【サーバーNo.555】今更聞けない！スケーラブルインフラストラクチャーをサクッと解説

本記事では、スケーラブルインフラストラクチャーという用語について、初心者の方にもわかりやすく解説しています。どんな場面で役立つのか、具体例や背景も交えて丁寧にまとめました。

Table of Contents

スケーラブルインフラストラクチャーとは？

スケーラブルインフラストラクチャーとは、システムの負荷が増えた際に柔軟に対応できるよう、リソースを動的に増減できるインフラのことです。具体的には、ユーザー数やアクセス数が急増した場合でも、サービスのパフォーマンスを維持しやすい仕組みになっています。

わかりやすい具体的な例

オンラインショップのセール時のサーバー対応

flowchart TD A[ユーザー数の急増] --> B[負荷の増加] B --> C{スケーラブルインフラストラクチャー導入} C --> D[サーバー台数自動増加] D --> E[安定したサービス提供] note right of C: オートスケーリング機能で自動対応

オンラインショップがセール時にアクセス集中しても、スケーラブルインフラストラクチャーならサーバーが自動で増えてサイトが落ちません。

動画配信サービスの視聴者数増加対応

flowchart TD A[視聴者数増加] --> B[サーバーリソース不足] B --> C{スケーラブルインフラ導入} C --> D[必要に応じてリソース追加] D --> E[視聴中断防止] note right of C: クラウド環境でスムーズ対応

動画配信サービスでは、人気コンテンツ公開時でも自動的にサーバーリソースが増えるため、視聴が途切れることがありません。

スケーラブルインフラストラクチャーはどのように考案されたのか

スケーラブルインフラストラクチャーは、2000年代にクラウドコンピューティングが普及し始めたころ、従来の物理サーバーだけでは急激な需要変動に対応できないという課題から考案されました。Amazon Web Services（AWS）やGoogle Cloud Platform（GCP）が台頭し、クラウド上で柔軟なリソース割当が可能となったことで実現されました。

flowchart TD A[2000年代クラウド登場] --> B[物理サーバーの限界] B --> C[需要変動への課題] C --> D{スケーラブルインフラ考案} D --> E[リソースの柔軟割当] note right of D: クラウド技術の発展が背景

考案した人の紹介

ヴェルナー・フォーゲルス氏は、AWSのCTOとしてクラウド環境におけるスケーラブルインフラの普及に大きく貢献しました。彼は、分散システムの研究者としてキャリアを積み、2004年にAmazonに参画。その後、クラウドサービスのアーキテクチャ設計に携わり、世界中で安定したインフラの実現に導きました。

考案された背景

インターネット利用者の急増に伴い、従来の固定リソース型サーバーでは対応しきれない時代が到来しました。特にEコマースやSNSなど、利用者数の波が激しいサービスにおいて、必要なときにリソースを追加できる柔軟な仕組みが求められたことが背景です。

スケーラブルインフラストラクチャーを学ぶ上でつまづくポイント

スケーラブルインフラストラクチャーを理解する際、多くの人が「どのように自動でリソースが調整されるのか」をイメージしづらいと感じます。また、クラウド特有の用語（例：オートスケーリング、ロードバランサー）に馴染みがないため戸惑う方が多いです。それぞれの用語と仕組みを図解で視覚的に理解するとスムーズに習得できます。

スケーラブルインフラストラクチャーの構造

スケーラブルインフラストラクチャーは、クラウド環境を基盤に、仮想マシン（VM）やコンテナを必要に応じて追加・削除する仕組みです。ロードバランサーがトラフィックを均等に分散し、モニタリングツールが負荷状況を監視、設定した条件でリソースのスケールアウト・スケールインを行います。

flowchart TD A[ユーザーリクエスト] --> B[ロードバランサー] B --> C[複数サーバー群 (VM/コンテナ)] C --> D[モニタリングツール] D --> E{負荷が高い?} E -- Yes --> F[サーバー追加] E -- No --> G[現状維持 or サーバー削減] note right of D: 負荷状況に応じて自動調整

スケーラブルインフラストラクチャーを利用する場面

主にアクセス数や負荷が変動するオンラインサービスで活用されます。

利用するケース1

動画配信プラットフォームでは、新作映画や人気ドラマの配信開始直後に視聴者数が急増します。スケーラブルインフラストラクチャーを導入することで、アクセス集中時にもスムーズな視聴環境が維持され、サーバーダウンを防げます。

flowchart TD A[新作配信開始] --> B[視聴者数急増] B --> C[負荷増大] C --> D{スケーラブルインフラ対応} D --> E[リソース拡張で安定運用]

利用するケース2

ECサイトの大型セールやキャンペーン時も同様に、スケーラブルインフラストラクチャーが活躍します。通常時は最小限のリソースで運用し、セール時は自動でサーバーを増やすことでコストとパフォーマンスのバランスを保ちます。

flowchart TD A[大型セール開始] --> B[アクセス数急増] B --> C[サーバー負荷増] C --> D{スケーラブルインフラ対応} D --> E[必要な分だけリソース追加]

さらに賢くなる豆知識

スケーラブルインフラストラクチャーは単にリソースを増減するだけでなく、「スケールアップ」と「スケールアウト」の違いがポイントです。前者は既存サーバーの性能強化、後者はサーバー台数を増やす手法で、用途に応じて使い分けることが効率化の鍵です。

あわせてこれも押さえよう！

スケーラブルインフラストラクチャーの理解を深めるために、関連するサーバーの用語も押さえておくと役立ちます。

ロードバランサー

トラフィックを複数のサーバーに分散させ、負荷を均等にする仕組みです。

オートスケーリング

サーバーの負荷状況に応じて、自動的にリソースを追加・削減する技術です。

仮想マシン（VM）

物理サーバー上に作成される仮想環境で、独立したOSやアプリを動かせます。

コンテナ

軽量な仮想環境で、アプリケーションの実行に必要な環境を一括管理できます。

モニタリングツール

サーバーの稼働状況や負荷をリアルタイムで監視し、異常を検知します。

まとめ

スケーラブルインフラストラクチャーを理解することで、急激なアクセス増にも対応できる強いシステム設計が可能になります。業務効率化やコスト削減にもつながり、ITインフラの最適化を実現できます。