CloudFormation（クラウドフォーメーション）

2025年11月1日

CloudFormation（クラウドフォーメーション）

英語表記: CloudFormation

概要

CloudFormationは、Amazon Web Services (AWS) 環境におけるインフラストラクチャをコードとして定義し、自動的にプロビジョニングおよび管理するためのサービスです。サーバOS（Linux ServerやWindows Server）をデプロイし、稼働させるための基盤となるネットワーク、ストレージ、セキュリティ設定などのリソース群を、YAMLやJSON形式のテンプレートファイルに基づいて一貫性のある状態に構築できます。これは、手作業による設定ミスを防ぎ、必要なインフラを迅速かつ何度でも再現可能にする、現代の「インフラ自動化」において中核をなす、非常に強力なツールです。

詳細解説

CloudFormationは、大規模なシステム運用における「自動化と構成管理」の基盤を築く上で、極めて重要な役割を果たします。従来の運用では、新しいサーバOS環境を立ち上げる際、ネットワークの構築、IPアドレスの割り当て、ロードバランサーの設定などを、管理者がAWSの管理コンソール上で手動で行う必要がありました。この手動作業は時間がかかるだけでなく、ヒューマンエラーの原因となり、環境ごとに設定のズレ（コンフィグレーション・ドリフト）が生じるリスクを常に抱えていました。

IaC (Infrastructure as Code) の実現

CloudFormationは、この課題を解決するために「Infrastructure as Code (IaC)」の概念を実現します。インフラの設計図をコード（テンプレート）としてバージョン管理システム（Gitなど）で管理することで、インフラの変更履歴を追跡可能にし、誰がいつ、どのような変更を加えたのかを明確にできます。これは、サーバOSのパッチ適用や設定変更と同じく、インフラ管理においても監査可能性と信頼性を高めるために不可欠な手法です。

主要な構成要素

CloudFormationの運用を理解する上で、以下の3つの主要な要素は必ず押さえておく必要があります。

テンプレート (Template):
インフラストラクチャの設計図そのものです。YAMLまたはJSON形式で記述され、必要なAWSリソース（EC2インスタンス、VPC、S3バケット、IAMロールなど）とその設定パラメータを宣言的に定義します。テンプレートは、インフラの「あるべき姿」を記述するものであり、CloudFormationはこのテンプレートの内容を実現するために必要な手順を自動で実行します。
スタック (Stack):
テンプレートに基づいて実際にAWS上に構築されたリソース群の集合体を指します。CloudFormationは、このスタック全体を単一のユニットとして管理します。たとえば、「本番Webサーバ環境」というスタックを作成すれば、そのスタックにはWebサーバ用のEC2、関連するデータベース、セキュリティグループなど、環境全体がパッケージ化されて含まれます。
チェンジセット (Change Sets):
既存のスタックを更新する際に、新しいテンプレートを適用する前に、どのような変更が発生するかを事前に確認するための機能です。これにより、意図しないリソースの削除や設定変更を防ぐことができ、特に稼働中のサーバOS環境に影響を与える可能性のある変更を安全に進めることが可能になります。

サーバOS管理における位置づけ

サーバOS（Linux/Windows）の「自動化と構成管理」のワークフローにおいて、CloudFormationは土台作りを担当します。

CloudFormationの役割: 仮想マシン（EC2）の起動、ネットワーク（VPC）の構成、ストレージ（EBS）の接続、セキュリティグループの設定など、OSが動作するためのインフラレイヤーを準備します。
設定管理ツールの役割（例：Ansible, Chef）: CloudFormationが準備したEC2インスタンス上で、OS内部の設定（ミドルウェアのインストール、ユーザーアカウントの作成、設定ファイルの編集など）を行います。

このように、CloudFormationは「インフラ自動化」の最上流に位置し、その後のOS内部の「構成管理」プロセスがスムーズに進むための、確実で再現性の高い基盤を提供しています。これにより、管理者はインフラの差異に悩まされることなく、OSそのものの運用やアプリケーションのデプロイに集中できるようになるのです。これは、現代のスピード感あるITサービス提供において、非常に大きなメリットをもたらします。

具体例・活用シーン

CloudFormationは、特に環境の再現性と一貫性が求められるシーンで真価を発揮します。サーバOSを扱う管理者にとって、次のような活用シーンは日常的に発生します。

開発・テスト環境の迅速な構築と破棄
- 新しいバージョンのOSやアプリケーションのテストを行う際、本番環境と完全に同一のインフラ環境を数分で立ち上げ、テスト終了後には完全に破棄することができます。これにより、テスト環境の準備にかかる時間が劇的に短縮されます。
災害対策（DR）環境の自動デプロイ
- 万が一の障害に備え、別のリージョンにバックアップ環境を用意する場合、CloudFormationのテンプレートさえあれば、手動で複雑な設定を行うことなく、本番環境と全く同じ構成のDR環境をボタン一つで構築できます。
環境の標準化
- 企業内で利用するLinuxサーバやWindowsサーバの標準的なテンプレート（セキュリティ要件を満たしたVPC、特定の監視設定を含む）をCloudFormationテンプレートとして定義することで、部門やプロジェクトを問わず、常に標準化されたインフラ上でOSを運用できます。

具体的な比喩（レゴブロックの設計図）

CloudFormationを初めて学ぶ方にとって、最もわかりやすい比喩は「究極のレゴブロックの設計図」です。

想像してみてください。あなたは巨大な城（システムインフラ）をレゴブロック（AWSリソース）で作りたいと考えています。手動でブロックを積み上げる（管理コンソールで設定する）と、毎回微妙に形が違ったり、途中でブロックが足りなくなったり、時間がかかったりしますよね。

しかし、CloudFormationは違います。CloudFormationテンプレートは、その城を完全に再現するための詳細な設計図です。この設計図を機械（CloudFormationサービス）に渡せば、機械は必要なレゴブロックを自動で選び出し、指示された通りに、間違いなく、完璧な城を完成させます。

さらに素晴らしいのは、この設計図があれば、何度でも、世界中のどこでも、全く同じ城を瞬時に作り出すことができる点です。もし城の一部（セキュリティグループ）を変更したい場合でも、設計図を少しだけ修正して機械に渡せば、機械は既存の城を壊さずに、必要な部分だけを安全に改築してくれるのです。

この「設計図（コード）によってインフラを管理する」という考え方こそが、サーバOSの安定運用と「自動化と構成管理」の鍵を握っているのです。

資格試験向けチェックポイント

CloudFormationは、AWSのコアサービスであり、ITパスポート試験で問われる「IaC」の概念から、応用情報技術者試験で求められるシステム運用管理の高度な知識まで、幅広く関連します。特に以下の点は、試験対策として重要です。

ITパスポート/基本情報技術者試験レベル:
- IaC (Infrastructure as Code) の概念: インフラをコードで管理し、自動化・再現性を高めるという基本思想を理解しておく必要があります。CloudFormationは、このIaCを実現する代表的なツールの一つであると認識しましょう。
- 宣言的アプローチ: CloudFormationは「どうあるべきか（What）」を記述する宣言的なアプローチを採用しています。手順（How）を記述する命令的アプローチとの違いを理解しておくと役立ちます。
応用情報技術者試験レベル:
- スタックとテンプレートの関係性: テンプレートが設計図、スタックがその実行結果であるという構造を把握してください。
- 設定管理ツールとの連携: CloudFormationがインフラ基盤（EC2など）を構築し、AnsibleやChefなどの設定管理ツールがOS内部の設定を行うという、役割分担を理解することが重要です。これにより、運用管理の効率化や継続的デリバリー（CD）の実現にどう貢献するかを論理的に説明できるように準備しましょう。
- 冪等性（べきとうせい）の確保: CloudFormationは、何度実行しても同じ結果が得られる「冪等性」を確保しやすいツールです。これにより、サーバOS環境の構成管理において、常に安定した状態を維持できるというメリットを覚えておきましょう。