クラウドサービスモデル：制御と規模経済の駆け引き

前言

前篇 [IaaS-PaaS-SaaS 定義](/articles/iaas-paas-saas 定義/) では、クラウドコンピューティングの 3 種類のサービスモデルを紹介しました：

本文では、この図の由来、つまりクラウドサービスモデルの進化過程を説明します

一.表層モデル

2008 年には、Microsoft などの会社（それ以前に Amazon、Google も）がクラウドサービスを探求していました。Azure をリリースした際、Microsoft はこのようなモデル図を提案しました：

PaaS モデルと、当時人々が熟知していたオンプレミス（on-premises）、アウトソーシングホスティング（outsourced hosting）との違いを説明するために使用されました

具体的には：

• オンプレミス：ハードウェアを所有（購入）し、データを維持管理する必要があります

• アウトソーシングホスティング：ホスティングまたはマネージドサーバーを直接使用できます

• PaaS：クラウドアーキテクチャを使用し、リソースホスティングだけでなく弾力的拡張もサポートします

実際、このサブスクリプションベースの収益モデルは、Microsoft が当時持っていた多くのライセンスベースの製品を侵食する可能性があります。しかし、マクロな視点から見ると、規模経済（economies of scale）こそがクラウドサービスモデルの最も重要な価値です

ミクロ経済学において、規模経済とは、企業が事業規模により獲得するコスト優位性を指し、産出量単位あたりのコストが規模の拡大とともに低下します：

In microeconomics, economies of scale are the cost advantages that enterprises obtain due to their scale of operation (typically measured by amount of output produced), with cost per unit of output decreasing with increasing scale.

簡単に言えば、規模経済とは規模の拡大とともに物事をより効率的に行うことです：

The simple meaning of economies of scale is doing things more efficiently with increasing size.

クラウドコンピューティングでは、リソースの集中管理（Resource pooling）に体现され、これにより規模効果が生まれます：

クラウドコンピューティングの規模経済は 2 つの側面に体现され、1 つはユーザー端末コストの低下、もう 1 つはより高い利用率であり、したがって良好な経済効果を生む可能性があると考えられています。

一方、ユーザーはストレージやサーバーを購入する必要がなく、サービスを購入することで（相应機能）を獲得し、コストの投入と管理費用を削減します。他方、クラウドサービスの提供は実際には大量のユーザーが 1 つのサービスのリソースを共有することで、利用率がより高くなります。

クラウドサービスプロバイダーがソフトウェアおよびハードウェアリソースを集中管理し、メンテナンス、従量課金、弾力的拡張などのサービスを提供します。ユーザーは上下の N 層リソーススタックを完全に制御する必要がなくなり、自分のアプリケーションをデプロイできます（PaaS）

二.リソーススタックモデル

上記の図は表層からのみ PaaS とアウトソーシングホスティングおよびオンプレミスとの主な違いを記述しており、具体的な対比に欠けるため、違いを際立たせその価値を伝え、同時に違いの程度も説明できる視覚化モデルが必要です：

まず、人々が熟知するローカル IT 環境に基づいて 9 層のリソーススタックを抽象化し、統一コンテキストとし、その後クラウドサービスモデルをこのコンテキストにマッピングし、違いを際立たせます。階層構造で記述する理由は以下の通り：

• ある程度の関心の分離を体现

• スタック中の各層間にいくつかの直接的な依存関係と設計/操作抽象化があることを表現

具体的には：

• オンプレミス：私たちが理解している通り、リソーススタック全体を完全に制御し、これらのリソースを所有および管理します

• IaaS：すべてのリソースを完全に制御するのではなく、下 5 層をインフラストラクチャプロバイダーにホスティング

• PaaS：Application 以外の層はすべてプロバイダーに管理を委ね、私たちは自分のアプリケーションのみに注目すればよい

三.比喩モデル

ピザや自動車などの比喩モデルもありますが、リソーススタックモデルほど適切ではありません。比喩を行う際にいくつかのコンテキスト情報が失われるためです。例えば層間の依存関係や関心の分離など

自動車モデルを例に：

この比喩の鍵となる点は：

• オンプレミス：自分の車を所有するようなもので、いつでも行きたい場所に行けます（完全制御）。車のモデル、外観、色、装飾などはすべて自分で選択できますが、メンテナンスは自分で責任を負う必要があります

• IaaS：レンタカーサービスのようなもので、仍然としていつでも行きたい場所に行けます。車の選択にはいくつかの制限がありますが、自分でメンテナンスする必要はなく、鍵をもらえば出発できます

• PaaS：公共交通のようなもので、発車時刻表に基づいて既定のルートで既に開通している場所に行けます。このような制限は存在しますが、使いやすく、使用量に応じて課金できます（規模経済の恩恵）

本質的に、この比喩が表現しているのは依然として最初の制御と規模経済との間のトレードオフですが、視覚的に理解しやすく、議論の展開と伝播に役立ちます

四.リソーススタックモデルの拡張

9 層リソーススタックモデルが登場した後、視覚表現にいくつかの修正を加えました（3D 部分をフラット化し、色の数を減らし、複雑な形状を削除）：

その後 有人 が SaaS も追加すべきと提案し、こうなりました：

SaaS と PaaS の違いをより明確にするために（直接追加すると、Application の 1 層の違いのみ）、リソーススタック自体にいくつかの調整を加えました：

• Security & Integration 層は削除されました。すべての層にセキュリティ問題が存在するため、単独の層として意味がないため

• Applications 層の下に Data 層を追加

• Databases, Servers, Server HardWare 層をそれぞれ Middleware、O/S、Server 層に変更

これにより、クラウド環境（IaaS、PaaS、SaaS）間はすべて 2 層の違いとなり、クラウド環境とローカル環境間は 5 層の違いとなり、クラウド環境とローカル環境間の違いがより大きいことを示しています

その後、意味をより正確に表現するために、いくつかの修正を加えました：

• O/S を Operating System に変更

• On-Premises を Traditional IT に変更。オンプレミスにはプライベートクラウド環境も含まれるため、区別する必要がある

• IaaS 中の managed by 線を軽微に調整（Operating System 層に一部延伸）。IaaS 中の O/S 層は共同メンテナンスであることを示し、クラウドプロバイダーは基礎的な VM イメージを提供するが、ユーザーはパッチと更新をメンテナンスする必要がある

最終稿：

参考資料

• Cloud Service Models (IaaS, PaaS, SaaS) Diagram：歴史の川を渡ってきた David Chou 自身の叙述

• Economies of scale

• 唐雄燕：クラウドコンピューティングの価値は協同と規模経済にあり

• Pizza as a Service