アプリケーション・アーキテクチャ

アプリケーション・アーキテクチャとは、クラウドベースのアプリケーションやサービスの設計および管理を指します。これには、アプリケーション・アーキテクチャ・パターンの定義、適切なクラウド・プラットフォームとサービスの選択、およびアプリケーション・コンポーネントとインタフェースの設計が含まれます。アプリケーション・アーキテクチャには、アプリケーション統合、アプリケーション・プログラミング・インタフェース(API)管理、およびアプリケーション・セキュリティ対策も含まれます。これにより、クラウドベースのアプリケーションとサービスがスケーラブルで柔軟かつ安全な方法で設計および実装され、組織が顧客に価値を提供し、ビジネス目標を達成できるようになります。

目標

クラウド導入のための効果的なアプリケーション・アーキテクチャを設計する主な目標は、スケーラビリティ、柔軟性、コスト効率、迅速な導入など、クラウド・コンピューティングの利点を活用することです。これは、パフォーマンス、セキュリティ、ユーザー・エクスペリエンスの要件を満たしながら、クラウド・サービス、自動スケーリング、その他のクラウドネイティブ機能をシームレスに活用できるアプリケーションを作成することを目的としています。

役割

通常、クラウド導入時には、複数のロールがアプリケーション・アーキテクチャの形成を担当します。

ソリューション・アーキテクト

アプリケーション・アーキテクチャ全体の設計、テクノロジの選択、ビジネス要件との整合性の確保を担当します。

クラウド・アーキテクト

クラウド・プラットフォームの選択、クラウド・サービスの統合、およびアプリケーション用のクラウド・リソースの最適化を専門にします。

開発者

コードを記述し、コンポーネントを統合し、次のベスト・プラクティスに従って、アプリケーション・アーキテクチャを実装します。

業務チーム

クラウド環境内のアプリケーションのデプロイメント、監視、スケーリングおよびメンテナンスを管理します。

実装

次の情報では、クラウド導入用のアプリケーション・アーキテクチャを実装する際の機能および設計上の考慮事項について説明します。

要件分析

ビジネス目標、機能要件および技術的な制約を理解することは、効果的なアプリケーション・アーキテクチャを設計する上で重要なステップです。この理解は、技術的な課題に沿ったアーキテクチャを作成するための基盤となります。要件分析には次のステップが含まれます。

ビジネス目標:
- 組織の全般的な目標と優先順位を特定します。カスタマー・エクスペリエンスの向上、業務効率の向上、市場リーチの拡大など、アプリケーションがこれらの目標にどのように適合するかを理解します。
- アプリケーションがサポートする収益創出、コスト削減、競争優位性、戦略的構想などの要因を考慮します。
機能要件:
- ユーザー・ニーズおよびビジネス・プロセスを満たすためにアプリケーションが提供する必要がある特定の機能を定義します。
- ユーザー・ストーリー、ユース・ケースおよびシナリオをキャプチャし、アプリケーションでサポートする必要があるインタラクションおよびワークフローの概要を示します。
- ユーザー認証、データ入力、データ処理、レポート、他のシステムとの統合など、機能の期待を詳細に把握できます。
技術的な制約:
- アプリケーション・アーキテクチャに影響を与える可能性のある技術的制限または制約を識別します。これらの制約には、次のものが含まれます。
  - デプロイメントに使用できるハードウェアおよびソフトウェア・リソース。
  - ネットワークおよび接続の要件。特に、アプリケーションが他のシステムまたは外部APIと対話する必要がある場合。
  - データ保護対策とアクセス制御を規定するセキュリティおよびコンプライアンス規制。
  - 応答時間、スループット、スケーラビリティの要件など、パフォーマンスの期待。
  - 既存のシステム、データベースおよびインフラストラクチャとの互換性。
  - クラウド・リソース、サードパーティ・サービス、開発作業の予算とコストの考慮事項。
優先度付け:
- 機能要件とビジネス目標を整合させ、組織への影響と価値に基づいて機能を優先順位付けします。
- アプリケーションのコア機能に不可欠な必須機能と、後で追加できる優れた機能を区別します。
トレードオフ:
- ビジネス目標、機能要件および技術的な制約の間にはトレードオフがある可能性があることを認識します。たとえば、特定のレベルのパフォーマンスを達成するには、追加のリソースが必要になり、コストに影響を与える可能性があります。
- 利害関係者と協力して、組織の優先事項に沿った情報に基づいた意思決定を行うことで、トレードオフのバランスをとります。
コミュニケーションとコラボレーション:
- ビジネス担当者、ユーザー、開発者、運用チームなどの利害関係者を関与させ、インサイトと視点を収集します。
- オープンなコミュニケーションを促進し、すべての関係者がビジネス・コンテキスト、機能の期待、技術的な現実について共有された理解を持つようにします。

クラウド・プラットフォームの選択

クラウド・プラットフォームの選択は、クラウド導入のためのアプリケーション・アーキテクチャにおける重要な決定事項です。これには、様々な要因に基づいて最適なクラウド・サービス・プロバイダを選択することが含まれます。適切なプラットフォームは、アプリケーションの要件とビジネス目標をサポートするために必要なサービス、機能およびインフラストラクチャを提供します。

次の情報では、クラウド・プラットフォームの選択に関する考慮事項とステップについて説明します。

提供されるサービス:クラウド・プロバイダのサービスのスイート(コンピューティング、ストレージ、データベース、ネットワーキング、アナリティクス、機械学習など)を評価します。アプリケーションが効果的に機能するために必要な特定のサービスを提供するプラットフォームを選択します。
スケーラビリティとパフォーマンス:プラットフォームの拡張性オプション(自動スケーリング、ロード・バランシング、エラスティック・リソースなど)を評価します。プラットフォームがトラフィックの急増に対応し、将来の成長に対応できる程度検討してください。
可用性と信頼性:プロバイダのグローバル・プレゼンスと可用性ゾーンを調べます。高可用性、フォルト・トレランス、冗長性などの機能を探して、アプリケーションへのアクセスと運用が維持されるようにします。
データ・ストレージ・オプション:オブジェクト・ストレージ、ファイル・ストレージ、ブロック・ストレージ、データベースなど、提供されるストレージ・ソリューションの範囲を検討します。アプリケーションのデータ・ストレージのニーズに合ったプラットフォームを選択します。
セキュリティとコンプライアンス:医療保険の相互運用性と説明責任に関する法律(HIPAA)や一般データ保護規則(GDPR)など、プロバイダのセキュリティ対策、暗号化オプション、アクセス制御、コンプライアンス認定を評価します。アプリケーションのセキュリティおよびコンプライアンス要件を満たすプラットフォームを選択します。
ネットワーキング機能:仮想ネットワーク、ロード・バランサ、コンテンツ配信ネットワーク(CDN)、ドメイン・ネーム・システム(DNS)管理などのネットワーク機能を評価します。プラットフォームがアプリケーションのネットワーキング・ニーズをサポートしていることを確認します。
コスト管理:クラウド・プロバイダーの価格設定モデル、コスト構造、請求の透明性を分析します。総所有コスト(TCO)と、予算およびコスト管理戦略との整合性を考慮します。
統合と相互運用性:クラウド・プラットフォームと既存のシステム、ツールおよびテクノロジとの互換性を確認します。サードパーティのサービスおよびAPIとのスムーズな統合を保証します。
開発者ツールと生産性:プラットフォームの開発ツール、API、SDK、およびDevOps機能の詳細をご覧ください。開発者の生産性、自動化およびコラボレーションを強化する機能を探してください。
ベンダーのロックインと移植性:ベンダーのロックインの可能性を考慮し、必要に応じて異なるクラウド・プロバイダ間の移行の容易性を評価します。柔軟性と移植性を実現するソリューションに優先順位を付けます。
コミュニティとサポート:プロバイダのコミュニティ・サポート、ドキュメント、フォーラムおよびカスタマ・サービスのオプションについて調査します。強力なサポート・エコシステムは、アプリケーションのトラブルシューティングや最適化に役立ちます。
地理的範囲:クラウド・プロバイダのデータ・センターの場所とリージョンを評価します。データ主権規制への遅延とコンプライアンスを削減するために、ターゲット・オーディエンスに関連するリージョンにデータ・センターを提供するプラットフォームを選択します。
将来の成長とイノベーション:プロバイダーのイノベーションの実績と、新しいテクノロジーの導入への取り組みについて考えてみましょう。将来を見据えたプラットフォームにより、アプリケーションの将来のニーズをより適切にサポートできます。
概念実証(PoC):最終的な決定を行う前に、選択したクラウド・プラットフォームで概念実証(PoC)またはパイロット・プロジェクトを実行して、アプリケーションの特定の要件に対する適合性を評価することを検討してください。

マイクロサービスまたはモノリス

マイクロサービスかモノリシックかに関係なく、アプリケーションのアーキテクチャ・パターンを決定することは、アプリケーションの設計、開発、デプロイ、メンテナンスに大きく影響する重要な決定です。これらのパターンの選択は、アーキテクチャがアプリケーションの要件および長期的な目標と一致するように、様々な要因の慎重な評価に基づいている必要があります。

この決定方法を次に説明します。

マイクロサービス・アーキテクチャ

メリット:

スケーラビリティ:マイクロサービスを使用すると、個々のコンポーネントを個別にスケーリングできるため、効率的なリソース使用率とさまざまなワークロードの処理が可能になります。
柔軟性:各マイクロサービスを個別に開発、導入、管理できるため、俊敏性と迅速な開発サイクルが提供されます。
テクノロジの多様性:マイクロサービスごとに、特定のタスクに最適な異なるテクノロジ、言語およびフレームワークを使用できます。
フォルト分離:サービスの分離により、障害の影響が最小限に抑えられ、アプリケーション全体の自己回復性が向上します。
チームの自律性:開発チームは、特定のマイクロサービスを独立して処理できるため、並列開発とイノベーションが容易になります。
モジュール性と再利用性:マイクロサービスはモジュラー設計を促進し、複数のアプリケーションにわたるコンポーネントの再利用と保守を容易にします。

注意事項:

複雑性:マイクロサービスは、複数のサービスの通信、調整、管理に関して、複雑さのレベルを導入します。
インフラストラクチャのオーバーヘッド:各マイクロサービスには独自のインフラストラクチャとリソースが必要であり、運用上の複雑さが増します。
通信オーバーヘッド:サービス間通信では、待機時間とネットワーク・オーバーヘッドが発生する可能性があります。
デプロイメントとオーケストレーション:マイクロサービスでは、効率的な管理のために、効果的なデプロイメントとオーケストレーションのメカニズム(Kubernetesなど)が必要です。

モノリシック建築

メリット:

シンプルさ:モノリシック・アーキテクチャは、開発、テスト、導入、管理が簡単で、シンプルな要件を持つ小規模なプロジェクトやアプリケーションに適しています。
パフォーマンス:モノリシック・アーキテクチャでは、コンポーネント間通信が減少するため、パフォーマンスが向上する場合があります。
導入の簡素化:単一のコードベースの導入は、多くの場合、複数のサービスを管理するよりも簡単です。
開発速度:モノリスは、開発と立ち上げを迅速に行うことができます。特に、小規模なチームや最小限の実現可能な製品(MVP)の場合です。

注意事項:

スケーラビリティの制限:モノリスのスケーリングには、多くの場合、アプリケーション全体のスケーリングが含まれ、リソースの非効率化につながる可能性があります。
メンテナンス性:アプリケーションの成長に伴い、モノリシック・コードベースは複雑になり、維持が困難になる可能性があります。
テクノロジー・ロックイン:モノリスは、すべてのコンポーネントが同じテクノロジー・スタックを共有しているため、テクノロジーの選択に関して柔軟性が低下する可能性があります。
チームの調整:モノリスの1つの部分を変更すると、他の部分に影響を与える可能性があり、開発チーム間で慎重に調整する必要があります。
イノベーションの課題:新しいテクノロジや言語をモノリスに実装することは、共有コードベースが原因でより困難になる可能性があります。

考慮する要因

アプリケーションの複雑さ:マイクロサービスは、複数の機能および多様な要件を持つ複雑なアプリケーションに適していますが、モノリスはよりシンプルなアプリケーションに適しています。
スケーラビリティのニーズ:アプリケーションで特定のコンポーネントを個別にスケーリングする必要がある場合、マイクロサービスはより優れたスケーラビリティ・オプションを提供します。
開発チームとスキル:開発チームのスキルと専門知識を考慮します。マイクロサービスには、専門的な知識と調整が必要な場合があります。
市場投入までの期間:モノリスを迅速に開発および立ち上げることができるため、市場投入までの期間を短縮できます。
将来の成長:アプリケーションの長期的なビジョンを検討します。マイクロサービスは将来の拡張に柔軟性を提供し、モノリスはより多くのリファクタリングを必要とする場合があります。

コンポーネント設計

アプリケーションをモジュラ・コンポーネントに分割するには、モジュールまたはコンポーネントと呼ばれる小規模な管理可能なユニットにソフトウェアを分解し、それぞれに明確に定義された責任と相互作用があります。このモジュール型のアプローチは、懸念事項と再利用性の分離を促進することで、開発、メンテナンス、スケーラビリティ、およびコラボレーションを強化します。

次の情報では、アプリケーションをモジュラーコンポーネントに分割する方法について説明します。

機能の識別:まず、アプリケーションのコア機能および機能を識別します。これらは、アプリケーションで実行する必要があるタスク、プロセスまたはサービスです。
コンポーネントの定義:関連機能をまとまりのあるコンポーネントにグループ化します。各コンポーネントは、アプリケーションの個別の単位を表す特定の機能セットをカプセル化する必要があります。
職責の定義:各コンポーネントの職責を明確に定義します。どのタスクまたは機能を処理しますか。これにより、懸念事項を明確に分離し、コンポーネントが複雑すぎるのを防ぐことができます。
単一責任原則:単一責任の原則を適用します。各コンポーネントには、明確に定義された単一の目的が必要です。これにより、コンポーネントがより集中しやすくなり、理解しやすくなります。
インターフェイスの設定:コンポーネント間の通信用のインターフェイスを定義します。インタフェースは、コンポーネントが相互にどのように相互作用するかを指定し、それに従うメソッド、データ構造および契約の概要を示します。
カプセル化:各コンポーネントの内部動作をカプセル化します。実装の詳細を非表示にして、必要なインタフェースのみを表示します。これにより、疎結合が促進され、コンポーネント間の直接的な依存関係が回避されます。
データ・フローと相互作用:コンポーネント間のデータ・フローを決定します。コンポーネントがどのように通信し、情報を共有し、データを交換してアプリケーションの機能を実現するかを定義します。
再利用性:再利用性を考慮してコンポーネントを設計します。アプリケーションの他の部分や将来のプロジェクトで簡単に再利用できるコンポーネントを作成します。
依存性:コンポーネント間の依存関係を識別します。緊密に結合されたアーキテクチャを作成しないように、コンポーネント間の依存関係を最小限に抑えることに注意してください。
モジュール開発:各コンポーネントを個別に開発します。これにより、複数のチームまたは開発者が異なるコンポーネントを同時に操作し、並列開発を促進できます。
テストおよびデバッグ:各コンポーネントを分離してテストし、その正確性と機能を確認します。コンポーネントがモジュラーで明確に定義されている場合、デバッグとトラブルシューティングが簡単になります。
スケーラビリティ:独立してスケーリングできるコンポーネントを設計して、スケーラビリティを計画します。これは、マイクロサービス・アーキテクチャでは特に重要です。
インタフェースおよびインタラクションのドキュメント:各コンポーネントのインタフェース、データ形式およびインタラクション・プロトコルをドキュメント化します。このドキュメントは、コンポーネントを使用する開発者のガイドとして機能します。
保守性:モジュラーコンポーネントは保守や更新が容易です。あるコンポーネントの変更は、他のコンポーネントに影響を及ぼす可能性が低く、意図しない結果のリスクが軽減されます。
コラボレーション:アプリケーションをモジュラ・コンポーネントに分割すると、開発チーム間のコラボレーションが容易になります。チームは、さまざまなコンポーネントで同時に作業できます。

データ管理

クラウド導入のためのアプリケーション・アーキテクチャでは、データ・ストレージ、アクセスおよび同期戦略の設計は、クラウド環境内で効率的で信頼性の高いデータ管理を確保するために重要です。クラウドの導入により、データ・ストレージとアクセスの観点から機会と課題が導入されます。様々な記憶域オプションおよび同期メカニズムを考慮することが重要です。

次の情報では、リレーショナル・データベース、NoSQLデータベース、データレイクおよびキャッシュを考慮する際に、これらの戦略を設計する方法について説明します。

データ・ストレージ計画:
- リレーショナル・データベース: Oracle Autonomous Database、MySQL、PostgreSQL、SQL Serverなどのリレーショナル・データベースを、明確に定義されたスキーマと複雑な関係を持つ構造化データに使用することを検討してください。リレーショナル・データベースは、トランザクションの一貫性を提供し、データの取得と操作のためのSQLクエリをサポートします。
- NoSQLデータベース:非構造化データまたは半構造化データには、Oracle NoSQL DB Cloud ServiceやMongoDBなどのNoSQLデータベースを選択します(柔軟性とスケーラビリティが最優先)。NoSQLデータベースは、水平スケーリング、高速読取りおよび書込み操作を提供し、大量のデータを処理できます。Oracle NoSQL Database Cloud Serviceを使用すると、開発者はドキュメント、列、およびキーバリュー・データベース・モデルを使用してアプリケーションを簡単に構築でき、データ・レプリケーションで予測可能な1桁ミリ秒のレスポンス時間を高可用性に提供できます。このサービスは、オンプレミスのOracle NoSQL Databaseとの100%の互換性を含む、オンデマンドおよびプロビジョニングされた容量モードに対して、ACIDトランザクション、サーバーレス・スケーリング、包括的なセキュリティ、および低従量制の価格を提供します。
- データレイク: OCI Data Lakeを使用してデータレイク・アーキテクチャを実装します。データレイクは未処理の生データを大規模に保存するため、ビッグデータの分析と処理に適しています。データをバッチまたはストリームでシームレスにOCIデータレイクに移動し、分析できます。OCI Data Integration、OCI GoldenGate、またはOCI Streamingを使用して、データを取り込み、OCI Object Storageに格納します。
データ・アクセス方針:
- API: APIを公開して、様々なデータ・ストレージ・システムと対話します。これにより、アプリケーションは標準化されたインタフェースを使用してデータにアクセスして操作できます。
- 認証および認可:堅牢な認証および認可メカニズムを実装して、データへのアクセスを制御します。クラウド・アイデンティティおよびアクセス管理(IAM)サービスを使用して、きめ細かい制御を行います。
データ同期方針:
- リアルタイム同期: Data Guard、Golden Gate、OCI Integration Service、WebSockets、メッセージ・キューなどのリアルタイム・データ同期メカニズムを使用して、分散コンポーネント間のタイムリーな更新を保証します。
- イベントドリブン・アーキテクチャ: 1つのコンポーネントの変更によって、他のコンポーネントに伝播されるイベントがトリガーされるイベントドリブン・パターンを実装し、同期化されたデータ更新を実現します。
キャッシュ方式:
- インメモリー・キャッシング: RedisやMemcachedなどのインメモリー・キャッシング・ソリューションを使用して、頻繁にアクセスされるデータを格納します。これにより、プライマリ・ストレージからデータをフェッチする必要性が減り、アプリケーションのパフォーマンスが向上します。
- コンテンツ配信ネットワーク(CDN): CloudflareやAkamaiなどのCDNを統合して、静的アセット(イメージ、ビデオなど)をユーザーにキャッシュして配信し、レイテンシを削減してユーザー・エクスペリエンスを向上させます。
ハイブリッド・アプローチ:
- ポリグロット永続性:アプリケーションの様々な部分で複数のデータ・ストレージ・テクノロジを使用して、ポリグロット永続性アプローチを採用します。これにより、特定の要件に基づいてデータ管理が最適化されます。
データのバックアップとリカバリ:
- データ・バックアップ:定期的なデータ・バックアップを実装して、データの耐久性とディザスタ・リカバリを実現します。クラウド・プロバイダは、データベースおよびストレージ・サービスの自動バックアップ・ソリューションを提供します。
- レプリケーション:高可用性およびフォルト・トレランスを実現するために、異なる地理的リージョン間でデータ・レプリケーションを設定します。
データのパーティション化およびシャーディング:
- データをパーティション化またはシャーディングして複数のストレージ・インスタンスに分散し、パフォーマンスとスケーラビリティを向上させることを検討してください。
データの一貫性と分離:
- データの一貫性と分離メカニズムを設計し、分散環境やクラウドベース環境でもデータの正確性と信頼性を維持します。
コンプライアンスおよびセキュリティ:
- 保存中と転送中の両方にデータ暗号化を実装し、データのセキュリティと業界の規制へのコンプライアンスを確保します。
監視と最適化:
- クラウドネイティブな監視および管理ツールを使用して、データ・ストレージのパフォーマンスを追跡し、ボトルネックを特定し、リソース使用率を最適化します。

スケーラビリティと柔軟性

アプリケーションが水平または垂直にスケーリングする方法を計画することは、クラウド環境内でさまざまなワークロードを効率的かつ効果的に処理できるようにするために不可欠です。水平スケーリングには、複数のマシンまたはサーバーにまたがるアプリケーションのインスタンスの追加が含まれますが、垂直スケーリングには、単一インスタンスのリソース(CPUおよびRAM)の増加が含まれます。

次の情報は、アプリケーションのスケーリング計画を提供します。

ワークロード分析:
- 履歴および予測されるワークロードを分析して、使用パターン、ピーク時間およびリソースの需要を把握します。
- 季節的なトラフィックの急増、プロモーション・イベント、データ処理バッチなど、ワークロードの変動をトリガーする要因を特定します。
スケーラビリティ戦略の選択:
- ワークロードの特性とスケーラビリティの目標に基づいて、水平または垂直のスケーリングがアプリケーションに適しているかどうかを判断します。
- 各スケーリング・アプローチについて、クラウド・プロバイダーの製品、コストへの影響、実装の容易さを考慮します。
水平スケーリング:
- セッション・データが外部化または共有される(分散キャッシュの使用など)ステートレスになるようにアプリケーションを設計し、インスタンスをシームレスに追加できるようにします。
- ロード・バランシング・メカニズムを実装して、受信リクエストを複数のインスタンスに均等に分散します。
- コンテナ化されたインスタンスの自動管理とスケーリングに、コンテナ化(Dockerなど)およびオーケストレーション・ツール(Kubernetesなど)を利用します。
- クラウドネイティブの自動スケーリング機能を利用して、オンデマンドでインスタンス数を動的に調整します。
垂直スケーリング:
- ダウンタイムを発生させずにサイズ変更(アップグレードまたはダウングレード)できるインスタンスなど、垂直方向のスケーリング機能を備えたクラウド・インスタンスを選択します。
- ワークロードの変動に基づいてリソース(CPU、RAMなど)を自動的に調整できるマネージド・サービスを使用します。
- リソース使用率の監視を実装し、事前定義済のしきい値に基づいて垂直スケーリングをトリガーするアラートを設定します。
負荷テスト:
- ロード・テストを実施して、様々なレベルのユーザー・トラフィックをシミュレートし、スケーリング戦略の有効性を検証します。
- さまざまなワークロードにおいて、応答時間、リソース使用率、およびシステムの安定性を測定します。
ポリシーのスケーリング:
- 特定の基準(CPU使用率、メモリー使用量、レスポンス時間など)に基づいて、水平および垂直の両方のスケーリングのスケーリング・ポリシーを定義します。
- 自動スケーリング・ルールを構成して、インスタンスが追加されるか、必要に応じてリソースが調整されるようにします。
フェイルオーバーと高可用性:
- 障害または停止が発生した場合に新しいインスタンスにシームレスに移行できるように、フェイルオーバー・メカニズムを実装します。
- マルチリージョン・デプロイメントを使用して、可用性と冗長性を向上させます。
データベースのスケーラビリティ:
- シャーディング、レプリケーション、読取りレプリカなどのデータベースのスケーラビリティ戦略を考慮して、データベース・パフォーマンスがアプリケーションとともにスケーリングされるようにします。
モニタリングおよびアラート:
- リソース使用率、アプリケーション・パフォーマンスおよびユーザー・エクスペリエンスを追跡するためのモニタリング・ツールを設定します。
- 事前定義済のしきい値を超えたり異常が検出された場合に通知するようにアラートを構成します。
継続的な改善:
- スケーラビリティ・パターンとメトリックを定期的に確認および分析し、現実のデータに基づいてスケーリング戦略を絞り込みます。
- アプリケーションとインフラストラクチャを最適化し、パフォーマンスを維持しながらコスト効率を実現します。

クラウド・サービスの統合

堅牢で豊富な機能を備えたアプリケーション・アーキテクチャをクラウドに構築するには、関連するクラウド・サービスを識別して統合することが重要です。クラウド・プロバイダは、アプリケーションの様々な側面を大幅に簡素化および強化できる幅広いサービスを提供します。

次の情報では、認証、ストレージ、メッセージング、キャッシュなどのクラウド・サービスを識別して統合する方法について説明します。

認証およびアイデンティティ管理:
- ユーザーの認証および認可の必要性を識別します。
- セキュアなユーザー認証およびロールベースのアクセス制御のために、OCI IAMによって提供されるIdentity and Access Management (IAM)サービスを統合します。
データ・ストレージとデータベース:
- データ要件に基づいて適切なデータ・ストレージ・サービスを選択します。
  - リレーショナル・データベース:構造化データには、Oracle Autonomous DBなどのマネージド・データベース・サービスを使用します。
  - NoSQLデータベース:柔軟でスケーラブルなデータ・ストレージを実現するために、OCI NoSQL Cloud Serviceなどのサービスを検討します。
  - データ・レイク: OCIデータ・レイクなどのサービスを使用して、大量のRAWまたは半構造化データを格納します。
メッセージングおよびイベント処理:
- メッセージング・サービスを統合して、リアルタイム通信とイベントドリブン・アーキテクチャを実現:
  - メッセージ・キュー:信頼できるメッセージ・キューイングおよびアプリケーション・コンポーネントの分離には、OCIキューなどのサービスを使用します。
  - イベント・ストリーミング:リアルタイム・データ・ストリームを処理および分析するために、OCIストリーミングなどのイベント・ストリーミング・プラットフォームを検討します。
キャッシュおよびコンテンツ配信:
- キャッシュおよびコンテンツ配信サービスを使用して、アプリケーションのパフォーマンスを向上させ、レイテンシを削減します。
  - インメモリー・キャッシング:高速なデータ取得のために、Redis on OCIなどのサービスを統合します。
  - コンテンツ配信ネットワーク(CDN): OCI Media StreamsをCDNとともに使用して、コンテンツをグローバルに配信し、データ転送時間を短縮します。
サーバーレス・コンピューティング:
- イベント駆動型のスケーラブルでコスト効率の高いアプリケーション・コンポーネントについては、サーバーレス・コンピューティングを検討してください。
  - OCIファンクション:サーバーをプロビジョニングまたは管理することなく、イベントに応答してコードを実行します。
  - OCIコンテナ・インスタンス: OCIコンテナ・インスタンスを使用すると、コンテナ用に最適化されたサーバーレス・コンピュートでアプリケーションを簡単に実行できます。
機械学習およびAI:
- 機械学習と人工知能サービスを統合して、高度な分析と自動化を実現:
  - Oracle機械学習サービス:これらのプラットフォームを使用して、機械学習モデルを構築、デプロイおよび管理します。
APIゲートウェイ:
- APIゲートウェイ・サービスを使用して、APIを管理および保護します。
  - OCI API Gateway:レート制限、認証、モニタリングなどの機能を使用してAPIを作成、デプロイおよび管理します。
コンテナとオーケストレーション:
- コンテナを使用する場合は、自動化されたデプロイメント、スケーリングおよび管理のためにコンテナ・オーケストレーション・プラットフォームを検討してください。
  - OCI Container Engine for Kubernetes (OKE): Kubernetesクラスタを定義および作成して、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイメント、スケーリングおよび管理を行うのに役立ちます。
モニタリングとロギング:
- 監視およびロギング・サービスを統合して、アプリケーションのパフォーマンスに関するインサイトを取得し、次のように問題をトラブルシューティングします。
  - OCIモニタリング:メトリックを問い合せたり、アラームを管理するには、モニタリングを使用します。メトリックとアラームにより、クラウド・リソースのヘルス、容量およびパフォーマンスをモニターできます。
  - OCIロギング:ロギング・サービスは、テナンシ内のすべてのログに対応し、スケーラビリティの高いフルマネージドタイプの単一のインタフェースを提供します。ロギングを使用して、すべてのOCIリソースからログにアクセスし、ログの有効化、管理および検索を行えます。
サーバーレス・データベースとバックエンド・サービス:
- 認証、ユーザー管理など、特定のユース・ケースの管理対象サーバーレス・データベースおよびバックエンド・サービスを確認します。
サード・パーティ・サービス:
- APIを介してサードパーティ・サービスを統合し、アプリケーションの機能(支払ゲートウェイやソーシャル・メディア統合など)を強化します。
コスト管理:
- クラウド・サービスの使用状況を継続的に監視および最適化して、コストを管理し、効率的なリソース使用率を確保します。

クラウド・プロバイダの統合

アプリケーション・アーキテクチャが複数のクラウド・プロバイダを持つことのメリットがあるかどうかを特定し、各シナリオに最適なサービスを選択することが重要です。サービスをシームレスに接続するためのソリューションとパートナーシップを提供するクラウド・プロバイダーを選択することは非常に重要です。

AzureまたはGoogle Cloud Platformにアプリケーションをすでにデプロイしているか、デプロイする予定がある場合、Oracleはこれらのプロバイダと提携して、OCIによる管理中にデータ・センターでExadataやAutonomous DatabaseなどのOracleデータベース・サービスを実行できるソリューションを提供します。これらのソリューションを使用することで、OCIが提供する独自のデータベース・サービスを利用できますが、アプリケーション層に近いパートナ・データ・センターで実行されるため、レイテンシの問題を最小限に抑えることができます。

API設計

アプリケーション・コンポーネントと外部サービス間の円滑な通信を可能にするには、明確に定義されたAPIの作成が不可欠です。適切に設計されたAPIによって、モジュール性、再利用性および相互運用性が促進され、アプリケーションの様々な部分がシームレスに相互作用できます。

次の情報では、明確に定義されたAPIの作成方法について説明します。

APIの目的と範囲を定義します。
- APIの目的とその意図した機能を明確に定義します。
- APIのスコープ(公開するデータおよび操作を含む)を指定します。
APIデザイン・スタイルの選択:
- アプリケーションのニーズに最適なAPI設計スタイルを選択します。
  - RESTful API:明確で標準化された通信には、HTTPメソッド(GET、POST、PUT、DELETE)およびリソースベースのURLを使用します。
  - GraphQL:単一のエンドポイントおよびカスタマイズ可能な問合せによる柔軟なデータ取得および操作を提供します。
リソース・エンドポイントの設計:
- APIが公開する主なリソース(ユーザー、製品、注文など)を特定します。
- 意図したアクション(/users、/products/:idなど)を反映する、意味のあるURLおよびHTTPメソッドを使用してリソース・エンドポイントを定義します。
要求および応答書式を定義します。
- リクエストおよびレスポンスのデータ形式(JSON、XMLなど)を指定します。
- リクエスト・ペイロードおよびレスポンス・データの構造(必須フィールドおよびオプション・フィールドを含む)を文書化します。
バージョニング:
- APIの進化に伴って下位互換性を確保するために、APIにバージョニングを実装することを検討してください。
認証と許可:
- APIを保護する認証メカニズム(APIキー、OAuth、JWTなど)を実装します。
- ユーザーのロールと権限に基づいて様々なAPIエンドポイントへのアクセスを制御する認可ルールを定義します。
エラー処理:
- 適切なHTTPステータス・コードおよびエラー・メッセージを使用して、明確で一貫性のあるエラー・レスポンスを設計します。
- 開発者が問題をトラブルシューティングするのに役立つ詳細なエラー情報を提供します。
ドキュメント:
- リクエストやレスポンスの例など、各エンドポイントの使用方法を説明する包括的なAPIドキュメントを作成します。
- Swagger/OpenAPIやPostmanなどのツールを使用して、対話型APIドキュメントを生成します。
検証とデータの整合性:
- 入力検証を実装して、受信データが適切にフォーマットされ、予想される基準を満たしていることを確認します。
- 検証エラーを正常に処理および処理する前にデータを検証して、データの整合性を確保します。
レート制限とスロットル:
- レート制限およびスロットル・メカニズムを実装して、不正使用を防止し、APIの公正な使用を保証します。
HATEOAS(アプリケーション状態のエンジンとしてのハイパーメディア):
- クライアントがAPIリソースを動的に検出およびナビゲートできるように、レスポンスにハイパーメディア・リンクを追加することを検討してください。
テスト:
- Postmanや自動テスト・フレームワークなどのツールを使用してAPIを徹底的にテストし、機能を検証して問題を特定します。
モニタリングと分析:
- モニタリングと分析を実装して、APIの使用状況、パフォーマンス、潜在的なボトルネックを追跡します。
セキュリティ:
- 入力検証、パラメータ化された問合せ(データベースを使用する場合)、APIセキュリティ標準(OWASP API Security Top Tenなど)などのセキュリティ・ベスト・プラクティスを実装します。
バージョン・コントロール:
- バージョン管理メカニズムを使用してAPIの変更と更新を管理し、APIのコンシューマをスムーズに移行できるようにします。
レビューとフィードバック:
- 同僚や開発者がAPIの設計とドキュメントをレビューし、潜在的な改善や問題を特定できるようにします。

セキュリティおよびコンプライアンス

機密データを保護し、クラウド環境でアプリケーションのセキュリティとプライバシーを確保するには、堅牢なセキュリティ対策、暗号化、アクセス制御、データ保護規則への準拠を実装することが不可欠です。

次に、これらのセキュリティ対策を実装する方法について説明します。

認証と許可:
- ユーザー・アイデンティティを検証するために、マルチファクタ認証(MFA)やOAuthなどの強力な認証メカニズムを実装します。
- ロールベースのアクセス制御(RBAC)を適用して、ユーザーがロールに基づいて適切な権限を持っていることを確認します。
- きめ細かいアクセス制御ポリシーを使用して、特定のリソースおよび操作へのアクセスを制限します。
データ暗号化:
- 保存時および転送時の暗号化を実装します。
  - データベース、データレイク、ストレージ・サービスに格納されているデータには、サーバー側の暗号化を使用します。
  - ネットワーク経由で転送されるデータを暗号化するには、HTTPS/SSL/TLSを使用します。
- 機密データのクライアント側の暗号化を実装して、認可されたパーティのみが復号化できるようにします。
規制への準拠:
- アプリケーションの管轄区域およびユーザー・ベースに基づいて、GDPR、HIPAA、California Consumer Privacy Act (CCPA)などの関連するデータ保護規則を識別します。
- これらの規制を遵守するために必要な統制と手順を実施します。
データ・マスクと匿名化:
- 非本番環境で機密データをマスクまたは匿名化して、開発およびテスト中に実際のユーザー・データが露出しないようにします。
セキュリティの監視とロギング:
- セキュリティ監視とロギングを実装して、疑わしいアクティビティ、違反または不正アクセスの試行を追跡および検出します。
- セキュリティ情報やイベント管理(SIEM)などのツールを使用して、セキュリティ関連のログを一元化および分析します。
侵入検出と予防:
- 侵入検知および予防システムを設定して、潜在的な攻撃や不正アクセスをリアルタイムで検出および軽減します。
セキュアなAPIおよびエンドポイント:
- インジェクション攻撃を防ぐために、入力検証、出力エンコーディングおよびパラメータ化された問合せを適用します。
- レート制限、入力検証、エンドポイント保護などのAPIセキュリティのベスト・プラクティスを実装します。
脆弱性スキャンおよび侵入テスト:
- 自動化されたツールを使用してアプリケーションとインフラストラクチャを定期的にスキャンし、徹底的な侵入テストを実施してセキュリティの弱点を特定します。
コンテナおよびオーケストレーションのセキュリティ:
- DockerやKubernetesなどのコンテナやオーケストレーション・プラットフォームを使用してアプリケーション・デプロイメントを保護する場合は、セキュリティのベストプラクティスを実装できます。
クラウド・ネイティブ・セキュリティ・サービス:
- ユーザー管理およびアクセス制御のために、OCI IAMなどのクラウド・プロバイダ・セキュリティ・サービスを活用します。
コンプライアンス監査:
- コンプライアンス監査を定期的に実施して、セキュリティ制御が効果的に実装され、規制要件に整合していることを確認します。
インシデント対応および回復:
- インシデント対応計画を策定および文書化して、セキュリティ侵害への迅速かつ効果的な対処、損害の軽減、および通常の運用の復元を行います。
従業員のトレーニングと意識:
- セキュリティ・ベスト・プラクティスで開発および運用チームをトレーニングして、セキュリティ第一の考え方と安全なコーディング・プラクティスの遵守を確保します。
セキュアなDevOps:
- DevSecOpsなどのプラクティスや継続的なセキュリティ・テストを実装することで、セキュリティをDevOpsプロセスに統合します。
定期的な更新とパッチ適用:
- 既知の脆弱性に対処するための最新のセキュリティ・パッチで、ソフトウェア、オペレーティング・システム、ライブラリおよびフレームワークを最新の状態に保ちます。
サードパーティ・セキュリティ:
- アプリケーションが依存するサードパーティのライブラリ、APIおよびサービスのセキュリティを確認し、評価します。

テストと品質保証

クラウド環境でアプリケーションの信頼性、機能性およびパフォーマンスを確保するには、包括的なテスト戦略を開発することが重要です。明確に定義されたテスト戦略は、開発ライフサイクルの早い段階で問題を特定して対処するのに役立ち、より堅牢で安定したアプリケーションになります。

次の情報では、ユニット・テスト、統合テストおよびパフォーマンス・テストを含むテスト戦略を作成するステップを示します。

要件分析:
- アプリケーションの機能要件および非機能要件を理解して、テストの範囲を決定します。
テスト・プランニング:
- テスト目標、スコープ、成果物およびタイムラインを定義します。
- テスト・プロセスにおける主要な利害関係者、ロールおよび職責を識別します。
テスト環境設定:
- クラウド・インフラストラクチャやサービスなどの本番環境を模倣した、分離されたテスト環境を設定します。
ユニット・テスト:
- ユニット・テストを記述して、個々のコード単位(関数、メソッド、クラス)の正確性を検証します。
- プログラミング言語に固有のテスト・フレームワークおよびライブラリ(JUnit、NUnit、pytestなど)を使用します。
統合テスト:
- アプリケーションの様々なコンポーネント、モジュールおよびサービス間の相互作用およびデータ・フローをテストします。
- 統合テストのフレームワークとツールを使用して、実際のシナリオをシミュレートし、スムーズなコミュニケーションを実現します。
APIテスト:
- APIテストを実行して、アプリケーションのAPIの機能、セキュリティおよびパフォーマンスを検証します。
- APIテストには、Postman、REST Assured、Insomniaなどのツールを使用します。
セキュリティ・テスト:
- セキュリティ・テストを実施して、SQLインジェクション、クロスサイト・スクリプティング(XSS)、データ・リークなどの脆弱性を特定します。
- 侵入テストおよび脆弱性スキャンを実行して、アプリケーションが潜在的な攻撃に対して安全であることを確認します。
パフォーマンス・テスト:
- パフォーマンス・テストを実施して、様々なワークロードにおけるアプリケーションの応答性、スケーラビリティおよび安定性を評価します。
- パフォーマンス・テストのタイプには、負荷テスト、ストレス・テストおよび耐久性テストがあります。
ユーザー受入れテスト(UAT):
- UATのエンド・ユーザーを巻き込んで、アプリケーションがニーズと要件を満たしていることを検証します。
- フィードバックを収集し、UAT中に特定された問題に対処すること。
自動テスト:
- テスト自動化フレームワーク(Selenium、JUnit、TestNGなど)を使用して、反復的および重要なテスト・ケースを自動化します。
- 継続的インテグレーション(CI)および継続的デリバリ(CD)パイプラインを実装して、コード変更ごとにテストを自動的に実行します。
回帰テスト:
- 回帰テストを継続的に実行して、新しいコード変更によって既存の機能に欠陥が生じないようにします。
テスト・データ管理:
- 実際のシナリオを正確に表し、エッジ・ケースをカバーするテスト・データを準備および管理します。
テスト・レポートとドキュメント:
- テスト結果、問題および解決策を要約した詳細なテスト・レポートを生成します。
- テスト・ケース、テスト・スクリプト、およびテスト方法をドキュメント化する。
テスト環境のクリーンアップ:
- テスト環境を定期的にクリーンアップおよびリセットして、一貫性のある再現性のあるテスト条件を確保します。
継続的な改善:
- テスト・サイクルからフィードバックを収集し、学習した教訓をテスト・プロセスに組み込んで継続的な改善を行います。
パフォーマンスの最適化:
- パフォーマンス・テストの結果を使用してボトルネックを特定し、アプリケーション・パフォーマンスを最適化します。

デプロイメントとオーケストレーション

コンテナ化およびオーケストレーション・ツールは、クラウド環境におけるアプリケーションの一貫したデプロイメント、スケーラビリティおよび効率的な管理を実現する上で極めて重要な役割を果たします。次の情報では、Dockerなどのテクノロジを使用したコンテナ化、およびKubernetesなどのオーケストレーション・ツールがこれらの目標にどのように貢献するかについて説明します。

コンテナ化(Dockerなど)

コンテナ化を使用すると、アプリケーションとその依存関係を、コンテナと呼ばれる単一の標準化されたユニットにパッケージ化できます。このカプセル化により、開発から本番まで、異なる環境間で一貫性のある信頼性の高いデプロイメントが保証されます。

次の情報では、コンテナ化がアプリケーション・デプロイメントにどのように役立つかについて説明します。

分離と移植性:コンテナは、独立したランタイム環境を提供し、基盤となるインフラストラクチャに関係なく、アプリケーションが一貫して実行されることを保証します。この移植性により、オンプレミス環境とクラウド環境間のシームレスな移動が可能になります。
依存関係管理:コンテナ内に依存関係をバンドルすることで、潜在的な競合を排除し、アプリケーションが異なるシステム間で確実に実行されるようにします。
再現性:コンテナは、アプリケーションの動作が環境間で一貫していることを確認し、デバッグとトラブルシューティングを簡素化します。
迅速な導入:コンテナ化されたアプリケーションは、事前構築済みのイメージからインスタンス化する必要があるだけで、導入時間を短縮できるため、迅速に導入できます。
スケーラビリティ:様々なワークロードに対応するようにコンテナを簡単にレプリケートできるため、アプリケーションのスケール・アップまたはスケール・ダウンが効率的に行われます。

オーケストレーション・ツール(Kubernetesなど)

オーケストレーション・ツールは、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイメント、スケーリングおよび管理を管理します。Kubernetesは、OCI OKEとして利用可能な一般的なオーケストレーション・プラットフォームであり、アプリケーション管理の多くの側面を自動化します。

次の情報では、オーケストレーション・ツールによるデプロイメントおよびスケーリングの強化方法について説明します。

自動デプロイメント: Kubernetesはコンテナのデプロイメントを自動化し、手作業なしでアプリケーションが稼働できるようにします。
スケーリング: Kubernetesでは、オンデマンドでコンテナ・インスタンスを追加または削除することで、アプリケーションをスケーリングできます。ワークロードを自動的に分散し、必要なレプリカ数を維持します。
ロード・バランシング: Kubernetesは、コンテナ・インスタンス間のロード・バランシングを管理して、受信リクエストを均等に分散し、最適なパフォーマンスを確保します。
自己修復:コンテナまたはノードに障害が発生した場合、Kubernetesはそれらを検出して置き換え、アプリケーションの可用性を維持します。
更新とロールバックのローリング: Kubernetesは、古いコンテナを新しいコンテナに徐々に置き換えることで、アプリケーションのシームレスな更新を容易にします。問題が発生した場合は、以前のバージョンに簡単にロールバックできます。
構成管理: Kubernetesは、アプリケーションの構成設定を管理し、すべてのインスタンス間で一貫性を確保します。
サービス検出: Kubernetesは、ハードコードされたIPアドレスなしでコンテナが相互に通信できるようにする組込みのサービス検出メカニズムを提供します。
水平および垂直スケーリング: Kubernetesは、水平スケーリング(コンテナのレプリケート)と垂直スケーリング(コンテナ・リソースの調整)をサポートし、アプリケーションが様々なワークロードを処理できるようにします。

モニタリングとロギング

監視とロギングの設定は、アプリケーションのパフォーマンスに関するインサイトを取得し、問題を検出し、クラウド環境でリソース使用率を最適化するために重要です。適切な監視およびロギング・プラクティスにより、リアルタイムの可視性と履歴データが提供され、効果的なトラブルシューティングおよびパフォーマンスの向上が可能になります。

次の情報では、アプリケーションのモニタリングおよびロギングの設定方法について説明します。

監視およびロギング・ツールを選択します。
- クラウド製品に合わせた監視およびロギング・ツールを選択します。また、PrometheusやGrafanaなどのクラウド・ネイティブの監視およびロギング・ツールも検討してください。
キー・パフォーマンス・インジケータ(KPI)を定義します。
- アプリケーションのパフォーマンスとビジネス目標に関連する重要な指標とKPIを特定します。これには、レスポンス時間、CPU使用率、メモリー使用率、リクエスト率、エラー率などが含まれます。
インストゥルメンテーション:
- モニタリング・エージェントまたはライブラリをアプリケーション・コードに統合して、関連するデータを収集し、モニタリング・ツールに送信します。
- フロントエンド、バックエンド、データベース、サードパーティの統合など、アプリケーションの重要なコンポーネントを実装します。
インフラストラクチャの監視:
- 仮想マシン、コンテナ、データベース、ストレージ・リソースなどのクラウド・インフラストラクチャ・コンポーネントを監視します。
- リソース使用率、ネットワーク・トラフィックおよびストレージ・パフォーマンスを追跡して、クラウド・リソースを効率的に使用できるようにします。
アプリケーション・パフォーマンス監視(APM):
- APMツールを使用して、トランザクション・トレース、コードレベルのインサイト、エンドツーエンドのトランザクション監視など、アプリケーション・パフォーマンスに関する深いインサイトを得ることができます。
ログの収集と集中化:
- ログ収集エージェントを構成して、サーバー、コンテナおよびサービスを含むアプリケーションの様々なコンポーネントからログを収集します。
- 専用のロギング・プラットフォームでログを一元化して、アクセスと分析を容易にします。
カスタム・アラートおよび通知:
- 事前定義済のしきい値または異常に基づいてカスタム・アラートを設定し、パフォーマンス・メトリックが予想値から逸脱したときに通知を受信します。
ダッシュボードの作成:
- 主要なメトリックとパフォーマンス傾向をリアルタイムでビジュアル化するモニタリング・ダッシュボードを作成します。ダッシュボードは、アプリケーションの状態の概要をすばやく表示し、問題の迅速な検出を可能にします。
インシデント管理:
- アラートがトリガーされたときに迅速に問題に対処するためのインシデント・レスポンス手順を定義します。
- 適切なチームに通知され、効果的に連携してインシデントを解決します。
継続的な改善:
- 監視データとログを定期的に確認し、改善と最適化の領域を特定します。
- 履歴データを使用して傾向を追跡し、容量を計画し、リソース割当てについて情報に基づいた意思決定を行います。
パフォーマンスの最適化:
- モニタリング・データを分析してボトルネックを特定し、リソース使用率を最適化して、アプリケーションのパフォーマンスを向上させます。
- モニタリングから得られたインサイトを使用して、アプリケーション・コンポーネントを微調整し、クエリを最適化します。
コンプライアンスおよび監査:
- 監視およびロギング・プラクティスが規制要件および業界標準に準拠していることを確認します。
- ログを定期的に監査およびレビューして、セキュリティとコンプライアンスを維持します。

その他の考慮事項

コストの最適化:アプリケーション・アーキテクチャを最適化して、クラウド・リソースを効率的に使用し、パフォーマンス要件を満たしながらコストを最小限に抑えます。
キャッシュ計画:キャッシュ・メカニズムを実装して、データベース・ロードを削減することでアプリケーションのパフォーマンスを向上させます。
フォルト・トレランスとディザスタ・リカバリ:高可用性を実現し、ディザスタ・リカバリ・メカニズムを組み込んで、停止時間を最小限に抑えます。
APIゲートウェイ: APIゲートウェイを使用してAPIを管理および保護し、レート制限を提供し、認証を簡素化することを検討してください。

制約およびブロッカ

ベンダー・ロックイン:特定のクラウド・プロバイダのサービスに過剰に依存することで、柔軟性と移植性を制限できます。
レガシー統合:既存のオンプレミス・システムまたはレガシー・アプリケーションと統合すると、複雑になる可能性があります。
データ・プライバシとコンプライアンス:特に機密データを処理する際に、データ保護規則への準拠を保証します。
ネットワーク・レイテンシ:クラウド・サービスとエンドユーザー間のデータ転送によって、クラウド・アプリケーションにレイテンシが発生することがあります。
ラーニング・カーブ:クラウドネイティブなプラクティスやツールに適応するには、開発チームと運用チームのトレーニングが必要になる場合があります。

次のステップ

クラウド導入のためのテクノロジ・アーキテクチャの定義

Oracle Cloud Infrastructureドキュメント