クラウドのスケーラビリティとは

垂直スケーリングは、「スケールアップ」または「スケールダウン」とも呼ばれ、単一のサーバーまたはマシンからリソースを追加または削除するプロセスです。これは、1 台のコンピュータのプロセッサを高速なものにアップグレードしたり、RAM を増設したりするようなものです。目標は、1 台のマシンの性能を上げることです。

垂直スケーリングの仕組み

既存の仮想マシン（VM）の容量を増やすことで、垂直スケーリングできます。たとえば、アプリケーションが特定の数の CPU コアと特定の量のメモリを備えた VM で実行されている場合、より多くのリソースを備えたより大きな VM を選択するだけでスケールアップできます。同様に、より小さな VM に移行することでスケールダウンできます。

水平スケーリングは、「スケールアウト」または「スケールイン」とも呼ばれ、システム内のマシンまたはノードの数を増やして、ワークロードをより効果的に分散します。ネットワークにコンピュータを追加して作業を分担するようなものです。目標は、1 台のマシンの性能を上げるのではなく、複数のマシンを使用して容量を増やすことです。

水平スケーリングの仕組み

水平スケーリングでは、アプリケーションを複数の VM で実行し、ロードバランサがこれらのマシン間で受信トラフィックを分散します。需要が増加したら、グループに VM を自動または手動で追加できます。需要が減少したら削除できます。

従来型の自動スケーリングは事後対応型であり、需要が急増した後にのみリソースを追加します。そのため、少しの間パフォーマンスの低下が発生することがあります。Compute Engine の予測自動スケーリングは、ML を使用して過去のデータに基づいて将来の負荷を予測することで、この問題を解決します。予測されるトラフィックの増加に先立ってインフラストラクチャをスケールアウトできるため、需要が発生した瞬間にすでにアプリケーションはユーザーにサービスを提供する準備ができてきます。

ほとんどのクラウド プロバイダでは、仮想マシンのサイズをあらかじめ定義された「既定のサイズ」から選択する必要があるため、必要のないリソースの料金まで支払うことになりがちです。Google Cloud では、カスタム マシンタイプを利用して、ワークロードに最適な vCPU 数とメモリ容量を正確に調整できます。このきめ細かい制御により、インフラストラクチャを効率的に垂直スケーリングし、タスクをリソースに適合させるのではなく、リソースをタスクに適合させることができます。

オンプレミス インフラストラクチャを使用している組織にとって、トラフィックの急増に対応するのは困難です。クラウド バースト機能を使用すると、プライベート データセンターが容量に達したときに、過剰なトラフィックをパブリック クラウドにシームレスに「バースト」できます。GKE Enterprise などの Google Cloud のハイブリッドおよびマルチクラウド ソリューションは、環境全体でワークロードを管理するために必要な一貫性と柔軟性を提供し、既存の投資を無駄にすることなく無制限にスケーリングできるようにします。

Cloud Run を使用すると、基盤となるインフラストラクチャを管理することなくコンテナ化されたアプリケーションを実行できます。主な差別化要因は、ゼロにスケールできることです。つまり、トラフィックがない場合はリソースを使用せず、料金は発生しません。トラフィックが戻ると、0 から数千のインスタンスにほぼ瞬時にスケールアップできます。そのため、Cloud Run はトラフィック パターンの変動が大きいまたは予測できないアプリケーションに最適です。

スケーラビリティとは、単にサーバーを追加することではありません。トラフィックをサーバーに効率的に分散することです。Google Cloud Load Balancing は、単一のグローバル エニーキャスト IP アドレスを使用して、世界中のリソースにトラフィックを分散します。これにより、複雑な DNS 設定やリージョン間の断片化なしでアプリケーションをグローバルにスケーリングでき、ユーザーは常に、使用可能な容量を持つ最も近い正常なインスタンスにルーティングされます。