【サーバーNo.550】今更聞けない！システムインフラストラクチャーをサクッと解説

この記事では、システムインフラストラクチャーについて、初心者の方にもわかりやすく解説しています。基礎から具体例まで詳しくまとめていますので、ぜひ最後までご覧ください。

Table of Contents

システムインフラストラクチャーとは？

システムインフラストラクチャーとは、コンピュータシステムやネットワークを支える基盤となるハードウェアやソフトウェアの総称です。具体的には、サーバー、ストレージ、ネットワーク機器、OS、ミドルウェアなどが含まれます。これらの要素が連携し、アプリケーションやサービスが正常に稼働する環境を提供します。

わかりやすい具体的な例

家庭内Wi-Fiネットワーク

flowchart LR A[インターネット回線] --> B[Wi-Fiルーター] B --> C[スマートフォン] B --> D[パソコン] B --> E[タブレット] %% 注釈: インターネット回線はISPから提供され、Wi-Fiルーターを通じて各デバイスに接続されます。

家庭で使うWi-Fiネットワークも小さなシステムインフラストラクチャーです。インターネット回線からルーターを通じてスマホやパソコンがつながる構造になっています。

企業のデータセンター

flowchart TD A[データセンター] --> B[サーバールーム] B --> C[物理サーバー] B --> D[ネットワークスイッチ] C --> E[仮想マシン] %% 注釈: データセンターは多数の物理サーバーやネットワーク機器を保有し、仮想環境も含めてITサービスを支えます。

企業のデータセンターでは、多数のサーバーやネットワーク機器が配置され、アプリケーションを安定稼働させるための基盤が整っています。これも大規模なシステムインフラストラクチャーの一例です。

システムインフラストラクチャーはどのように考案されたのか

システムインフラストラクチャーは、1960年代から70年代にかけてメインフレームコンピュータの登場とともに発展しました。当初は一台の大型コンピュータで処理を行っていましたが、1980年代にはクライアントサーバー型へと移行し、多様なハードウェアとネットワークが必要になりました。この背景には、ビジネスのIT依存度が増し、多様な業務を支えるための柔軟なシステム基盤が求められたことが挙げられます。

flowchart LR A[1960年代: メインフレーム登場] --> B[1970年代: ネットワークの普及] B --> C[1980年代: クライアントサーバー型の普及] C --> D[1990年代: インターネットの普及とともに拡張] %% 注釈: 時代ごとにIT基盤の重要性が増し、柔軟でスケーラブルなインフラが求められました。

考案した人の紹介

システムインフラストラクチャーの基礎概念に大きく貢献したのはIBMのジョン・バックス氏です。彼は1960年代にメインフレームの設計に関わり、安定したIT基盤の重要性を唱えました。その後、ネットワークインフラの発展にも尽力し、現在の分散型システムの原型を作り上げました。

考案された背景

システムインフラストラクチャーは、産業のIT化が急速に進んだ1960〜1990年代の経済成長期に考案されました。当時、企業活動のデジタル化に伴い、大量のデータ処理と安定した通信環境が求められたことが背景となっています。

システムインフラストラクチャーを学ぶ上でつまづくポイント

システムインフラストラクチャーを学ぶ際、多くの人が「物理サーバー」「仮想化」「ネットワーク構成」といった専門用語でつまずきます。特に仮想化とは、一つの物理サーバー上に複数の仮想マシンを動かす技術で、仕組みが直感的に理解しづらい点があります。これらの概念は、ネットワーク、ストレージ、セキュリティなど他の分野と密接に関連しているため、単体ではなく全体像を意識して学ぶことが大切です。

システムインフラストラクチャーの構造

システムインフラストラクチャーは、物理層（ハードウェア）、ネットワーク層、仮想化層、運用管理層の4つで構成されています。物理層にはサーバーやストレージ、ネットワーク機器が含まれ、仮想化層では仮想マシンやコンテナが動作します。運用管理層は、システム全体の監視やメンテナンスを行う仕組みです。

flowchart TD A[物理層: サーバー/ストレージ] --> B[ネットワーク層: ルーター/スイッチ] B --> C[仮想化層: 仮想マシン/コンテナ] C --> D[運用管理層: 監視/メンテナンスツール] %% 注釈: 各層は密接に連携し、安定したシステムを提供します。

システムインフラストラクチャーを利用する場面

システムインフラストラクチャーは、企業の業務システムやクラウドサービスの運用に欠かせない存在です。

利用するケース1

金融機関のオンラインバンキングシステムでは、システムインフラストラクチャーが重要な役割を果たします。数百万件の取引データを安全かつ高速に処理するため、冗長構成のサーバーや強固なネットワーク設備が導入されています。また、仮想化技術により障害時の迅速な復旧を実現し、顧客サービスの安定性を確保しています。

flowchart LR A[取引データ] --> B[冗長構成のサーバー] B --> C[ネットワークスイッチ] B --> D[データベースサーバー] D --> E[バックアップシステム] %% 注釈: 障害対応・安全性確保のため、多層防御のインフラが構築されています。

利用するケース2

大手ECサイトのシステムでは、世界中の顧客アクセスに対応するため、スケーラブルなクラウドベースのシステムインフラストラクチャーが採用されています。ロードバランサーで負荷を分散し、仮想サーバーを自動的に増減させることで、アクセス増加にも柔軟に対応します。これにより、常に快適なユーザー体験を提供しています。

flowchart TD A[顧客アクセス] --> B[ロードバランサー] B --> C[仮想サーバー群] C --> D[データベースクラスタ] D --> E[CDN: コンテンツ配信] %% 注釈: クラウドインフラによりスケーラビリティと可用性を実現。

さらに賢くなる豆知識

近年では、環境に配慮したグリーンITの観点から、エネルギー効率の高いシステムインフラストラクチャーの設計が注目されています。データセンターでは、自然冷却を活用したり、再生可能エネルギーを導入したりする取り組みが進んでいます。

あわせてこれも押さえよう！

システムインフラストラクチャーの理解において、あわせて学ぶ必要があるサーバーについて5個のキーワードを挙げて、それぞれを簡単に説明します。

仮想サーバー

物理サーバー上で複数稼働できる柔軟なサーバー環境です。

クラウドサーバー

インターネット経由で提供されるサーバーサービスで、拡張性に優れます。

専用サーバー

特定ユーザー専用に提供される物理サーバーで、高いパフォーマンスを確保します。

VPS（仮想専用サーバー）

仮想化技術により、1台の物理サーバーを複数の仮想専用サーバーに分割したものです。

データベースサーバー

大量のデータを効率よく管理・処理するために特化したサーバーです。

まとめ

システムインフラストラクチャーを理解することで、ITの基盤がどのように構築・運用されているかが把握でき、トラブル発生時の原因究明や対応力が向上します。また、IT業界だけでなく、日常生活で利用するサービスの裏側も見えるようになります。