インフラ選定基準の詳細

インフラ選定基準の詳細

各インフラコンポーネントの選定基準を詳しく解説します。

コンピューティングリソースの選定

1. サーバーの選定

選定基準:

• CPU: 処理能力、コア数
• メモリ: 容量、速度
• ストレージ: 容量、タイプ（SSD/HDD）、IOPS
• ネットワーク: 帯域幅、レイテンシ

選定の実践例:

interface ServerSelectionCriteria {
  // CPU要件
  cpu: {
    cores: number; // コア数
    performance: 'low' | 'medium' | 'high'; // パフォーマンスレベル
    architecture: 'x86' | 'arm'; // アーキテクチャ
  };

  // メモリ要件
  memory: {
    size: number; // 容量（GB）
    type: 'standard' | 'high-memory'; // タイプ
  };

  // ストレージ要件
  storage: {
    size: number; // 容量（GB）
    type: 'ssd' | 'hdd'; // タイプ
    iops: number; // IOPS
  };

  // ネットワーク要件
  network: {
    bandwidth: number; // 帯域幅（Gbps）
    latency: number; // レイテンシ（ms）
  };
}

// 選定例: Webサーバー
const webServerCriteria: ServerSelectionCriteria = {
  cpu: {
    cores: 2,
    performance: 'medium',
    architecture: 'x86',
  },
  memory: {
    size: 4,
    type: 'standard',
  },
  storage: {
    size: 20,
    type: 'ssd',
    iops: 3000,
  },
  network: {
    bandwidth: 1,
    latency: 1,
  },
};

// AWS EC2の選定例
// t3.medium: 2 vCPU, 4 GB RAM, ネットワークパフォーマンス: 最大5 Gbps
// → 要件を満たす

選定のポイント:

• ワークロードの特性: CPU集約型、メモリ集約型、I/O集約型を考慮
• スケーリング: 垂直スケーリングと水平スケーリングのバランス
• コスト: パフォーマンスとコストのバランス

2. コンテナの選定

選定基準:

• オーケストレーション: Kubernetes、ECS、EKSなど
• スケーリング: 自動スケーリングの機能
• 可用性: 高可用性の機能
• 管理: 管理の容易さ

選定の実践例:

interface ContainerSelectionCriteria {
  orchestration: {
    type: 'kubernetes' | 'ecs' | 'eks' | 'gke' | 'aks';
    features: string[]; // 必要な機能
  };

  scaling: {
    autoScaling: boolean; // 自動スケーリング
    minReplicas: number; // 最小レプリカ数
    maxReplicas: number; // 最大レプリカ数
  };

  availability: {
    multiAZ: boolean; // マルチAZ
    healthCheck: boolean; // ヘルスチェック
  };

  management: {
    monitoring: boolean; // 監視
    logging: boolean; // ログ
    backup: boolean; // バックアップ
  };
}

// 選定例: マイクロサービス
const microserviceCriteria: ContainerSelectionCriteria = {
  orchestration: {
    type: 'kubernetes',
    features: ['service-discovery', 'load-balancing', 'auto-scaling'],
  },
  scaling: {
    autoScaling: true,
    minReplicas: 2,
    maxReplicas: 10,
  },
  availability: {
    multiAZ: true,
    healthCheck: true,
  },
  management: {
    monitoring: true,
    logging: true,
    backup: true,
  },
};

選定のポイント:

• 複雑さ: オーケストレーションの複雑さと管理コスト
• エコシステム: ツールやサポートの充実度
• 学習コスト: チームのスキルレベル

データベースの選定

1. リレーショナルデータベースの選定

選定基準:

• データモデル: リレーショナルデータの要件
• トランザクション: ACID要件
• スケーラビリティ: 読み書きのスケーラビリティ
• 可用性: 高可用性の機能

選定の実践例:

interface DatabaseSelectionCriteria {
  type: 'relational' | 'nosql' | 'new-sql';

  // データ要件
  data: {
    structure: 'structured' | 'semi-structured' | 'unstructured';
    relationships: boolean; // リレーションシップの必要性
    consistency: 'strong' | 'eventual'; // 一貫性レベル
  };

  // パフォーマンス要件
  performance: {
    readThroughput: number; // 読み取りスループット（ops/s）
    writeThroughput: number; // 書き込みスループット（ops/s）
    latency: number; // レイテンシ（ms）
  };

  // 可用性要件
  availability: {
    uptime: number; // 稼働率（%）
    multiAZ: boolean; // マルチAZ
    backup: boolean; // バックアップ
    replication: boolean; // レプリケーション
  };

  // スケーラビリティ要件
  scalability: {
    dataSize: number; // データサイズ（GB）
    growthRate: number; // 成長率（%/年）
    horizontalScaling: boolean; // 水平スケーリング
  };
}

// 選定例: ECサイトの商品データベース
const productDBCriteria: DatabaseSelectionCriteria = {
  type: 'relational',
  data: {
    structure: 'structured',
    relationships: true,
    consistency: 'strong',
  },
  performance: {
    readThroughput: 10000,
    writeThroughput: 1000,
    latency: 10,
  },
  availability: {
    uptime: 99.9,
    multiAZ: true,
    backup: true,
    replication: true,
  },
  scalability: {
    dataSize: 1000,
    growthRate: 50,
    horizontalScaling: false,
  },
};

// AWS RDS PostgreSQLの選定例
// db.r5.large: 2 vCPU, 16 GB RAM, Multi-AZ対応
// → 要件を満たす

選定のポイント:

• データモデル: データの構造とリレーションシップ
• 一貫性: 強い一貫性が必要か、結果整合性で十分か
• スケーラビリティ: 垂直スケーリングと水平スケーリング

2. NoSQLデータベースの選定

選定基準:

• データモデル: ドキュメント、キー・バリュー、カラムファミリーなど
• スケーラビリティ: 水平スケーリングの機能
• 一貫性: 結果整合性の許容度
• パフォーマンス: 読み書きのパフォーマンス

選定の実践例:

// 選定例: ユーザーセッションデータ
const sessionDBCriteria: DatabaseSelectionCriteria = {
  type: 'nosql',
  data: {
    structure: 'semi-structured',
    relationships: false,
    consistency: 'eventual',
  },
  performance: {
    readThroughput: 50000,
    writeThroughput: 50000,
    latency: 5,
  },
  availability: {
    uptime: 99.9,
    multiAZ: true,
    backup: true,
    replication: true,
  },
  scalability: {
    dataSize: 100,
    growthRate: 100,
    horizontalScaling: true,
  },
};

// AWS DynamoDBの選定例
// オンデマンドモード: 自動スケーリング、高可用性
// → 要件を満たす

選定のポイント:

• データアクセスパターン: アクセスパターンに適したデータモデル
• スケーラビリティ: 水平スケーリングの容易さ
• コスト: 使用量に応じたコスト

ネットワークの選定

1. CDNの選定

選定基準:

• カバレッジ: エッジロケーションの数と分布
• パフォーマンス: キャッシュの効率、レイテンシ
• 機能: セキュリティ、動的コンテンツのサポート
• コスト: 転送量に応じたコスト

選定の実践例:

interface CDNSelectionCriteria {
  coverage: {
    edgeLocations: number; // エッジロケーション数
    regions: string[]; // 対象リージョン
  };

  performance: {
    cacheHitRate: number; // キャッシュヒット率（%）
    latency: number; // レイテンシ（ms）
  };

  features: {
    ssl: boolean; // SSL/TLSサポート
    compression: boolean; // 圧縮
    http2: boolean; // HTTP/2サポート
    security: boolean; // セキュリティ機能（WAFなど）
  };

  cost: {
    dataTransfer: number; // データ転送料金（$/GB）
    requests: number; // リクエスト料金（$/1000リクエスト）
  };
}

// 選定例: グローバルWebサイト
const globalCDNCriteria: CDNSelectionCriteria = {
  coverage: {
    edgeLocations: 200,
    regions: ['us', 'eu', 'ap'],
  },
  performance: {
    cacheHitRate: 90,
    latency: 50,
  },
  features: {
    ssl: true,
    compression: true,
    http2: true,
    security: true,
  },
  cost: {
    dataTransfer: 0.085,
    requests: 0.0075,
  },
};

// AWS CloudFrontの選定例
// 200以上のエッジロケーション、WAF統合
// → 要件を満たす

選定のポイント:

• グローバル展開: グローバルなユーザーへの配信
• 動的コンテンツ: 動的コンテンツのサポート
• セキュリティ: DDoS対策、WAFの統合

2. ロードバランサーの選定

選定基準:

• タイプ: Application Load Balancer、Network Load Balancerなど
• 機能: ヘルスチェック、SSL終端、セッションアフィニティ
• パフォーマンス: スループット、レイテンシ
• 可用性: 高可用性の機能

選定の実践例:

interface LoadBalancerSelectionCriteria {
  type: 'application' | 'network' | 'classic';

  features: {
    healthCheck: boolean; // ヘルスチェック
    sslTermination: boolean; // SSL終端
    sessionAffinity: boolean; // セッションアフィニティ
    pathBasedRouting: boolean; // パスベースルーティング
  };

  performance: {
    throughput: number; // スループット（Gbps）
    latency: number; // レイテンシ（ms）
    connections: number; // 同時接続数
  };

  availability: {
    multiAZ: boolean; // マルチAZ
    healthCheck: boolean; // ヘルスチェック
  };
}

// 選定例: Webアプリケーション
const webAppLBCriteria: LoadBalancerSelectionCriteria = {
  type: 'application',
  features: {
    healthCheck: true,
    sslTermination: true,
    sessionAffinity: true,
    pathBasedRouting: true,
  },
  performance: {
    throughput: 10,
    latency: 10,
    connections: 100000,
  },
  availability: {
    multiAZ: true,
    healthCheck: true,
  },
};

// AWS Application Load Balancerの選定例
// レイヤー7ロードバランシング、自動スケーリング
// → 要件を満たす

選定のポイント:

• レイヤー: レイヤー4（L4）かレイヤー7（L7）か
• 機能: 必要な機能（SSL終端、パスベースルーティングなど）
• パフォーマンス: スループットとレイテンシの要件

ストレージの選定

1. オブジェクトストレージの選定

選定基準:

• 容量: 無制限の容量
• 耐久性: データの耐久性
• 可用性: 高可用性
• コスト: ストレージクラスに応じたコスト

選定の実践例:

interface ObjectStorageSelectionCriteria {
  capacity: {
    unlimited: boolean; // 無制限の容量
    maxSize: number; // 最大ファイルサイズ（GB）
  };

  durability: {
    durability: number; // 耐久性（99.999999999%）
    versioning: boolean; // バージョニング
  };

  availability: {
    uptime: number; // 稼働率（%）
    multiRegion: boolean; // マルチリージョン
  };

  cost: {
    storage: number; // ストレージ料金（$/GB/月）
    requests: number; // リクエスト料金（$/1000リクエスト）
    dataTransfer: number; // データ転送料金（$/GB）
  };
}

// 選定例: 静的ファイルストレージ
const staticFileStorageCriteria: ObjectStorageSelectionCriteria = {
  capacity: {
    unlimited: true,
    maxSize: 5,
  },
  durability: {
    durability: 99.999999999,
    versioning: true,
  },
  availability: {
    uptime: 99.9,
    multiRegion: false,
  },
  cost: {
    storage: 0.023,
    requests: 0.005,
    dataTransfer: 0.09,
  },
};

// AWS S3の選定例
// Standardストレージクラス: 高耐久性、高可用性
// → 要件を満たす

選定のポイント:

• ストレージクラス: アクセスパターンに応じたストレージクラス
• ライフサイクル: ライフサイクルポリシーの設定
• コスト最適化: 使用頻度に応じたストレージクラスの選択

まとめ

インフラ選定基準の詳細のポイント：

• コンピューティング: ワークロードの特性に応じた選定
• データベース: データモデルと一貫性要件に応じた選定
• ネットワーク: グローバル展開とパフォーマンス要件に応じた選定
• ストレージ: アクセスパターンとコスト要件に応じた選定
• 総合的な評価: 各コンポーネントを総合的に評価

適切なインフラ選定により、システムのパフォーマンス、可用性、コストを最適化できます。