クラウドデータベース：トップ5のソリューションとその必要性

: クラウドデータベースのメリットと注意点を整理し、ソリューション選定をサポート

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Yifat Perry

2022-04-19

エンタープライズデータベースをオンプレミスのデータセンターストレージからクラウドに移行するという決定は、大きな技術的変化です。

クラウドベースデータベースを運用することで、ニーズに合わせてデータベースを容易に拡張できるだけでなく、ピーク時のワークロードに対応するためにオンデマンドでスケールアップまたはスケールダウンすることも可能です。また、クラウドでは複数の地理的拠点間でのデータベースレプリケーションに加え、複数のバックアップおよびリカバリオプションも利用できるため、セキュリティと可用性に関する懸念についても安心していただけます。

すぐに答えなければならない質問は、そのデータベースをクラウドでどのように実行するかということです。方向転換して、大手クラウドプロバイダーが提供するデータベースサービス（DBaaS）に移行するか、クラウド IaaS リソース上に構築されたデータベース用のマネージドストレージアプローチを採用するかです。

このブログでは、両方のオプションの長所と短所、そしてNetApp Cloud Volumes ONTAPがクラウドベースデータベースを実行する際の課題を解決するためにどのように役立つかについて説明します。

これはデータ侵害に関する広範なガイドシリーズの一部です。

この記事の内容：

クラウドデータベースのメリット
従来のデータベース vs. データベースサービス vs. マネージドストレージ
トップ5のクラウドデータベースソリューション
一般的なクラウドデータベースの課題

クラウドデータベースのメリット

クラウドデータベースの主な利点は次のとおりです：

俊敏性とイノベーションの向上― クラウドデータベースの迅速な導入と廃止が可能です。このスピードにより、新しいビジネスアイデアのテスト、運用化、検証を迅速に行うことができます。プロジェクトを運用化しない場合は、データベースを破棄して次のイノベーションへと移行できます。
市場投入までの時間を短縮—クラウドデータベースは、新製品の開発時にハードウェアをセットアップする手間を省きます。数分以内にクラウド上でデータベースを立ち上げることができます。
リスクの軽減—データベースサービス（DBaaS）を使用することで、安全なクラウドデータベースを活用し、組織全体のリスクを軽減できます。クラウドベンダーは自動化を使用してセキュリティのベストプラクティスと機能を適用し、人為的エラーの可能性を低減します。また、これらのベンダーはサービスレベル契約（SLA）と自動化された高可用性機能を提供することで、ダウンタイムによる収益損失を削減または排除します。
コスト削減―クラウドベンダーは、柔軟性と俊敏性を実現するために、従量課金制サブスクリプションなどの柔軟な価格モデルを提供しています。また、動的なスケーリングを活用することで、定常状態に向けてプロビジョニングを行い、ピーク需要に合わせてスケールアップすることも可能です。これらの自動化されたプロセスは、需要が通常に戻った際にスケールダウンすることも可能です。

従来のデータベース vs. データベースサービス vs. マネージドストレージ

従来のデータベースでは、企業はオンプレミスでデータベースを管理するために必要なすべての基盤インフラとリソースをプロビジョニングする必要がありました。クラウドはデータベース分野に革命をもたらし、これらのリソースを従量課金制で利用できるようになったため、企業はCAPEX（設備投資）をOPEX（運用コスト）に置き換えることができます。クラウドサービスプロバイダーは、データのクラウド移行を支援するデータベース移行サービスも提供しています。

Database as a Service（データベースサービス）は、クラウドデータベースに必要な基盤となるインフラとリソースの管理を代行するデータベースクラウドサービスです。これにより、企業はクラウドのサービスを利用しながら、人員を他の業務に集中させることができます。小規模な組織では、データベースサービスを利用することで、複数の専門家を必要とせずに迅速にビジネスを開始できます。多くの場合、データベースサービスは数回のクリックで迅速にセットアップできます。

クラウドデータベース向けのマネージドストレージは、従来のデータベースに近いモデルです。データベースサービスに依存する代わりに、ネイティブの IaaS コンピューティングリソースとストレージリソースを使用して、任意のクラウド上にデータベースを構築できます。実質的に、このデータベースは、インフラが仮想化されている点を除けば、オンプレミスのレガシーシステムと全く同じように動作します。

マネージド DB ストレージのオプションの 1 つは Cloud Volumes ONTAP です。これは、クラウドデータベースの実行にかかるコストと労力を削減するデータ効率化機能と自動化機能を導入します。

トップ5のクラウドデータベースソリューション

Amazon Web Service（AWS）

AWSは、多数のデータベースに分散された200以上のサービスを提供するクラウドコンピューティングプラットフォームです。AWSは、世界26の地理的リージョンにまたがる84のアベイラビリティゾーン（AZ）を活用しています。AWSは共有責任モデルを採用し、基盤となるインフラストラクチャを管理することで、お客様がITの他の側面に集中できるようにします。

人気のAWS データベース解決策は次のとおりです：

Amazon Aurora—このリレーショナルデータベースエンジンは、MySQL および PostgreSQL と互換性があります。オープンソースデータベースのシンプルさとコスト効率の良さと、商用データベースのスピードと可用性を兼ね備えています。
Amazon DynamoDB—フルマネージドのキーバリュー型およびドキュメント型データベースを提供します。大規模環境でも1桁ミリ秒のパフォーマンスを実現し、組み込みのセキュリティ機能、インターネット規模のアプリケーション向けのインメモリキャッシュ、バックアップとリストア機能を備えています。
Amazon ElastiCache—クラウド上でインメモリキャッシュを展開、運用、拡張するためのウェブサービスです。ディスクベースのデータベースに依存することなく、管理されたインメモリキャッシュから情報を取得できます。その結果、ウェブアプリケーションのパフォーマンスが向上します。
Amazon MemoryDB for Redis—この耐久性の高いインメモリデータベースサービスは Redis と互換性があります。マイクロサービスアーキテクチャに基づくアプリケーション向けに特別に設計されており、超高速なパフォーマンスを提供します。
Amazon Neptune—このフルマネージドのグラフデータベースサービスは高速で信頼性が高いです。高度に接続されたデータセットを使ったアプリケーションの構築と実行を容易にします。
Amazon Relational Database Service（Amazon RDS）：クラウドでリレーショナルデータベースのセットアップ、拡張、運用を支援するマネージドサービス。コスト効率に優れた拡張可能な容量を提供し、ハードウェアのプロビジョニング、パッチ適用、バックアップ、データベースのセットアップなど、時間のかかる管理タスクを自動化します。
Amazon Quantum Ledger Database (QLDB)—このフルマネージド型台帳データベースは、変更不可能で透明性が高く、暗号的に検証可能なトランザクションログを提供します。信頼できる中央機関がログを所有します。各アプリケーションデータの変更を追跡し、長期にわたる変更の完全な履歴を保持します。
Amazon Timestream—このフルマネージドサービスは、IoTおよび運用アプリケーション向けの時系列データベースを提供します。高速かつスケーラブルなため、リレーショナルデータベースの1/10thのコストで、毎日発生する数兆ものイベントの保存と分析を容易に行うことができます。
Amazon DocumentDB (with MongoDB compatibility)—このフルマネージドサービスは、ドキュメントデータベースを提供します。高速で高可用性とスケーラビリティを備え、MongoDB ワークロードをサポートします。

Microsoft Azure

Azure は Microsoft のクラウドコンピューティングプラットフォームです。オンプレミス、クラウド、ハイブリッドクラウド環境向けに 200 以上のサービスと製品を提供しています。Azure は基盤となるインフラストラクチャを保護し、お客様の情報とワークロードのセキュリティを確保し、大規模な成長を支援するための様々な機能とサービスを提供しています。

人気の Azure データベースソリューションは次のとおりです：

Azure Cosmos DB—このフルマネージドのマルチモーダルデータベースは、ターンキー方式でグローバル分散を実現します。マルチマスターレプリケーション、1桁ミリ秒の読み取り / 書き込みレイテンシ、自動スケーリングなど、様々な機能を提供します。
Azure SQL Database— このマネージドデータベースサービスは、Azure Arc 経由でオンプレミスにデプロイすることも、クラウド版を利用することもできます。機械学習、データ検出、スケーラビリティ、容易な移行、組み込みのセキュリティなど、さまざまな機能を備えています。
Azure Database for MySQL—このフルマネージドデータベースサービスは、MySQL のコミュニティバージョンをベースとしています。これらの機能を拡張し、組み込みのセキュリティ、コンピューティングリソースとストレージリソースの独立したスケーリング、高度な脅威保護を提供します。
Azure Database for PostgreSQL—このフルマネージドデータベースは、Azure または Azure Arc 経由でオンプレミスで動作します。インテリジェントなパフォーマンス分析、Hyperscale による水平スケーリング、組み込みのセキュリティなど、さまざまな機能を提供します。
Azure Database for MariaDB：このフルマネージドデータベースは、MariaDB のコミュニティバージョンをベースとしています。コア機能を拡張し、高可用性、組み込みのセキュリティ、スケーラビリティを実現します。
Azure Cache for Redis：このフルマネージドインメモリデータベースは、1桁ミリ秒のレイテンシを実現します。また、組み込みのセキュリティ機能と柔軟なスケーリング機能も備えています。

Google Cloud

Google Cloudは、多様なサービスと製品を提供するクラウドコンピューティングベンダーです。インフラストラクチャは29のクラウドリージョンと88のゾーンに分散されており、200以上の国と地域でこれらのサービスをご利用いただけます。このベンダーはオープンソースに注力しており、組織がベンダーロックインを回避し、マルチクラウドおよびハイブリッドクラウドの実装を確立できるよう支援しています。

人気のGoogle Cloud データベース解決策は次のとおりです：

Google Cloud SQL—このマネージドサービスは、クラウドベースのMySQL、SQL Server、PostgreSQLデータベースを提供します。メンテナンスコストの削減と、プロビジョニング、バックアップ、高可用性、ディザスタリカバリ / フェイルオーバー、ストレージ容量管理など、さまざまなデータベースタスクの自動化に役立ちます。
Cloud Spanner—このエンタープライズクラスのデータベースは、グローバルに分散され、強力な整合性を備え、最大99.999%の可用性を提供します。非リレーショナルデータベースの水平スケーリングの利点とリレーショナルデータベース構造を組み合わせることを目指しています。
Bare Metal Solution— このサービスは、Google Cloud 上で低レイテンシで特殊なワークロードを実行するためのハードウェアを提供します。Oracle データベースを Google Cloud に移行するのに最適です。
Cloud Firestore—このサーバーレスドキュメントデータベースは、強力な整合性を備え、最大 99.999% の可用性を実現します。アプリケーション構築に最適化されており、BaaS として機能し、オンデマンドでスケーリングします。
Google Cloud Bigtable—この疎データテーブルは、数千列、数十億行まで拡張可能で、テラバイト、ペタバイト規模のデータ保存をサポートします。大量の単一キーデータを低レイテンシで保存できます。
Memorystore—このフルマネージドサービスは、Google Cloud 上でホストされる Redis および Memcached 用のインメモリデータストアを提供します。プロビジョニング、フェイルオーバー、パッチ適用、レプリケーションなど、さまざまなタスクを自動化します。インメモリデータストアと一時データストアの両方にご利用いただけます。

Oracle Cloud

Oracleは、データベースやクラウドサービスを含む様々な製品とサービスを提供する米国企業です。このベンダーは20か国にまたがるデータセンターのグローバルインフラを有し、37のクラウドリージョンで顧客にサービスを提供しています。Oracleは、オンプレミス導入、マルチクラウド、ハイブリッドクラウド実装に対応した解決策を提供しています。

クラウドで人気の Oracle データベースソリューションは次のとおりです。

Oracle Autonomous Database—データレイク、データマート、バッチデータ処理、運用レポート作成のためのオールインワンのクラウドベースデータベースソリューションです。Oracleは機械学習を活用し、データベースタスクを完全に自動化します。これにより、高いパフォーマンス、セキュリティ、運用効率、信頼性を実現します。
Oracle Database Service—このサービスを使用すると、Oracle Cloud Infrastructure（OCI）内でOracle Databaseインスタンスを作成および管理できます。ローカルNVMeフラッシュストレージまたはブロックストレージボリュームを備えたベアメタルサーバーを使用して、仮想マシン（VM）上にデータベースをプロビジョニングできます。
Oracle Exadata Cloud@Customer—このサービスは、Oracle Exadataのパフォーマンスと、マネージドデータベースサービスの柔軟性、手頃な価格、シンプルさを兼ね備えています。
Oracle Exadata—このサービスは、Oracle Databaseを実行するための高度に安全なアーキテクチャを提供します。ミッションクリティカルなワークロードの市場投入までの時間を短縮し、ローカルデータセンターの占有スペースを削減できます。
Oracle MySQL HeatWave：このサービスを使用すると、MySQL データベースから OLAP および OLTP ワークロードを直接実行できます。時間とコストのかかる複雑なデータ移動や分析データベースとの統合が不要になります。
Oracle NoSQL Database Cloud Service—このサービスは、オンデマンドのスループットとストレージベースのプロビジョニングを提供します。列指向、キーバリュー型データモデル、ドキュメントをサポートし、柔軟なトランザクション保証を提供します。

IBM Cloud

IBM Cloudは、170を超えるサービスと製品を提供するクラウドコンピューティングベンダーです。同社のグローバルインフラストラクチャは、6つのリージョンと19のアベイラビリティゾーンにまたがる60のデータセンターで構成されています。多くの信頼できるクラウドプロバイダーと同様に、IBM Cloudはマルチクラウドおよびハイブリッドクラウドインフラのソリューションに加え、データ保護およびクラウドコンプライアンスプログラムも提供しています。

人気の IBM データベースソリューションは次のとおりです：

IBM Cloud Databases for PostgreSQL—これはPostgreSQLのデータベースサービス（DBaaS）サービスです。高可用性、ポイントインタイムリカバリ（PITR）、読み取りレプリカ、バックアップオーケストレーションなどの機能を提供します。
IBM Cloud Databases for MySQL：クラウドでの MySQL リレーショナルデータベースの導入と拡張を簡素化する、完全に管理されたサービスです。
IBM Db2 on Cloud—フルマネージドのSQLクラウドデータベースです。ポイントインタイムリカバリ、専任運用チーム、高可用性災害復旧（HADR）テクノロジー、マルチゾーンリージョンのサポート、独立したスケーリング機能を提供します。
IBM Cloudant—このフルマネージド分散データベースは、急成長中のWebアプリやモバイルアプリ、そして高負荷のワークロード向けに最適化されています。スループットとストレージを弾力的に拡張でき、99.99%のSLAを誇ります。
IBM Cloud Databases for MongoDB—このサービスは、リッチなJSONドキュメント、マルチドキュメントトランザクション、信頼性の高いAPI、強力なクエリー言語など、MongoDBの様々な機能を提供します。さらに、高可用性、暗号化、インフラプランニング、バックアップといったデータベース管理タスクを自動化します。
IBM Cloud Databases for DataStax：高パフォーマンス、実証済みの信頼性、ワークロードの柔軟性を提供するエンタープライズクラスの Apache Cassandra ソリューションです。
IBM Cloud Databases for Elasticsearch：このサービスは、JSONドキュメント・データベースの強力なインデックス機能と全文検索エンジンの柔軟性を融合させています。その結果、ビッグデータのリッチデータ分析、オートコンプリート機能、すぐに利用可能なカタログ機能、ログ分析、ブロックチェーン分析、モニタリングのための強力なツールが実現します。
IBM Cloud Databases for Redis—このサービスは、カウンター、リスト、HyperLogLogs、キューを使用して複雑なデータの問題を処理するのに役立ちます。
IBM Cloud Hyper Protect DBaaS—このサービスは、機密データワークロード向けに高可用性のエンタープライズクラウドデータベース環境を提供します。LinuxONE テクノロジーを採用し、垂直方向の拡張性とパフォーマンスを備えた組み込みのデータ暗号化を提供します。
IBM Db2 Warehouse on Cloud—この完全に管理されたサービスは、コンピューティングとストレージを独立して拡張できる柔軟なクラウドデータウェアハウスを提供します。

クラウドデータベースの課題

データベースサービスを選択する場合でも、クラウドコンポーネント上に構築されたデータベースを自分で管理することに決めた場合でも、選択したアプローチがニーズを満たすかどうかを判断する前に考慮する必要がある領域がいくつかあります。

サイズ制限：これは DBaaS とマネージドストレージオプションの大きな違いとなる可能性があります。DBaaS は長年にわたり最大容量を拡大し、現在では自動スケーリング機能も提供していますが、ストレージに関しては依然として厳しい制限があります。DBaaS インスタンスが対応できる容量を超えて拡張されるでしょうか？エンタープライズレベルのデータベースは、時間の経過とともに拡張できる必要があります。マネージドストレージでは、これらの制限を克服する方法があります。より安価なストレージ層へのデータ階層化と、より大きなスケーリング容量の両方が利用可能です。

データ保護：データベースはクラウド上にあっても、バックアップと保護が必要です。データベースサービスには通常、毎日のスナップショットとバックアップが標準装備されていますが、エンタープライズクラスのシナリオではこれらの機能は不十分な場合が多いです。そこで役立つマネージドストレージオプションがあります。例えば Cloud Volumes ONTAP はデータベースのポイントインタイムスナップショットコピーを提供し、さらに組み込みの高可用性機能により、RPO=0、RTO<60秒という厳格な目標を確実に達成できます。

ストレージパフォーマンス：クラウドではデータベースのパフォーマンスも考慮すべき要素です。パブリッククラウドでは、ストレージレイヤのパフォーマンスは、プロビジョニングする容量に大きく左右されます。

この場合、どうすれば良いでしょうか？選択肢としては、マネージドデータベースサービスから必要なパフォーマンスを得るためにキャパシティをオーバープロビジョニングするか、より高価なディスクオプションに切り替えるかのどちらかです。ワークロードのパフォーマンスが急上昇する場合、データベースサービスに必要なストレージによってコストが大幅に増加する可能性があります。

データベースのクローン作成：データベースのクローン作成は、開発とテスト目的で一般的に必要となるタスクです。ただし、クラウドデータベースのオプションによっては、パフォーマンスとコストに大きな影響を与える可能性があります。

データベースサービスでは、クラウドベースデータベースのクローンは基本的にデータベースの完全なコピーです。つまり、データベースの基盤となるすべての容量が複製されます（複数のクローンが必要な場合は、さらに複数の容量が複製されます）。ただし、AWS RDS Aurora には RDS Fast Database Cloning が搭載されているなど、このルールには例外があります。

RDS Fast Database Cloning では、クローンされたデータベースはソースデータベースを参照するため、データのコピーは発生しません。変更や書き込みは新しいデータベースページに送信されるため、ソースデータベースには影響しません。これによりコスト削減とデータベースクローンへの迅速なアクセスが可能になりますが、潜在的な欠点として、MySQL または PostgreSQL データベースのクローン数が現在 15 個に制限されています。開発とテスト環境では、15 個という制限は通常ボトルネックとなります。

より柔軟なクローン作成機能を提供できる管理ストレージオプションが利用可能です。NetApp FlexClone^®を使用すると、無制限の数の書き込み可能なクローンを瞬時に、スペース効率よく作成できます。

リフト＆シフト：ワークロードをクラウドに移行する場合、最初に直面する課題の一つは、クラウド上でワークロードをどのように実行するかを把握することです。データベースサービスのアイデアは魅力的ですが、その使い方をご存知でしょうか？専用のデータベースを使用していますか？データベースはデータベースサービスモデルに適合していますか？何が不明な点でしょうか？また、発生する可能性のある状況に対処するためのスタッフの準備は万全でしょうか？

従来のデータベース展開を維持することで、こうした懸念の多くは解消され、クラウドで処理を継続できるようになります。

データベースサービスは、データベース向けにあらかじめ構築されたモデルを提供します。カスタマイズは不可能であり、データベースやそのデータベースに依存するアプリケーションの動作を変更する必要がある場合があります。クラウドベースコンポーネント向けのマネージドストレージを使用すると、柔軟性と適応性が向上し、ワークロードをクラウドに移行する際の学習曲線や「落とし穴」を最小限に抑えることができます。

ハイブリッドクラウド / マルチクラウド運用：データベースサービスとマネージドストレージオプションの大きな違いは、オンプレミスデータセンター間、あるいはパブリッククラウドプロバイダ間でのハイブリッドクラウドおよびマルチクラウド運用をどれだけ容易に実現できるかという点です。パブリッククラウドのデータベースサービスは非常に強力ですが、相互に直接的な互換性はありません。つまり、データベースワークロードをクラウド間で移動する場合、より複雑な手動設定が必要になります。

いくつかのマネージドストレージオプションを利用することで、データ管理レイヤが異なるストレージ環境間（異なるクラウドやオンプレミス）でもシームレスにオーケストレーションできるため、これがはるかに簡単になります。たとえば、すでにオンプレミスでNetAppを使用している場合、SnapMirror^®を活用してデータをクラウドへ、またクラウド間で移動し、同じようにワークロードを簡単にオンプレミスへ戻すこともできます。

まとめ

クラウドは、従来型でもサービス型でも、データベースワークロードを柔軟に実行できます。クラウドデータベースと従来型データベースのどちらを選択するかは、直面している課題とビジネスにとって最も重要な要素によって異なります。標準的なデータベースおよびインフラ管理タスクの多くをオフロードするサービスをお探しであれば、クラウドデータベースのメリットを享受するために、幅広い選択肢とクラウドプロバイダーからお選びいただけます。

データベースの適応性、拡張性、保護、そして制御性をさらに高めることが重要な場合、クラウドデータベース向けのマネージドストレージが最適な選択肢となる可能性が高いでしょう。NetApp Cloud Volumes ONTAPは、Google Cloud、AWS、Azure上のストレージにおけるマネージドストレージレイヤとして機能するNetAppのデータ管理プラットフォームです。Cloud Volumes ONTAP上で実行されるクラウドベースのデータベースは、高可用性、クラウドデータストレージコストの削減、データ保護の強化、パフォーマンスの向上など、マネージドストレージのさまざまな機能のメリットを享受できます。

これはクラウドにおけるデータベースシリーズの最初の投稿です。今後の投稿では、SQL、Oracle、HadoopやMongoDBなどのNoSQLデータベースなど、特定のデータベースの種類、そして様々なクラウドにおけるデータベースの選択肢について、より直接的に掘り下げていきます。

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