Cloud Native（クラウドネイティブ）

2025年11月6日

Cloud Native（クラウドネイティブ）

英語表記: Cloud Native

概要

Cloud Native（クラウドネイティブ）とは、クラウド環境が持つ柔軟性、拡張性、および回復力といったメリットを最大限に活用するために設計された、アプリケーションの開発と運用のためのアプローチおよび思想のことです。特に、KubernetesやOpenShiftといったコンテナオーケストレーション技術が普及した現代において、その真価を発揮する考え方として非常に重要視されています。

このアプローチは、単なる技術ツールの利用に留まらず、アプリケーションを構成する要素（コンテナ、マイクロサービス）から、開発・デプロイのプロセス（CI/CD）に至るまで、全てをクラウド環境に適応させるための「設計哲学」であると言えるでしょう。私たちがオーケストレーションのエコシステムを語る上で、この思想抜きに現代のシステム開発は考えられません。

詳細解説

Cloud Nativeの主な目的は、アプリケーションのデプロイ速度を向上させ、障害に対する耐性（回復力、レジリエンス）を高め、市場の変化に迅速に対応できる俊敏性を獲得することにあります。この思想は、私たちが現在位置する「オーケストレーション（Kubernetes, OpenShift）→ オーケストレーションの役割 → エコシステム」という文脈において、エコシステムの基盤となる概念を定めています。

オーケストレーションとの密接な関係

Cloud Nativeは、アプリケーションを「コンテナ」という標準化された箱に格納し、「マイクロサービス」として細かく分割することを前提としています。このような設計にすることで、Kubernetesなどのオーケストレーションツールが非常に効率よく、かつ自動的に管理できるようになります。

オーケストレーションの役割が「コンテナの配置、スケーリング、監視の自動化」であるならば、Cloud Nativeは「その自動化が最も効率よく機能するようにアプリケーションを設計する方法」を定めているのです。両者は車の両輪のような関係であり、Cloud Nativeの思想なくしてオーケストレーションの恩恵を最大限に受けることは難しいと言えます。

Cloud Nativeを構成する主要な要素

Cloud Nativeなエコシステムを構築するためには、主に以下の4つの技術要素と文化が組み合わされます。

コンテナ化（Containerization）:
アプリケーションとその実行に必要なすべての依存関係をパッケージ化する技術です。Dockerなどが有名ですね。これにより、開発環境、テスト環境、本番環境のどこで実行しても、アプリケーションの動作の一貫性が保証されます。オーケストレーションは、このコンテナを管理の最小単位とします。
マイクロサービス（Microservices）:
巨大なアプリケーション（モノリシック）を、独立してデプロイおよび実行できる小さなサービス群に分割するアーキテクチャです。例えば、ECサイトであれば、「ユーザー認証」「商品カタログ」「決済処理」などが個別のサービスとして稼働します。これにより、あるサービスに不具合があっても、他のサービスに影響を与えにくくなり、全体の回復力が高まります。また、サービスごとに最適なプログラミング言語やデータベースを選択できる柔軟性も魅力です。
イミュータブルインフラストラクチャ（Immutable Infrastructure）:
「不変のインフラストラクチャ」という意味で、一度デプロイされたサーバーや環境は絶対に手動で変更しない、という考え方です。設定を変更する際は、既存の環境を修正するのではなく、新しい設定を持つ環境をゼロから構築し、古い環境と置き換えます。これにより、環境設定のズレ（コンフィグレーション・ドリフト）を防ぎ、デプロイの信頼性が飛躍的に向上します。
継続的デリバリー/インテグレーション（CI/CD）:
コードの変更が自動的にテストされ、本番環境にリリースされるまでのプロセスを自動化する仕組みです。Cloud Nativeの俊敏性を実現する上で最も重要な要素であり、開発者が迅速かつ安全に新しい機能をリリースすることを可能にします。

これらの要素は、オーケストレーションのエコシステムにおいて、アプリケーションがクラウド環境で最高のパフォーマンスを発揮するためのルールブックとして機能しているのです。

なぜCloud Nativeが必要なのか

従来のIT環境では、インフラストラクチャの変更には時間がかかり、アプリケーションのデプロイも手作業が多く含まれていました。しかし、クラウド時代になり、インフラ自体がAPIを通じて操作可能（Infrastructure as Code）となり、リソースの増減が瞬時に行えるようになりました。

この変化に対応するため、アプリケーション側もインフラの自動化能力を前提として設計されなければなりません。Cloud Nativeは、このクラウドの特性を最大限に活かし、「障害は発生するもの」として受け入れ、それをオーケストレーションツールが自動的に修復・スケールすることを前提とした設計思想なのです。

具体例・活用シーン

Cloud Nativeの思想とオーケストレーションの関係を理解するために、「最新鋭の自動化されたピザ工場」をイメージしてみましょう。この比喩を通じて、Cloud Nativeがオーケストレーションのエコシステム内でどのように機能しているかが見えてきます。

ピザ工場のアナロジー

従来の工場（モノリシック）：
巨大な一つのオーブンと、すべての作業を行う熟練の職人チームがいます。ピザの種類を変更したり、生産量を増やしたりするには、工場全体の作業を一時的に停止し、大掛かりな設備の調整が必要です。もしオーブンが故障したら、工場全体がストップしてしまいます。

Cloud Nativeな工場（マイクロサービス＋オーケストレーション）：

マイクロサービス（個別工程）: ピザ作りは「生地の準備」「トッピング」「焼き上げ」「配達手配」といった独立した小さな工程（サービス）に分割されます。
コンテナ化（標準化された機械）: 各工程は、標準化された小型のロボットアームや機械（コンテナ）が担当します。どの機械も、特定の作業を完璧に行うためのツールとマニュアルだけを持っています。
Kubernetes（司令塔）: ロボットアームの配置、稼働状況、そしてピザの流れ全体を管理する中央の司令塔です。
Cloud Nativeの思想（工場の設計原則）:
- 回復力: もし「トッピング」担当のロボットアームが故障しても、司令塔はすぐに新しい予備のアームと交換します。他の工程は止まりません。
- スケーリング: 特定の種類のピザ（例：マルゲリータ）の注文が急増した場合、司令塔はCloud Nativeの原則に従い、「生地の準備」担当のアームの数を自動的に増やし、生産能力を瞬時に拡大します。

この工場のように、Cloud Nativeは、アプリケーションの構成要素（ピザの工程）を標準化し、独立させることで、司令塔（Kubernetes）が最も効率よく、柔軟に、そして回復力をもってシステム全体を運用できる環境を作り出しているのです。これが、オーケストレーションのエコシステム内でCloud Nativeが果たす役割です。

資格試験向けチェックポイント

Cloud Nativeは比較的新しい概念ですが、その構成要素はIT資格試験において頻出テーマです。特に、応用情報技術者試験や高度試験を目指す方は、この概念とオーケストレーションの関係性を深く理解しておく必要があります。

ITパスポート/基本情報技術者試験:
- 出題パターン: Cloud Nativeは「クラウド環境における迅速なサービス提供を実現するための開発・運用手法」として問われます。キーワードとして「コンテナ」「マイクロサービス」「CI/CD」が選択肢や説明文に登場したら、Cloud Nativeを連想できるようにしましょう。
- 重要ポイント: モノリシックなアーキテクチャとの対比で、俊敏性や回復力の向上といったメリットを理解しておくことが重要です。
応用情報技術者試験:
- Cloud Native Computing Foundation (CNCF): Kubernetesを筆頭に、Cloud Nativeな技術のエコシステムを推進する非営利団体として、その役割が問われることがあります。CNCFが管理する主要プロジェクト（Prometheus、Envoyなど）も、エコシステムを構成する要素として押さえておきましょう。
- 設計原則: Cloud Nativeなアプリケーション設計の規範である「12 Factor App」の原則（例：設定情報をコードと分離する、ログをストリームとして扱うなど）が、具体的な設計問題として出題されることがあります。
- オーケストレーションとの関係性: Cloud Nativeは単なる技術ではなく、技術を活かすための「アーキテクチャ原則」であるという構造的な理解が求められます。オーケストレーションの「自動化」という役割を最大限に引き出すための前提条件として理解してください。