視、効果的な最適化を挙げている。[ 25 ]
2024年のFlexera State of Cloud Reportでは、クラウドの最大の課題としてクラウド支出の管理が挙げられ、次いでセキュリティ上の懸念と専門知識の不足が挙げられています。パブリッククラウドの支出は、予算額を平均15%上回りました。また、同レポートでは、回答者の60%がコスト削減をクラウドの最大の取り組みとしていることも明らかになりました。さらに、65%がコスト削減を通じてクラウドの進捗状況を評価している一方、42%は市場投入までの時間の短縮を優先しており、クラウドの導入加速という約束は、コストに関する懸念によってしばしば影を潜めていることが示されています。[ 23 ]
通常、クラウド プロバイダーのサービス レベル契約(SLA) は、すべての形態のサービス中断を網羅しているわけではありません。除外されるものとしては、通常、計画メンテナンス、ネットワークの問題などの外部要因によるダウンタイム、設定ミスなどの人的ミス、自然災害、不可抗力事象、セキュリティ侵害などがあります。通常、顧客は SLA の遵守状況を監視する責任を負い、指定された期間内に満たされていない SLA についてクレームを提出する必要があります。これらのパラメータはサービスによって異なる場合があるため、顧客は SLA からの逸脱がどのように計算されるかを認識しておく必要があります。これらの要件は、顧客にかなりの負担をかける可能性があります。さらに、SLA の割合と条件は、同じプロバイダー内のさまざまなサービスで異なる場合があり、SLA がまったくないサービスもあります。クラウド プロバイダーのハードウェア障害によるサービス中断の場合、企業は通常、金銭的な補償を提供しません。代わりに、対象となるユーザーは、該当する SLA に概説されているようにクレジットを受け取ることができます。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
クラウドコンピューティングの抽象化はリソース管理を簡素化することを目的としていますが、抽象化が不十分だと、根底にある複雑さが露呈する可能性があります。こうした抽象化の品質のばらつきは、クラウドベンダー、サービス、アーキテクチャによって異なります。抽象化の不十分さを軽減するには、ユーザーは利用するクラウドサービスの実装の詳細と制限を理解する必要があります。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
同一ベンダー内でのサービスロックインとは、顧客がクラウドベンダー内の特定のサービスに依存するようになり、ニーズの変化に応じて同一ベンダー内の代替サービスに切り替えることが困難になる状態を指します。[ 33 ] [ 34 ]
クラウドコンピューティングは、サービスプロバイダーがいつでもクラウド内のデータにアクセスできることから、プライバシーに関する懸念を引き起こします。プロバイダーは、意図的または偶発的に情報を変更または削除する可能性があります。[ 35 ]多くのクラウドプロバイダーは、令状なしに、法と秩序の目的で必要であれば、第三者と情報を共有できます。これは、ユーザーがクラウドサービスの使用を開始する前に同意しなければならないプライバシーポリシーで許可されています。プライバシーの解決策には、ポリシーと法律、およびエンドユーザーがデータの保存方法を選択することが含まれます。[ 35 ]ユーザーは、不正アクセスを防ぐために、クラウド内で処理または保存されるデータを暗号化できます。[ 35 ] ID管理システムも、クラウドコンピューティングにおけるプライバシーの懸念に対する実用的な解決策を提供できます。これらのシステムは、承認されたユーザーと承認されていないユーザーを区別し、各エンティティがアクセスできるデータの量を決定します。[ 36 ]これらのシステムは、IDを作成して記述し、アクティビティを記録し、使用されていないIDを削除することによって機能します。
クラウドセキュリティアライアンスによると、クラウドにおける上位3つの脅威は、安全でないインターフェースとAPI、データ損失と漏洩、ハードウェア障害であり、それぞれクラウドセキュリティ障害全体の29%、25%、10%を占めています。これらは共通の技術的脆弱性を形成しています。異なるユーザーが共有するクラウドプロバイダープラットフォームでは、異なる顧客に属する情報が同じデータサーバー上に存在する可能性があります。さらに、 Emagined Securityの最高技術責任者であるEugene Schultz氏は、ハッカーがクラウドへの侵入方法を探すために多大な時間と労力を費やしていると述べています。「クラウドインフラストラクチャには、悪意のある者が侵入できる大きな穴を開ける、真のアキレス腱がいくつか存在します」。数百、数千もの企業のデータが大規模なクラウドサーバーに保存される可能性があるため、ハッカーは理論的には単一の攻撃によって膨大な量の情報を制御下に置くことができます。彼はこのプロセスを「ハイパージャッキング」と呼んでいます。その例としては、Dropboxのセキュリティ侵害や、2014年のiCloud漏洩事件などが挙げられます。[ 37 ] Dropboxは2014年10月に侵害され、700万人以上のユーザーのパスワードがハッカーによって盗まれ、ビットコイン（BTC）で金銭的価値を得ようとした。これらのパスワードを入手することで、ハッカーはプライベートデータを読み取ることができ、またそのデータを検索エンジンにインデックス化して（情報を公開する）ことができる。[ 37 ]
データの法的所有権の問題があります (ユーザーがクラウドにデータを保存した場合、クラウド プロバイダーはそこから利益を得ることができますか?)。多くの利用規約では、所有権の問題については何も触れられていません。[ 38 ]コンピュータ機器を物理的に制御する (プライベート クラウド) 方が、機器をオフ サイトで他人の管理下に置く (パブリック クラウド) よりも安全です。これにより、パブリック クラウド コンピューティング サービス プロバイダーは、安全なサービスの強力な管理の構築と維持を優先する大きなインセンティブを得ます。[ 39 ] ITセキュリティの専門知識を持たない一部の小規模企業は、パブリック クラウドを使用する方が安全であると考えるかもしれません。エンド ユーザーがクラウド サービスにサインオンする際に関連する問題を理解していないリスクがあります (ユーザーは、利用規約の多くのページを読まずに、読まずに「同意する」をクリックするだけです)。これは、クラウド コンピューティングが一般的になり、たとえばインテリジェント パーソナル アシスタント(Apple のSiriやGoogle アシスタント) などの一部のサービスの動作に必要になった現在では重要です。基本的に、プライベートクラウドは所有者による制御レベルが高く、より安全であると見なされていますが、パブリッククラウドはより柔軟で、ユーザーからの時間と資金の投資が少なくて済むと見なされています。[ 40 ]
クラウドコンピューティングシステムに対して行われる可能性のある攻撃には、中間者攻撃、フィッシング攻撃、認証攻撃、マルウェア攻撃などがあります。最大の脅威の1つは、トロイの木馬などのマルウェア攻撃であると考えられています。2022年に実施された最近の研究では、トロイの木馬の注入方法は、クラウドコンピューティングシステムに有害な影響を与える深刻な問題であることが明らかになりました。[ 41 ]
CLOUD法は、米国当局がクラウドプロバイダーにデータを要求することを認めており、裁判所はプロバイダーが影響を受けるユーザーに通知することを禁じる非開示要件を課すことができる。[ 42 ]この枠組みは、国際協定に基づかない限り外国の裁判所または行政命令に応じて個人データを移転することを制限している欧州一般データ保護規則（GDPR）第48条と法的に矛盾している。その結果、欧州と米国の両方で事業を展開するクラウドサービスプロバイダーは、相反する法的義務に直面する可能性がある。[ 43 ]
ハーバード法・公共政策ジャーナルに寄稿したローラ・K・ドノヒューによれば、クラウドサービスプロバイダーは、外国情報監視法（FISA）第702条の対象となるサービスプロバイダーのより広いカテゴリーにも含まれており、クラウドプロバイダーとその顧客に影響が出ていることが記録されている。[ 44 ]
米国国立標準技術研究所は、2011年にインフラストラクチャ・アズ・ア・サービス（IaaS）、プラットフォーム・アズ・ア・サービス（PaaS）、ソフトウェア・アズ・ア・サービス（SaaS）の3つのクラウドサービスモデルを認定しました。[ 3 ]国際標準化機構（ISO）はその後、2023年に「ネットワーク・アズ・ア・サービス」、「コミュニケーションズ・アズ・ア・サービス」、「コンピューティング・アズ・ア・サービス」、「データストレージ・アズ・ア・サービス」などの追加モデルを認定しました。[ 4 ]
インフラストラクチャ・アズ・ア・サービス（IaaS）とは、物理コンピューティングリソース、場所、データパーティショニング、スケーリング、セキュリティ、バックアップなど、基盤となるネットワークインフラストラクチャのさまざまな低レベルの詳細を抽象化するために使用される高レベルAPIを提供するオンラインサービスを指します。ハイパーバイザは仮想マシンをゲストとして実行します。クラウド運用システム内のハイパーバイザのプールは、多数の仮想マシンをサポートし、顧客のさまざまな要件に応じてサービスをスケールアップおよびスケールダウンする機能を提供できます。Linuxコンテナは、物理ハードウェア上で直接実行される単一のLinuxカーネルの分離されたパーティションで実行されます。Linux cgroupsと名前空間は、コンテナを分離、保護、管理するために使用される基盤となるLinuxカーネル技術です。コンテナを使用すると、ハイパーバイザのオーバーヘッドがないため、仮想化よりも高いパフォーマンスが得られます。IaaSクラウドは、仮想マシンのディスクイメージライブラリ、生のブロックストレージ、ファイルまたはオブジェクトストレージ、ファイアウォール、ロードバランサー、IPアドレス、仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN）、ソフトウェアバンドルなどの追加リソースを提供することがよくあります。[ 45 ]
NISTのクラウドコンピューティングの定義では、 IaaSは「消費者が任意のソフトウェア（オペレーティングシステムやアプリケーションを含む）をデプロイして実行できるもの」と説明されています。消費者は基盤となるクラウドインフラストラクチャを管理または制御しませんが、オペレーティングシステム、ストレージ、デプロイされたアプリケーションを制御し、場合によっては特定のネットワークコンポーネント（ホストファイアウォールなど）を限定的に制御できます。[ 3 ]
IaaSクラウドプロバイダーは、データセンターに設置された大規模な機器プールからこれらのリソースをオンデマンドで提供します。広域接続の場合、顧客はインターネットまたはキャリアクラウド（専用仮想プライベートネットワーク）のいずれかを使用できます。アプリケーションをデプロイするために、クラウドユーザーはクラウドインフラストラクチャにオペレーティングシステムイメージとアプリケーションソフトウェアをインストールします。このモデルでは、クラウドユーザーがオペレーティングシステムとアプリケーションソフトウェアにパッチを適用して保守します。クラウドプロバイダーは通常、IaaSサービスをユーティリティコンピューティングベースで課金します。コストは割り当てられ消費されたリソースの数を反映します。[ 46 ]
NISTのクラウドコンピューティングの定義では、Platform as a Serviceを次のように定義しています。[ 3 ]
消費者に提供される機能は、プロバイダーがサポートするプログラミング言語、ライブラリ、サービス、ツールを使用して作成された、消費者自身が作成または取得したアプリケーションをクラウドインフラストラクチャにデプロイすることです。消費者は、ネットワーク、サーバー、オペレーティングシステム、ストレージなどの基盤となるクラウドインフラストラクチャを管理または制御しませんが、デプロイされたアプリケーション、および場合によってはアプリケーションホスティング環境の構成設定を制御できます。
PaaSベンダーは、アプリケーション開発者向けに開発環境を提供します。プロバイダーは通常、開発用のツールキットと標準、および配布と支払いのチャネルを開発します。PaaSモデルでは、クラウドプロバイダーは通常、オペレーティングシステム、プログラミング言語実行環境、データベース、Webサーバーを含むコンピューティングプラットフォームを提供します。アプリケーション開発者は、基盤となるハードウェアおよびソフトウェアレイヤーを直接購入および管理するのではなく、クラウドプラットフォーム上でソフトウェアを開発および実行します。一部のPaaSでは、基盤となるコンピューターおよびストレージリソースがアプリケーションの需要に合わせて自動的にスケーリングされるため、クラウドユーザーはリソースを手動で割り当てる必要がありません。[ 47 ]
統合およびデータ管理プロバイダーの中には、データの配信モデルとして PaaS の特殊なアプリケーションを使用するものもあります。例としては、iPaaS (Integration Platform as a Service)とdPaaS (Data Platform as a Service)があります。iPaaS は、顧客が統合フローを開発、実行、管理できるようにします。[ 48 ] iPaaS 統合モデルでは、顧客はハードウェアやミドルウェアをインストールまたは管理することなく、統合の開発と展開を主導します。[ 49 ] dPaaS は、統合およびデータ管理製品をフルマネージド サービスとして提供します。[ 50 ] dPaaS モデルでは、顧客ではなく PaaS プロバイダーが、顧客向けにデータ アプリケーションを構築することで、プログラムの開発と実行を管理します。dPaaS ユーザーは、データ視覚化ツールを介してデータにアクセスします。[ 51 ]
NISTのクラウドコンピューティングの定義では、サービスとしてのソフトウェアを次のように定義しています。[ 3 ]
消費者に提供される機能は、クラウドインフラストラクチャ上で動作するプロバイダーのアプリケーションを利用することです。これらのアプリケーションは、Webブラウザ（例：Webベースのメール）などのシンクライアントインターフェース、またはプログラムインターフェースを介して、さまざまなクライアントデバイスからアクセスできます。消費者は、ネットワーク、サーバー、オペレーティングシステム、ストレージ、さらには個々のアプリケーション機能を含む基盤となるクラウドインフラストラクチャを管理または制御しません。ただし、ユーザー固有のアプリケーション構成設定を限定的に変更できる場合があります。
サービスとしてのソフトウェア (SaaS) モデルでは、ユーザーはアプリケーション ソフトウェアとデータベースにアクセスできます。クラウド プロバイダーは、アプリケーションを実行するインフラストラクチャとプラットフォームを管理します。SaaS は「オンデマンド ソフトウェア」と呼ばれることもあり、通常は従量課金またはサブスクリプション料金で価格設定されています。[ 52 ] SaaS モデルでは、クラウド プロバイダーがクラウドにアプリケーション ソフトウェアをインストールして運用し、クラウド ユーザーはクラウド クライアントからソフトウェアにアクセスします。クラウド ユーザーは、アプリケーションが実行されるクラウド インフラストラクチャとプラットフォームを管理しません。これにより、クラウド ユーザー自身のコンピュータにアプリケーションをインストールして実行する必要がなくなり、メンテナンスとサポートが簡素化されます。クラウド アプリケーションは、スケーラビリティの点で他のアプリケーションとは異なります。スケーラビリティは、変化する作業需要に対応するために、実行時に複数の仮想マシンにタスクをクローンすることで実現できます。[ 53 ]ロード バランサーは、仮想マシンのセットに作業を分散します。このプロセスは、単一のアクセス ポイントしか見えないクラウド ユーザーには透過的です。多数のクラウドユーザーに対応するため、クラウドアプリケーションはマルチテナント型にすることができ、これは1台のマシンが複数のクラウドユーザー組織にサービスを提供できることを意味します。
SaaSアプリケーションの料金モデルは通常、ユーザー1人あたり月額または年額の定額料金です[ 54 ]。そのため、ユーザーが追加または削除された場合、料金は拡張可能で調整可能です。無料の場合もあります[ 55 ] 。支持者は、SaaSはハードウェアとソフトウェアの保守とサポートをクラウドプロバイダーにアウトソーシングすることで、IT運用コストを削減できる可能性があると主張しています。これにより、企業はIT運用コストをハードウェア/ソフトウェアの支出や人件費から他の目標の達成に再配分できます。さらに、アプリケーションが中央でホストされているため、ユーザーが新しいソフトウェアをインストールする必要なくアップデートをリリースできます。SaaSの欠点の1つは、ユーザーのデータをクラウドプロバイダーのサーバーに保存することです。その結果、データへの不正アクセスが発生する可能性があります[ 56 ] 。SaaSとして提供されるアプリケーションの例としては、ゲームやGoogleドキュメントやOffice Onlineなどの生産性ソフトウェアがあります。SaaSアプリケーションは、クラウドストレージまたはファイルホスティングサービスと統合されている場合があり、 GoogleドキュメントがGoogleドライブと統合され、Office OnlineがOneDriveと統合されている場合がこれに該当します[ 57 ]。
サーバーレスコンピューティングでは、顧客はアプリケーションコードやデータを提供する以外に、ハードウェアやソフトウェアのリソースをプロビジョニング、デプロイ、管理する必要なく、さまざまなクラウド機能を利用できます。ISO/IEC 22123-2:2023 では、サーバーレスは Infrastructure as a Service (IaaS)、Platform as a Service (PaaS)、Software as a Service (SaaS) とともに、より広範なクラウドサービスカテゴリに分類されています。注目すべきは、ISO ではこれらの分類をクラウドサービスカテゴリと呼んでいるのに対し、米国国立標準技術研究所 (NIST) ではサービスモデルと呼んでいる点です。[ 3 ] [ 4 ]
「クラウド展開モデルは、物理的または仮想的なリソースの制御と共有に基づいてクラウドコンピューティングを組織する方法を表します。」[ 4 ]クラウド展開モデルは、クラウド顧客とクラウドプロバイダー間の基本的な相互作用パターンを定義します。実装の詳細やリソースの構成については詳細には説明しません。[ 4 ]
プライベートクラウドは、内部管理またはサードパーティによる管理、内部ホストまたは外部ホストのいずれであっても、単一の組織専用に運用されるクラウドインフラストラクチャです。[ 3 ]プライベートクラウドプロジェクトを実施するには、ビジネス環境を仮想化するための多大な取り組みが必要であり、組織は既存のリソースに関する決定を再評価する必要があります。ビジネスを改善できますが、プロジェクトの各ステップでセキュリティ上の問題が発生するため、深刻な脆弱性を防ぐために対処する必要があります。自己運用データセンター[ 58 ]は一般的に資本集約型です。物理的なフットプリントが大きく、スペース、ハードウェア、環境制御の割り当てが必要です。これらの資産は定期的に更新する必要があり、追加の資本支出が発生します。ユーザーが「依然として購入、構築、管理する必要がある」ため、ハンズオン管理の軽減によるメリットが得られず、[ 59 ]本質的にクラウドコンピューティングを魅力的な概念にしている経済モデルが「欠けている」ため、批判を受けています。[ 60 ] [ 61 ]
クラウドサービスは、パブリックインターネット経由で提供される場合「パブリック」とみなされ、有料のサブスクリプションとして提供される場合もあれば、無料で提供される場合もあります。[ 62 ]アーキテクチャ的には、パブリッククラウドサービスとプライベートクラウドサービスの間に大きな違いはありませんが、サービス（アプリケーション、ストレージ、その他のリソース）が複数の顧客によって共有される場合、セキュリティ上の懸念が大幅に増加します。ほとんどのパブリッククラウドプロバイダーは、顧客がレガシーデータセンターをクラウド上のアプリケーションに安全に接続できるようにする直接接続サービスを提供しています。[ 63 ] [ 64 ]
ソリューションの機能性、コスト、統合性や組織的な側面、安全性やセキュリティなど、いくつかの要因が、企業や組織がパブリッククラウドまたはオンプレミスソリューションを選択する際の決定に影響を与えています。[ 65 ]
ハイブリッドクラウドは、パブリッククラウドとプライベートクラウドやオンプレミスリソースなどのプライベート環境を組み合わせたもので、それぞれ独立したエンティティでありながらも連携し、複数の展開モデルの利点を提供します。[ 66 ] [ 67 ]ハイブリッドクラウドは、コロケーション、マネージドサービス、専用サービスをクラウド リソースに接続できる機能も意味します。 [ 3 ]ガートナーは、ハイブリッドクラウドサービスを、異なるサービス プロバイダーのプライベート、パブリック、コミュニティ クラウド サービスの組み合わせで構成されるクラウド コンピューティング サービスと定義しています。[ 68 ]ハイブリッドクラウド サービスは、分離とプロバイダーの境界を越えるため、プライベート、パブリック、コミュニティ クラウド サービスのいずれかのカテゴリに単純に分類することはできません。これにより、別のクラウド サービスとの集約、統合、カスタマイズによって、クラウド サービスの容量または機能を拡張できます。
ハイブリッドクラウド構成にはさまざまなユースケースが存在します。たとえば、組織は機密性の高い顧客データを社内のプライベートクラウドアプリケーションに保存し、そのアプリケーションをパブリッククラウドでソフトウェアサービスとして提供されるビジネスインテリジェンスアプリケーションと相互接続することができます。[ 69 ]このハイブリッドクラウドの例では、外部で利用可能なパブリッククラウドサービスを追加することで、企業が特定のビジネスサービスを提供する能力が拡張されます。ハイブリッドクラウドの導入は、データセキュリティとコンプライアンス要件、データに対する必要な制御レベル、組織が使用するアプリケーションなど、多くの要因に依存します。[ 70 ]
ハイブリッドクラウドのもう 1 つの例は、IT組織がパブリック クラウドのコンピューティング リソースを使用して、プライベート クラウドでは満たせない一時的な容量ニーズを満たす場合です。[ 71 ]この機能により、ハイブリッド クラウドはクラウド バーストを使用してクラウド間でスケーリングできます。[ 3 ]クラウド バーストは、アプリケーションがプライベート クラウドまたはデータ センターで実行され、コンピューティング容量の需要が増加するとパブリック クラウドに「バースト」するアプリケーション展開モデルです。クラウド バーストとハイブリッド クラウド モデルの主な利点は、組織が必要なときにのみ追加のコンピューティング リソースの料金を支払うことです。[ 72 ]クラウド バーストにより、データ センターは平均的なワークロードをサポートする社内 IT インフラストラクチャを構築し、処理需要の急増時にパブリック クラウドまたはプライベート クラウドのクラウド リソースを使用できます。[ 73 ]
コミュニティクラウドは、共通の懸念事項（セキュリティ、コンプライアンス、管轄区域など）を持つ特定のコミュニティの複数の組織間でインフラストラクチャを共有します。内部で管理されるかサードパーティによって管理されるか、内部でホストされるか外部でホストされるかにかかわらず、コストはパブリッククラウドと比較して少ないユーザー間で分散されます（ただし、プライベートクラウドよりは多い）。その結果、クラウドコンピューティングの潜在的なコスト削減効果の一部しか実現されません。 [ 3 ]
ISO /IEC 22123-1によると、「マルチクラウドとは、顧客が2つ以上のクラウドサービスプロバイダーが提供するパブリッククラウドサービスを利用するクラウド展開モデルである」 [ 74 ] 。ポリクラウドとは、各プロバイダーが提供する特定のサービスを活用する目的で複数のパブリッククラウドを使用することを指す。マルチクラウドとは異なり、柔軟性を高めたり障害を軽減したりすることを目的としているのではなく、単一のプロバイダーでは実現できないことを組織が達成できるようにするために使用される[ 75 ] 。
国際データコーポレーション（IDC）によると、クラウドコンピューティングサービスへの世界的な支出は7,060億ドルに達し、2025年までに1兆3,000億ドルに達すると予想されています。[ 76 ]ガートナーは、世界のパブリッククラウドサービスのエンドユーザー支出が2023年までに6,000億ドルに達すると推定しました。[ 77 ]マッキンゼー・アンド・カンパニーのレポートによると、クラウドのコスト最適化レバーと価値重視のビジネスユースケースにより、2030年にはフォーチュン500企業全体で1兆ドルを超えるEBITDAが獲得可能になると予測されています。 [ 78 ]ガートナーによると、2022年には1兆3,000億ドルを超える企業IT支出がクラウドへの移行によって影響を受ける可能性があり、2025年には1兆8,000億ドル近くに達すると予測されています。[ 79 ]
欧州委員会の2012年の通達では、クラウドコンピューティング市場の発展を阻害するいくつかの問題点が指摘されている。[ 80 ] :セクション3
この通達では、クラウドコンピューティングサービスの公正かつ効果的な市場の発展を支援するために欧州委員会が実施を提案した一連の「デジタルアジェンダ行動」が示された。[ 80 ]： 6～14ページ
2025年現在、市場シェアで上位3位に入るクラウドコンピューティングプロバイダー（一般的にハイパースケーラーと呼ばれる）は、Amazon Web Services（AWS）、Microsoft Azure、Google Cloudである。[ 81 ] [ 82 ]これらの企業は、広範なインフラストラクチャ、幅広いサービス提供、拡張性により、世界のクラウド市場を支配している。
近年、組織はハイパースケーラーとは異なる専門的なサービスを提供する代替クラウドプロバイダーをますます採用するようになっている。これらのプロバイダーは、コスト削減、コストの透明性と予測可能性の向上、データ主権の強化（特に欧州連合などの地域で一般データ保護規則（GDPR）などの規制に準拠するため）、現地の規制要件とのより強固な整合性、または業界固有のサービスなどの利点を提供する可能性がある。[ 83 ]
代替クラウドプロバイダーは、多くの場合、マルチクラウド戦略の一部であり、組織はハイパースケーラーと専門プロバイダーの両方から複数のクラウドサービスを使用して、パフォーマンス、コンプライアンス、およびコスト効率を最適化します。ただし、代替クラウドプロバイダーは、提供するサービスが通常より専門的であるため、必ずしもハイパースケーラーの直接の代替として機能するわけではありません。[ 83 ]
クラウドコンピューティングの目標は、ユーザーがそれぞれの技術について深い知識や専門知識を必要とせずに、これらの技術すべてを活用できるようにすることです。クラウドはコスト削減を目指しており、ITの障害に阻まれることなく、ユーザーがコアビジネスに集中できるように支援します。[ 84 ]クラウドコンピューティングの主要な実現技術は仮想化です。仮想化ソフトウェアは、物理的なコンピューティングデバイスを1つ以上の「仮想」デバイスに分離し、それぞれを容易に使用および管理してコンピューティングタスクを実行できます。オペレーティングシステムレベルの仮想化により、複数の独立したコンピューティングデバイスのスケーラブルなシステムが基本的に作成されるため、アイドル状態のコンピューティングリソースをより効率的に割り当てて使用できます。仮想化は、IT運用を高速化するために必要な俊敏性を提供し、インフラストラクチャの利用率を高めることでコストを削減します。自律コンピューティングは、ユーザーがオンデマンドでリソースをプロビジョニングできるプロセスを自動化します。自動化により、ユーザーの関与を最小限に抑えることで、プロセスが高速化され、人件費が削減され、人的ミスの可能性が低減されます。[ 84 ]
クラウドコンピューティングは、ユーティリティコンピューティングの概念を使用して、使用されるサービスの指標を提供します。クラウドコンピューティングは、他のグリッドコンピューティングモデルのQoS（サービス品質）と信頼性の問題に対処しようとします。[ 84 ]
クラウドコンピューティングは、以下のものと共通の特徴を持っています。
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