近年、クラウドコンピューティングの分野で注目されているのがサーバーレス開発です。サーバーレス開発は、従来のサーバー管理やスケーリングの手間を省いた開発環境が実現可能で、開発者はより柔軟にアプリケーション開発に取り組むことができます。しかし、全てのサービスやシステムに向いているわけではありません。そのため、サーバーレス開発について理解を深めることが重要です。本記事では、サーバーレス開発の種類やメリット・デメリット、ポイントを詳しくご紹介します。
目次
サーバーレス開発とは、プログラムやソフトウェアのサーバーを自社で準備・管理することなく開発できることです。
サーバーレスは、「サーバーがいらない」という意味ではありません。ベンダーが提供するクラウドサービスの1つとしてサーバーを利用でき、構築や保守などのサーバーまわりの業務をベンダーに一任できます。サーバーを自社で構築・管理する必要がないため、サーバーレスと呼ばれているわけです。
サーバーレス開発ならば、開発者はサーバーについて意識する必要がありません。システムを構築するだけですぐに運用できるため、サーバー管理にかかる手間やリソースを省け、開発業務に専念できるのが魅力です。
ここからは、サーバーレス開発の重要性をご紹介します。
サーバーレス開発が重要な理由は、下記の通りです。
サーバーレス開発の重要性を理解することで、効率的な開発とビジネス価値の向上を実現できます。
サーバーレス開発はさらなる進化と普及が予測されています。
クラウドプロバイダーが新たな機能やサービスを提供することにより、開発者達がより柔軟で効率的なアプリケーションを開発できる環境が整うことが予想されています。
さらに、AIや機械学習などの技術と統合することで、これまで以上のイノベーションが生まれる可能性があります。
このように、サーバーレス開発は、技術的な進歩とともにその重要性を増しており、今後さらなる発展と普及が期待されています。
サーバーレス開発の活用は、ビジネスの提案と戦略における重要な要素となります。
サーバーレス開発を駆使することで、企業はコスト削減と開発効率の向上を達成するだけでなく、ビジネスの競争力を強化し顧客満足度を高めることが可能になります。
具体的には、従来のサーバー管理に依存することなく、迅速にアプリケーションやサービスを開発・提供することが可能です。これにより、市場に先駆けて新しい価値を提供することで、競争優位性を確保することが期待できます。
ここからは、代表的なサーバーレスアーキテクチャサービスについてご紹介します。
代表的なサーバーレスアーキテクチャサービスは、下記の3つです。
1つずつ詳しく説明していきます。
サーバーレスアーキテクチャについては、以下の記事で詳しく解説しています。
AWS Lambdaは、Amazon Web Services (AWS)が提供する代表的なサーバーレスアーキテクチャサービスです。ユーザーは、イベント駆動型のプログラムを作成し、AWSがサーバーの運用やスケーリングを自動的に行います。
主な特徴としては次の3点が挙げられます。
これらの特性により、AWS Lambdaは多くの企業で利用されており、サーバーレスアーキテクチャの普及を牽引しています。
Azure Functionsとは、Microsoftが提供するサーバーレスアーキテクチャの一つです。クラウド上で動作し、開発者はアプリケーションの構築に専念できます。特徴的なのはイベント駆動型の計算機能で、特定のイベントやトリガーにより自動的に関数が実行されます。
また、Azure Functionsは複数のプログラミング言語をサポートしています。C#, Java, JavaScript, Pythonなどから選択可能で、開発者が得意とする言語で開発を進めることができます。
さらに、料金は実際に使用した時間のみを計算する従量課金制を採用しています。これにより、リソースの無駄遣いを防ぎつつコストを抑えることが可能です。
Google Cloud Functionsは、Google Cloud Platformが提供するサーバーレスアーキテクチャの一つです。開発者は、任意のコードをアップロードするだけで、HTTPリクエストやクラウドイベントをトリガーとして自動的にそのコードが実行されます。
特徴は、イベント駆動型プログラミングのアーキテクチャを採用している点です。これにより特定のイベントに応じた処理が可能となります。また、自動スケーリング機能があるため、アプリケーションのユーザー数が増えても対応可能です。
実際に関数が実行されたときだけに課金される仕様になっているため、コストを効率的に抑えることが可能です。ただし、他のベンダーのサービスと比較すると、一部機能面での制約が存在するため、使用する際は予め確認することが重要となります。
サーバーレス開発には、以下のようなメリットがあります。
サーバーの構築や運用にはコストや工数がかかるため、それらを削減できるのは大きなメリットです。サーバー負荷に応じた調整も自動で行えるため、開発者の負担を軽減できます。
ここでは、サーバーレス開発のメリットについて詳しく見ていきましょう。
サーバーレスのメリット・デメリットについては、以下の記事で詳しく解説しています。
サーバーレス開発ならば、サーバーを自社で構築して運用する必要がないため、コストを抑えられるのがメリットです。物理機材を購入する必要がなく、利用した分だけ料金を支払えばよい従量課金制であるため、無駄なコストを削減できます。
特に、特定の時間やタイミングでのみ動作するプログラムを構築する場合は、実行した時間に応じて課金されるのが大きなメリットです。
サーバーレス開発は、サーバーの構築や運用などにかかる工数を削減できるのも特長です。
サーバー管理では、サーバーを安定的に運用できる環境の構築、稼働状況の監視、異常時の対応、メンテナンスなど、必要な業務は多岐にわたります。
一方、サーバーレス開発ならばサーバーまわりの管理をサービス事業者に一任できるため、その分のリソースを開発業務に投下して開発に専念可能です。
サーバーレスでは、サーバーにかかる負荷を常に監視しており、オートスケーリング機能によって、プログラムの実行ごとに適切なリソースを自動で割り当ててくれます。アクセスが集中して想定よりも負荷がかかった場合でもサーバーが落ちる心配がなく、安定的に運用できるのが魅力です。
アクセスがほとんどない場合も、自動で適切なサーバーの台数に調整してくれます。
サーバーレス開発の大きな特徴の一つに、高い「可用性」と「信頼性」があります。
サーバーレスアーキテクチャでは、プロバイダがシステムの運用・保守を担当します。そのため、障害が発生した場合でも迅速な対応と復旧が可能となり、サービスの中断時間を最小限に抑えることができます。
サーバーレス開発の大きなメリットとして、開発速度の向上が挙げられます。従来の開発では、物理的なサーバーをセットアップするための長い時間が必要でした。しかし、サーバーレス開発では、サーバーをセットアップする作業が不要になります。そのため、開発者は重要な開発作業に集中することができます。
また、サーバーレス開発は、自動的にスケーリングするため、アプリケーションの使用量に応じたリソースの調整が容易になります。
一方、サーバーレス開発には以下のようなデメリットがあり、注意が必要です。
予算に余裕がある場合は、複数ベンダーのサービスを活用したり、ほかのサービスと連携させたりして、デメリットに対応できるようにしましょう。
以下では、サーバーレス開発のデメリットについて詳しく解説します。
サーバーレス開発では、開発者にかかる負担が減る一方で、ベンダーロックインに陥りやすいという問題があります。
ベンダーロックインとは、特定のベンダー（サーバーレスサービスの提供者）に依存してしまう状態のことです。サーバーの管理や運用をベンダーに一任するため依存度が高まり、別のサービスに移行するのが難しくなります。
さらに、障害が発生した際は自社で対応できず、障害が復旧するか、あるいはベンダーが対応してくれるまで待たなければなりません。そのため、遅延が発生しやすいのがデメリットです。
サーバーレス開発では、すでに構築されたサーバーを使用するため、使用できる言語に制限があります。さらに、処理時間やデータの容量にも制限がかかっていることがほとんどです。たとえば、AWS Lambdaの場合は処理時間が15分まで、レスポンスやリクエストのデータ容量は6MBまでという制限が設けられています。
このように、処理内容に制約が課せられており、自由度があまり高くないのは難点です。
サーバーレス開発のデメリットとして一つ挙げられるのが、コールドスタートの問題です。コールドスタートとは、サーバーレスアーキテクチャにおいて、新しく関数が起動する際や長時間利用がないと一時的に停止状態となった関数が再度呼び出される際に、初期化が必要となる状況のことを指します。
初期化の時間が長いと、アプリケーションのパフォーマンスが低下し、ユーザー体験に影響を与える可能性があります。
サーバーレスのデメリットとして挙げられる一つに、コードの複雑化があります。
サーバーレスの特性上、複数の関数間でデータを受け渡す場合、それぞれが独立した状態で動作するため、コードの管理が難しくなることがあります。
たとえば、それぞれの関数が独立しているため、エラーが発生した際の対応が複雑化するなどが考えられます。
サーバーレスのデメリットとして、セキュリティとコンプライアンスの懸念があります。サーバーレスでは、システムの運用や管理がサービス提供者に委ねられます。そのため、セキュリティ対策もサービス提供者に依存する形となり、自社でセキュリティを細かく管理したい企業にとっては制約となってしまいます。また、特定の業界規制や個人情報保護法等の法令順守（コンプライアンス）に関しても、自社での管理が難しくなります。
サーバーレスには上記のようなメリットとデメリットがあるため、双方を勘案したうえで、サーバーレスを導入するかどうかを決める必要があります。
サーバーレスが向いているのは、以下のケースです。
一方、以下のケースについては、サーバーレスは適していません。
ここでは、サーバーレスが適している2つのケースについて解説します。
サーバーレスの向き不向きについては、以下の記事で詳しく解説しています。
サーバーレス開発は、サーバーの導入にかかるコストを削減できるため、新規サービスの開発に適しています。プログラムを実行した回数や時間分しか課金されないため、無駄なコストもかからず、多くの予算を当てられないことが多い新規サービスの立ち上げにうってつけです。
さらに、オートスケーリング機能を活用できるため、アクセス数や必要なスペックが読めない新規サービスでも安心して運用できます。
サーバーレスでは処理内容に制約があり、ネットワーク経由でサーバーに接続するため、遅延が発生する傾向にあります。そのため処理に時間がかからず、応答速度の速さがあまり求められない簡単なデータ処理におすすめです。
具体的には画像やテキスト処理、ファイルアップロード、チャットボットなど、処理時間やデータ容量をあまり必要としないプログラムに適しています。
スケーリングが必要なアプリケーションについて、サーバーレスは非常に向いています。これは、トラフィック量やリクエスト数に応じて自動的にスケーリング（リソースの増減）が可能なためです。
具体的には、以下のようなケースで有効といえます。
これらの特性から、スケーリングが必要なアプリケーションにおいてサーバーレスは非常に有効な選択肢となるでしょう。
サーバーレスは、マイクロサービスアーキテクチャにおいても有効な選択といえます。
マイクロサービスアーキテクチャとは、大規模なアプリケーションを独立した小さなサービスに分割し、それぞれを個別に開発・運用できるよう設計する手法です。
この手法がサーバーレスと相性がよい理由は、それぞれのサービスが自立して機能し、必要に応じてスケールアップ・ダウンする性質があるためです。
サーバーレスは必要なときにだけリソースを利用し、それ以外の時間はコストを発生させない特性があります。
そのため、使用されない時間帯のコストを抑えつつ、必要なときにはリソースをフル活用するマイクロサービスアーキテクチャには、サーバーレスが適しているといえるでしょう。
サーバーレスはテスト環境の構築に向いています。
サーバーレスを用いることで、様々なテスト環境を迅速に導入、削除することが可能となります。なぜなら、サーバーレスは必要なリソースが提供されるたびに新しいインスタンスが作られ、使われなくなれば自動的に終了する仕組みだからです。
たとえば、新しい機能のテストを行うためだけの一時的な環境を作成するとします。サーバーレスを利用すれば、これらの環境はすぐに構築でき、テスト終了後は自動的に消滅します。これにより、必要なときだけリソースを確保し、済んだらすぐにリリースすることができます。
ここからは、サーバーレスが向いていない開発・処理についてご紹介します。
サーバーレスが向いていない開発・処理は、下記の通りです。
サーバーレスは、リクエストがあったときだけ起動する特性から、長時間の処理や長期間実行されるアプリケーションには向いていません。
また、24時間365日稼働するようなアプリケーションも不向きです。これはサーバーレスのイベント駆動型の性質上、定常的な稼働が求められる場合にはオンプレミスや仮想マシンなど他のソリューションが適しています。
メモリや実行時間の制限が厳しいアプリケーションでは、サーバーレスは必ずしも最適とは限りません。たとえば、サーバーレス環境では、プロバイダによって下記のように実行時間に制限が設けられている場合が多く見受けられます。
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プロバイダ |
制限時間 |
|
AWS Lambda |
15分 |
|
Google Cloud Function |
9分 |
|
Azure Function |
5分 |
上記の表のように、特定の処理を長時間実行したい場合や大量のメモリを必要とするアプリケーションの場合、サーバーレスは不向きといえます。
大規模なデータ処理や高負荷のアプリケーション
サーバーレスは拡張性や柔軟性に優れていますが、大規模なデータ処理や高負荷のアプリケーションには不向きな面があります。
理由としては、サーバーレスアーキテクチャでは、各関数の実行時間やメモリ利用量に制限があるためです。
また、高負荷のアプリケーションにおいては、一定のリソースを保証した上での安定的なパフォーマンスが必要となりますが、サーバーレスではリソースの保証が難しいため、パフォーマンスの変動が起こりやすいです。
サーバーレス開発を成功させるポイント
サーバーレスを成功させるためには、以下の4つのポイントが重要となります。
使用ケースの選定は、サーバーレス導入成功の重要なポイントです。サーバーレスは、不特定多数のユーザーからのアクセスが予測できない場合や、大量のリクエストを短期間に処理する必要がある場合に向いています。一方で、長期間にわたり一定の処理負荷が予測できる場合や、特定の処理に高いパフォーマンスが求められる場合には向いていません。
そのため、開発するアプリケーションやシステムの要件を明確にし、それぞれの特性を理解した上で適切な使用ケースを選定することが求められます。
最適なプラットフォームの選択
最適なプラットフォームの選択は、サーバーレスを成功させる重要なポイントです。各プラットフォームが提供するサービスが異なるため、ビジネスシーンや活用方法によって最適なプラットフォームを選択する必要があります。
そのため、以下のような観点から選択を進めることが必要です。
これらを考慮することで、ビジネスニーズに最適なサーバーレスのプラットフォームを選択することが可能です。
サーバーレスは、使用した分だけ課金される従量課金制です。つまり、実際に使用したリソース分だけの料金が発生するため、無駄なコストを抑えることができます。しかし、予想外の大量のアクセス等があると突如として料金が跳ね上がる可能性もあります。
そのため、サーバーレスを成功させるためには、しっかりとしたコスト管理が不可欠です。
サーバーレス環境でもセキュリティは、重要な要素です。
セキュリティは以下の3つの要素が重要となります。
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セキュリティ項目 |
内容 |
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認証 |
パスワードや生体認証 |
|
許可 |
アクセス制御リストや役割ベースのアクセス制御 |
|
暗号化 |
通信路の暗号化(SSL/TLS)・データの暗号化 |
これらの要素を適切に管理することで、サーバーレスアーキテクチャでも安全にサービスを提供することが可能となります。
本記事では、サーバーレス開発の種類やメリット・デメリット、ポイントを詳しくご紹介します。
サーバーレス開発はシステム設計の一種として注目を集めており、主に「FaaS」と「BaaS」の2種類で開発されることが多いです。
サーバーレス開発を進めれば、運用工数を減らしてコストを抑えられる他、リソースを最適化できるなどのメリットがあります。
しかし、その一方で処理内容に制約があったりセキュリティ面で懸念点が存在したりなどのデメリットがあるので注意が必要です。
ぜひ本記事を参考に、サーバーレス開発の理解を深め導入を検討してみましょう。
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