# 第1章 クラウドの概要
## 1-1 クラウドとは何か

* クラウドとは
* 元々は、インターネットそのものをクラウド（雲）で表現:cloud:
* ユーザは実態を意識せずに利用できる抽象的な存在
* クラウドコンピューティング→ネットワークが必要

* コンピューティングリソース（資源）
* リソースを複数で分け合う→共有
* リソースをスピーディーに追加→拡張性

* クラウドの定義
* NIST（米国国立標準技術研究所）がガイドライン策定

* 実現の仕組み
* リソースプール
* クラウドを実現するための共有資源
* ユーザの要求に応じて割当
* ハイパーバイザ
* サーバ仮想化環境用ソフトウェア
* ユビキタス
* いつでもどこでもコンピュータネットワークが利用できる環境

* クラウドの特徴
1. オンデマンドセルフサービス
* 自信で好きなときにリソースの増減ができる
* Rapid Deployment（高速に展開（配置））
1. 幅広いネットワーク経由のアクセス
* 利便性向上（環境があれば場所を問わない）
1. リソースの共用
* マルチテナント：リソースプールを複数で共有する→安価
* シングルテナント：リソースプールを特定向けに専用で用意する→信頼性、安全性、カスタマイズ
* オンプレミス：社内にシステムを設置・導入・運用する形態→「非クラウド」
* オフプレミス：一般的なクラウド形態
1. 伸縮性
* 伸縮性（エラスティシティ）：必要に応じていつでも自由に（短時間に）リソースの増減ができる
* 拡張性（スケーラビリティ）：（自由度はないが）リソースの増減ができる仕組み
* ジャストインタイム：環境の変化に応じて必要なものを必要な時に必要な分だけ
1. 計測されるサービス
* pay-as-you-grow
成長に応じた機能追加
規模の拡大に応じた支払い

* 拡張性（スケーラビリティ）
* スケーリング
必要に応じて、システムの処理能力を変えること
* 垂直スケーリング
* スケールアップ：１台ごとの処理能力を上げる
* スケールダウン：１台ごとの処理能力を下げる
* 水平スケーリング
* スケールアウト：機器の台数を増やす
* スケールイン：機器の台数を減らす　

* クラウドバースティング
* リソースの需要（負荷）が高まった
　 ピーク（バースト）時に、クラウド上のリソースに切り替えること

* 内部リソースが上限に達したとき

## 1-2　クラウドのサービスモデル
* サービスモデルの違い
* 利用形態
* 責任範囲：クラウドベンダーとユーザが利用
* コスト　　「境界」

* SaaS
* Software as a Service
* パッケージ製品（ソフトウェアやアプリケーション）を提供するサービス
* 特徴
* 必要なアプリケーションを選んだ使用
* 個々のPCにインストール不要
* バージョン管理、ライセンス管理などもサポート

* PaaS
* Platform as a Service
* H/WやOSなどのプラットフォームを提供
* 特徴
* プラットフォーム上で、特にシステム開発（ミドルウェア）をする場合に利用
* コストを抑えてシステム開発ができる

* IaaS
* Infrastructure as a Service
* サーバ機器やネットワークなどのインフラを提供
* 特徴
* 必要なH/Wスペック、OSなどを自由に選択
* 自由度の高いカスタマイズが可能

* そのたのクラウドサービスモデル
* DaaS
* Data as a Service
* Deskrop as a Service
* 端末のデスクトップ環境をインターネット経由で提供
* クライアントの仮想化
→シンクライアント

* TCO削減
* コンピュータシステムの導入・維持・管理にかかる総費用・総所有コスト

* BaaS
* Backend as a Service
* モバイル・スマートDevice専用の開発環境を提供
* ユーザはAPIを利用して開発
→特定の機能を持つプログラム（部品）

* CaaS
* Communication as a Service
* コミュニケーションに特化したサービスを提供

* BPaaS
* Bussiness Process as a Service
* SaaSの一種
* ビジネスプロセス（人事・総務などの関節部門）をサービスとして提供

* BPO
* 企業内の一部の業務を専門業者に外部委託すること

* NaaS
* Network as a Service
* ネットワークDeviceを提供
* ソフトウェアによって、仮想的なネットワークを構築・実現する

* SDN
* Software Defined Networking

* FaaS
* Function as a Service
* 関数単位の処理を提供
* PaaSの限定的機能

## 1-3 クラウドの実装モデル

## 1-4 クラウドを支える技術と標準化動向
* クラウドを支える技術
* ビッグデータ
* 総務省「事業に役立つ知見導出するためのデータ」
* 食らうたリング
* 複数のコンピュータを接続し、全体で1台のコンピュータとして動作
* グリッドコンピュータ
* 分散処理
* 複数のコンピュータが、ネットワークを介して接続し、全体で1台～
* Hadoop
* 並列分散処理（大量データを複数サーバで実行処理）を実現するオープンソースソフトウェア
* Googleが自社検索エンジンとして開発
* NoSQL
* クラウド向けデータベース管理システム

* クラウドの標準化
* インタークラウド
* 複数のクラウドを統合した環境
* クラウド連携・相互運用
* プロプライエタリ
* 独占的な
* ソースコード、使用などが一切公開されない
* ベンダーロックイン
* 特定のベンダー製品を使用し始めると谷移動ができない状況（使用や規格が異なるため→プロプライエタリ）
* オープンクラウド
* 独自の仕様に偏らないオープンソースベースのクラウド

# 第２章　仮想化技術
## 2-1　仮想化の概要
* サーバの仮想化
* 現在の中心技術
* 1台の物理サーバ上に複数のサーバ（仮想OS）を動作＝「仮想化ソフト」
* 可用性
移動がしやすいこと
ポータビリティ

* 伝送路の仮想化
* チーミング
* 複数のNICをつのNICとして動作させる
* Linuxではボンディングと呼ぶ
* 方式
* フォールトトレランス
* ロードバランシング
* リンクアグリゲーション

* SDNとOpen Flow
* ソフトウェアによって、仮想的なネットワークを作る技術・仕組み
* 近年SDNに変わりOpen Flowが注目

* Open Flow
* SDNを実現→標準化
* 構成
* Open Flowswitch：パケット(フレーム）転送
* Open Flowコントローラ：ネットワークの経路構成管理など
* Open Flowプロトコル：コントローラとswitchを接続（コミュニケーション）

Control Plane Control Plane
→
Data Plane　　　　　　　Data Plan

## 2-2　Server仮想化の実装
ハイパーバイザーの種類と特徴
* ハイパーバイザー
* 物理サーバ上にインストールする仮想ソフトウェア
* Type1とtype2
* サーバ仮想化を実現するソフトウェア
* Type2：ホストOS方式
* 物理サーバ上にOS（ホストOS）をインストールし、その上に、仮想化ソフトウェア（ハイパーバイザ）をインストール
* オーバーヘッドが大きく低パフォーマンス
* 個人ユーザ向け　検証環境
* Type1：ベアメタル方式・ネイティブ方式・ハイパーバイザー方式
* 物理サーバ上に直接ハイパーバイザーをインストール
* オーバーヘッドが少ない高パフォーマンス
* 企業向け仮想化の主流

* モノリシック型

    仮想マシン            仮想マシン
    デバイスドライバ       デバイスドライバ
    　　↕                   ↕
      　　　　ハイパーバイザー
                 ↕
       　　　　  H/W

    * ハイパーバイザーがデバイスドライバーを管理
    
    OS
    ｜
    デバイスドライバ
    ｜
    H/W

## 2-2　サーバ仮想化の実装
* マイクロカーネル型

    管理OS⇔仮想マシン　    　仮想マシン
      ↑ 　　デバイスドライバ　デバイスドライバ
      |         ハイパーバイザー
      ↓             H/W

# 完全仮想化と準仮想化
* 処理効率の違い
* 完全仮想化
* ホストOSのH/Wをエミュレート
* 仮想マシン内のカーネルに変更不要
* 仮想マシンに汎用的なドライバを組み込む
* 準仮想化
* 仮想マシン内に専用のH/Wが存在しているとみなす
* 仮想マシン内のカーネルに変更が必要
* 仮想マシンに特化したドライバを組み込む
* ゲストツール
* 一部のH/Wを準仮想化にするためのツール群

## 2-3　仮想マシン（VM）
* 構成ファイル
1. 構成ファイル
* 仮想マシンのH/W情報。仮想OSなどの設定情報
1. ディスクファイル（仮想ディスク）
* 仮装OSの実データ

## 2-4　仮装マシンハードウェア
* 仮想マシンハードウェア
* オーバーコミット
* 物理リソース以外の容量を、疑似的に仮想マシンに割り当てること
* リソースの稼働率を高める

1. 仮装CPU（VCPU)
* CPUの仮想化技術
* オーバーコミットはタイムライスによって実現
1. 仮装メモリ（VRAM)
* メモリの仮想化技術
* オーバーコミットは重複排除・メモリバールニング・ディスクスワップによって実現
* スワップ
* 物理メモリが不足した際、使用していないメモリ内容を一時的に退避させて、メモリ空間を確保→パフォーマンスが低下

1. 仮装マシンディスク
* 容量固定ディスク（シックプロビジョニング）
* 仮想マシンが使用するディスク容量を固定で確保
* 容量可変ディスク（シンプロビジョニング）
* 仮想マシンが使用するディスク容量を必要に応じて変化
1. 仮想NIC
* 仮想マシン上に搭載

* リソースの割り当て
* パススルー（リダイレクト）
* 仮想マシンに物理デバイスを直接接続させる。割り当てる仕組み。
* SR-10V
* SR-100V対応のデバイスによって仮想マシンのI/O処理を高速化（従来はハイパーバイザーが行っていた）

仮想マシン    仮想マシン            仮想マシン    仮想マシン
　　｜↑　　　　　↑｜　　　　　　　　　　　｜↑　　　　　↑｜
　　ハイパーバイザー                　　ハイパーバイザー　　　←パススルーしている
        ↓｜↓                           ↓　　｜　　↓
　　　ホスト　H/W                    　　SR-10V H/W

## 2-5　ハイパーバイザーとネットワーク
# 仮装スイッチ
* 仮想化ソフトウェアによって構成される論理的なスイッチ
* 仮想マシンの仮想NICと物理マシンの物理NICを接続
* チーミングの実現など

* 分散仮想switch
* 複数のホストを「またがって仮想スイッチを統合する

* Jumboフレーム
* ギガビットイーサネットで使用するフレーム
* NIC、スイッチなど全てが対応していなければならない

* RDP
* Microsoft社が開発(Windows系)
* リモートデスクトップ
* ネットワーク経由で、別のPCに接続して操作
* VNC
* オープンソース、デスクトップ版Linux
* リモートコントロールソフトとして古くから使われている
* SSH
* ポート番号22、暗号化CUIにも対応

# 仮装マシンの再利用
* クローニング
* 仮想マシン環境を他のPCに複製（クローン）すること
* テンプレート
* 仮想サーバのひな型
* スナップショット
* ある時点のデータ（状態）を保存
* 保存済みスナップショットにより復元
* 毎回、すべてのデータを保存している訳ではない

## 2-6　仮想マシンの利用
# 仮想マシンのコンバート
* P2V（Physical to Virtual）
* 物理環境を仮想環境に移行
* サーバ統合、テスト環境、トラブルシューティングなど
* P2C（Physical to Cloud）
* 物理環境をクラウド環境に移行
* P2V→V2C　段階的に行う
* V2V（Virtual to Virtual）
* 仮想環境を同一または別の仮想マシンに移行
* V2C
* 仮想環境をクラウド環境に移行
* C2C
* プライベートクラウド環境をパブリッククラウド環境に移行

## 2-7　ハイパーバイザーの管理とマイグレーション
# 高可用性対策
* アクティブ　アクティブ
* 2台ともアクティブ（メイン）として動作
* 1台が停止した場合は、残りの1台が引き継ぐ
* アクティブ　パッシブ
* 1台がアクティブ（メイン）、1台がパッシブ（待機）で動作
* メインが停止したバわいは、待機が引き継ぐ
* フェールオーバー
* メインサーバから待機（パッシブ）サーバに切り替えること
* フェールバック
* メインサーバに処理が戻ること

# 仮想化環境とマイグレーション
* 異なるホスト間で仮想マシンを移行
* コールドマイブレーション
* 電源が切れた状態で、仮想マシンを移行する

## 第3章　ストレージ技術
# 3-1　ストレージの種類と特徴
* ストレージ
* ハードディスク
* 磁気ディスク（プラッタ）に書き込まれた情報を磁気ヘッドで読み書き
* 長所：大容量、安価
* SSD
* 内蔵メモリチップに読み書き
* 長所：高速、消音

* ストレージのインタフェース
* ATA
* PC用ハードディスクインタフェース
* 内蔵ハードディスク用インタフェースのIDEをANSIによって標準化
* パラレル転送
* SATA
* ATAの後継規格
* シリアル転送
* SCSI
* コンピュータの周辺機器を接続
* パラレル転送
* SAS
* SCSIの後継規格
* パラレル転送
* FC
* ファイバーチャネルSAN用　内蔵ハードディスクインタフェース

# 3-2　コンピュータおとストレージの接続
* コンピュータの接続状態
* DAS
* ストレージをコンピュータに直接接続して利用
* ブロック単位で記憶領域を管理
* NAS
* ストレージをネットワークに直接接続して利用
* ファイル単位で記憶領域を管理
* SAN
* ストレージ専用のネットワーク
* 光ファイバーを使用：ファイバーチャネルSAN
* イーサネットを使用：IP-SAN
* ブロック単位で記憶領域を管理

* 因子エータとターゲット
* 処理を実行する
* ストレージ側

# 第４章　クラウドの導入と設計
## 4-1　クラウド導入時の留意点
* クラウドのライフタイムサイクル
* SLA(Servide Level Agreement)
* サービスレベル合意
* サービス提供者と利用者の間で交わされるサービス品質に関する合意
　→どれぐらいの品質を保証するか？
* QA(Quality Assirance)
* テスト環境（検証用）環境
* PDCAサイクル
* 業務プロセスの管理
PLAN
DO
CHECK
ACT

* ITIL
* IT運用を企業経営に生かすためのノウハウ（お手本）をまとめたもの
* 英国で作成
→日本で行かせる部分を参考にする

* サービスサポート
* 日常的な運用管理について
* サービスデリバリ
* 中長期的な運輸雄管理について

* クラウド導入
* カントリーリスク
* 海外投資の際、相手国の情勢によって、見込んだお金が回収できなくなること
→お金の損失
* データセンタが海外にある場合、相手国のルールに従う(法令、情報規制、証拠差し押さえなど)

* クラウド事業者の評価
* FISC安全策基本
* FISC：金融情報システムセンター
* 金融業界の情報システム利用に関する指針
* ISMS
* 字用法セキュリティに関する認識制度(維持・管理が適切に行われているか→ISO/IeC27001)
* PCI-DSS
* クレジットカード情報を保護するためのセキュリティ基準
* クレジットカード業界の国際的セキュリティ基準
* プライバシー、アーク
* 個人情報の取り扱いに関する認定制度
* ファシリティスタンダード
* 米国基準：Tier
* データセンターの信頼性をTier I~Tier TVで評価
* 日本基準：ファシリティスタンダード
* Tierを日本向けに改良
* データセンターの耐震構造、通信設備、稼働率などのさまざまな評価基準
* Tier I ~Tier TVにアレは馬手評価できるようにした

* SPOF
* 単一障害点
* その箇所が停止すると、システム全体が停止
* システムの弱点
* 対策として、多重化を行う（システムデバイス、ネットワーク回線）

* リージョン
* 地域
* 単一のリージョンでデータセンターを設計すると、自然災害時などに対応できない→可用性が確保できない

* クォータ
* ユーザ（グループ）ごとに、ストレージの使用料を制限すること（上限設定）

* ネットワーク設定・構築
* N+1構成
* 障害に備えた冗長構成
* 最低限の構築に予備分を1台追加

* ネットワークの仮想化
* ホップバイホップ方式
* OpenFlowスイッチ（物理スイッチ・仮想スイッチ）を使用
* オーバーレイ方式