“クラウドOS”とは、何なのか？：【特集】クラウドOSを探る（1/2 ページ）

「クラウドOS」という言葉が最近よく聞かれるようになった。CloudStackやOpenStackなどのクラウド基盤ソフトウェアが「クラウドOS」と呼ばれるケースが多くなる一方で、マイクロソフトは「クラウドOSビジョン」で同社の戦略を語り、ヒューレット・パッカード（HP）は「HP Cloud OS」を発表している。では、「クラウドOS」とは何なのだろうか。本記事ではその定義と現在の潮流を紹介しながら、その本質を探っていく。

» 2013年12月16日 18時00分公開

[新野淳一，Publickey]

　そもそも、“クラウド”の定義は「NIST（National Institute of Standards and Technology、米国立標準技術研究所）」による定義が一般的なものとして定着している。

　一方で「クラウドOS」の定義として定着しているものはなく、その示す意味や範囲には幅があるようだ。ここではいわゆる「クラウドOS」とはどういうものなのか、一般的だと思われる定義を紹介していこう。

従来のOSはクラウドでも変わらない役割を持つ

　WindowsやLinux、Solarisなどの従来のOS（Operating System）は、プロセッサーやストレージなどのハードウェアリソースを抽象化し、APIとしてアプリケーションから利用可能にすることなどが主な役割とされている。

図1：従来のOSはハードウェアを抽象化し、アプリケーションにAPIを提供する

　クラウドOSとは何かを考えるとき、まずこの既存のOSの役割になぞって考えてみよう。

　従来のOSが備えるハードウェアを抽象化する機能は、「異なるハードウェア構成のコンピューターであってもアプリケーションを変更することなく実行できる」という利点を生み出している。何年も前の古いマシンのために開発されたアプリケーションが、プロセッサーが64ビットになりハードディスクもSSDに代わった最新ハードウェアでも実行可能なのは、OSによってハードウェアが抽象化され、アプリケーションが利用するAPIの互換性が保たれているおかげだ（もちろんそれは必要条件であって十分条件ではないが）。

　クラウドOSが抽象化すべきハードウェアとは何かを考えると、データセンターを構成する多数のサーバー群やストレージ群、ネットワーク機器群などだと言えそうだ。また、クラウドOSのAPIを利用するのはクラウドアプリケーションとなるだろう。

　クラウドOSの実装例として、OpenStackを取り上げてみる。下記はOpenStackのWebサイトに掲載されている図だ。これによると、OpenStackは「Standard Hardware」を抽象化し、クラウドとして「Compute」「Storage」「Networking」を提供。アプリケーションに対してAPIを提供しているように見える。

図2：OpenStackのアーキテクチャを示す図

　果たして現実はどうか。クラウドにアプリケーションを展開した状態を図に描いてみると、現実のクラウドの構造が見えてくる。

　1つ目のポイントは、クラウドアプリケーションと呼ばれるものが1つの実体を持つのではなく、複数のWebサーバー、ミドルウェア、データベースといったソフトウェア群から構成される、分散システムである点だ。

　例としてWebサーバーとミドルウェア、バックエンドデータベースで構成される、ある業務アプリケーションを考える。これをクラウドに展開し、Webサーバーとミドルウェアは負荷に応じてスケールアウトし、データベースはリードレプリカを作って可用性を高めるようにした。

図3：クラウドにアプリケーションを展開した状態

　2つ目のポイントは、クラウドアプリケーションたる分散システムを構成するWebサーバーやミドルウェアなど、クラウドアプリケーションが動作するためのAPIを提供しているのが、WindowsやLinuxといった従来のOSである点だ。

　と同時に（ある意味当然ながら）、従来のOSはWebサーバーやミドルウェアといったアプリケーションに対してハードウェアを抽象化する役割も果たしている。

　つまりクラウドであっても従来のOSは使われており、引き続きハードウェアの抽象化とAPIを提供する役割を果たしているということだ。クラウドOSは従来のOSを置き換えるような存在ではなく、従来のOSとは別のところで、別の役割を果たしていることになる。

　これは現在のクラウドの基本的な構造として、OpenStackでもCloudStackでも、基盤にOpenStackが採用されているHP Cloud OSでも、VMware vCloud Suiteでも変わらない。現在の一般的なIaaS型クラウド基盤全てに共通している。

　では、クラウドOSはどこでどんな役割を果たしているのか。

クラウドOSの基本的な役割はプロビジョニング

　クラウドの大きな特徴の1つは、仮想サーバーや仮想ストレージ、仮想ネットワークなど、コンピューティングリソースのほとんど全てが仮想化されている点にある（ただし仮想化は必ずしもクラウドの必要条件ではない。仮想化よりも自動化やSoftware-Defined化の方が本質的に重要であるが、そこは本稿の主題から外れるため、ここでは分かりやすく「仮想化」という用語を使わせていただく）。

　これら仮想化されたリソースは、クラウドのコンソールからボタンを押したり、APIをコールすることで即座にユーザーに提供される。

　例えば、クラウドのコンソールから「2コアのプロセッサーで8GBメモリのサーバーを3台、それぞれ2テラバイトのストレージを持ち、同一サブネット上に展開」と設定してボタンを押せば、数分後には設定通りのサーバー、ストレージ、ネットワークが提供される。

　いわゆるクラウドOSと呼ばれるIaaS型クラウドのための基盤ソフトウェアは、全てこの仮想化されたリソースを提供する仕事をしている。こうしたコンピューティングリソースの割り当てを「プロビジョニング」という用語で呼ぶことがある。