7.3クラウドサービス上のシステム構成

自前のデータセンターと違い、IaaSではサーバー・ストレージ・ネットワークの部品がAPI越しに調達できる資源として提供されます。前節までのHA・スケーラビリティの考え方はそのままに、クラウド特有の部品（消えるストレージ、テナント分離、オートスケーラー等）の性質を理解しておくことが実務・試験の両面で欠かせません。

7.3.1ストレージとIPアドレスの種類

• エフェメラルストレージ＝インスタンスのライフサイクルに紐づく一時的なストレージ。インスタンスを削除（terminate）するとデータも消える。OSやキャッシュなど「消えても再構築できるもの」を置く。永続化ストレージ＝インスタンスとは独立したライフサイクルを持ち、インスタンス削除後もデータが残る（ブロックストレージのボリューム等）。DBデータなど失いたくないものはこちらに置く。
• 固定IP＝インスタンスに恒久的に割り当てられたIPアドレス。フローティングIP＝インスタンスとは独立して確保し、必要なノードへ後から付け替えられるIPアドレス。障害時に正常なノードへフローティングIPを付け替えることで、IPアドレスを変えずにフェイルオーバーを実現できる。

7.3.2ネットワーク分離と付随サービス

• テナントネットワーク＝クラウド事業者の物理設備を複数の利用者（テナント）で共有しつつ、利用者ごとに論理的に分離されたネットワーク空間を提供する仕組み。同居する他社のトラフィックが見えない・混ざらないことが前提。その上でファイアウォールやセキュリティグループ（インスタンス単位で適用する通信許可ルール。多くはステートフルで、許可した通信の戻りは自動的に通す）により、必要な通信だけを許可する。
• オブジェクトストレージ＝ファイルをキーと値のペア（オブジェクト）としてHTTP API経由で扱うストレージ（画像・バックアップ・ログ等の大量データに向く。ブロックストレージのようなファイルシステムとしてはマウントしない）。
• メッセージングシステム・キュー＝サービス間の連携を非同期に仲介する仕組み。送信側はキューにメッセージを置くだけで、受信側の処理速度や一時的な停止から送信側を切り離す（疎結合化）。オートスケーラー＝CPU使用率等のメトリクスに応じてインスタンスの台数を自動的に増減させる仕組み。前節のスケールアウト・インをクラウド上で自動化したもの。

IaaS設計の勘所は「何が消えて、何が残るか」を常に意識することです。Webサーバーのインスタンスはオートスケーラーによって負荷に応じて増減しますが、増減するインスタンスのエフェメラルストレージにDBのデータやユーザーがアップロードした画像を直接置いてしまうと、スケールインでインスタンスが削除された瞬間にデータが失われます。したがって、DBは永続化ストレージを使う独立したインスタンス（またはマネージドサービス）に、ユーザーアップロード画像はオブジェクトストレージに置く、という役割分担が定石です。障害時の切り替えでは、フローティングIPを使う設計にしておけば、異常が起きたノードから正常なノードへIPだけを付け替えることで、DNSの伝播待ちなしに即座にトラフィックを切り替えられます（固定IPだけの構成だと、ノードを丸ごと入れ替える際にIPアドレス自体を再設定する手間が発生します）。ネットワークの面では、同じ物理基盤を複数の顧客が使うクラウドだからこそテナントネットワークによる論理分離が前提になっており、その内側でさらにセキュリティグループを使い「Webサーバーには80/443番だけ許可」「DBサーバーにはWebサーバーからの3306番だけ許可」のように最小権限の通信ルールを重ねます。サービス間の連携が同期的なHTTP呼び出しだけだと、一方のサービスが遅延・停止したときに全体が引きずられて止まりますが、メッセージングシステム・キューを挟んで非同期化すると、受信側が一時的に処理できなくてもメッセージはキューに溜まり続け、送信側の処理は止まらないという耐障害性が生まれます。

7.3.3この節のまとめ

• エフェメラル＝インスタンスと運命を共にする／永続化＝独立して残る。固定IP＝恒久割当／フローティングIP＝付け替え可能でIP不変フェイルオーバー
• テナントネットワーク＋セキュリティグループで論理分離と最小権限通信。オブジェクトストレージ・キュー（非同期疎結合）・オートスケーラーがクラウド構成の定番部品