サーバーレスアーキテクチャとは？AWS Lambdaの機能・メリット・仮想サーバーとの違い

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サーバーレスアーキテクチャとは

サーバーレスアーキテクチャは、アプリケーションを実行する際に、開発者がサーバーの構築や運用を意識せずに済む仕組みです。

システムを構成する基盤部分はクラウドベンダーが管理し、開発者はビジネスロジックの実装に集中できる点が大きな特徴です。

サーバーレスとは「サーバーが存在しない」という意味ではなく、「サーバーを意識せずに利用できる」という考え方を指します。

従来はアプリケーションを動かすためにインフラ環境を準備し、運用まで担う必要がありましたが、サーバーレスではその工程をクラウドサービスに任せられます。

このアーキテクチャでは、コードがイベント駆動で実行される点が特徴です。必要なときだけ起動し、処理が終わると自動的に停止するため、インフラコストや無駄なリソースの使用が抑えられます。

また、自動スケーリングや高可用性といった機能も標準で備わっており、システム運用の負担が大幅に軽減されます。

サーバーレスと従来型の違い

従来型のアーキテクチャでは、仮想マシンやコンテナを用意し、OSやミドルウェアの構成を含めた環境全体を管理する必要があります。

これに対してサーバーレスでは、アプリケーションコードとその依存関係のみを用意すれば、あとの実行環境やリソースの管理はクラウド側に委ねられます。

また、従来型では常時稼働を前提とした設計が必要でしたが、サーバーレスはイベント発生時のみ動作する設計であるため、処理がない時間帯のリソースを確保する必要がありません。この点で、運用コストとリソース最適化の面でも優位性があります。

代表的なサービス

サーバーレスアーキテクチャの代表的な実装例として挙げられるのが、AWSが提供する「AWS Lambda」です。関数単位でコードを登録し、トリガーに応じて自動実行される仕組みが特徴です。

その後、Googleは「Google Cloud Functions」、Microsoftは「Azure Functions」を提供し、主要なクラウドベンダーがサーバーレスに対応するようになりました。

これらのサービスは、いずれもイベントドリブンの実行モデルや従量課金制を採用しており、使った分だけ支払う仕組みでコスト効率も高いと評価されています。ビジネスのスピードと柔軟性が求められる現代において、サーバーレスは有力な選択肢となっています。

サーバーレスアーキテクチャの仕組み

サーバーレスアーキテクチャが注目を集めている理由のひとつは、そのユニークな動作原理にあります。従来のサーバー常時稼働型とは異なり、リソースを必要とするタイミングだけで処理が実行される仕組みのため、効率的で柔軟性の高い運用が可能になります。

このセクションでは、サーバーレスの動作構造と、従来のバックエンドとの違いについて解説します。

イベント駆動型の構造

サーバーレスは「イベントドリブン（イベント駆動型）」で動作します。これは、特定のイベント（例：APIの呼び出し、ファイルのアップロード、データベースの更新など）が発生したときに、あらかじめ定義された関数が自動で実行される仕組みです。

このモデルにより、ユーザーの操作やシステム内の変化をトリガーとして、必要な処理を即時に実行できるため、柔軟でスピーディなサービス提供が可能になります。

また、アイドル状態のリソースを抱えることがないため、リソースの最適化とコスト削減にも直結します。

処理の流れとスケーリング

イベント発生時、クラウドプロバイダーは自動的に処理用のコンテナを立ち上げ、対象の関数を実行します。処理が完了すると、リソースは自動で解放され、待機状態に戻ります。

この一連のプロセスはユーザーが意識することなく行われ、すべてクラウド側で完結します。

さらに、サーバーレスは「自動スケーリング」に対応しており、同時に多数のリクエストが発生した場合でも、必要なだけ並列で関数を実行するように設計されています。

これにより、アクセスの急増や突発的なトラフィックにも強く、柔軟にリソースを増減させられます。

バックエンド構成の変化

サーバーレスアーキテクチャの普及により、従来のモノリシックなバックエンド構成から、「マイクロサービス」や「FaaS（Function as a Service）」をベースとした構成への移行が進んでいます。

開発者はシステム全体を一括で管理するのではなく、処理ごとに独立した関数を用意し、それらを連携させる形でアプリケーションを構築します。

このような設計は、変更や拡張が容易であり、開発スピードや保守性の向上につながります。

また、各機能が疎結合であるため、障害発生時の影響範囲が限定される利点もあります。結果として、システム全体の信頼性と柔軟性を高められます。

サーバーレスアーキテクチャのメリット

サーバーレスアーキテクチャは、開発体制やシステム要件に大きな影響を与える技術です。導入によって得られるメリットには次のようなことが挙げられます。

サーバーレスを導入することで、インフラ運用からの解放やコストの最適化、スケーラビリティの向上といった多くの利点が得られます。

インフラ運用が不要

サーバーの構築やメンテナンス、OSの管理といった作業はクラウドベンダーが担うため、開発者はアプリケーションの実装や改善に専念できます。

従量課金によるコスト最適化

リソースを使用した分だけ課金されるため、低頻度の処理や一時的なアクセスに対しても無駄なくコストを抑えられます。

自動スケーリング対応

アクセス数が増加しても、クラウドサービス側で処理を自動的にスケーリングしてくれるため、負荷分散の仕組みを自前で構築する必要がありません。

サーバーレスアーキテクチャのデメリット

利便性の高いサーバーレスアーキテクチャですが、特定の制約や構造上の課題により、すべてのユースケースに適しているわけではありません。次のことに気をつけましょう。

関数の実行時間に制限がある

各関数には実行時間の上限が設定されており、長時間処理を要するバッチや動画変換などには利用しづらい特性があります。

ベンダーロックインの可能性

AWSやGCPなど各サービスに依存した仕様となるため、一度あるクラウドに構築すると、他の環境への移行には大きな手間とコストがかかります。

デバッグや監視の難易度が上がる

クラウド環境に閉じた実行モデルであるため、ローカルでの再現性が低く、トラブル発生時の原因特定や検証が難しいケースがあります。

導入が向いているケース／向いていないケース

サーバーレスはあらゆるシステムに適用できるわけではなく、用途に応じた使い分けが重要です。向いているパターンとそうでないパターンを整理することで、導入の判断材料になります。

サーバーレスが向いているケース

短時間の処理を中心とした軽量なアプリケーション、イベント駆動型のシステム、アクセス頻度がまばらなAPIなどに適しています。

プロトタイピングや小規模サービスの立ち上げにも有効です。

サーバーレスが不向きなケース

長時間にわたる処理やステートフルなアプリケーション、常時稼働が求められる基幹システムなどには適していません。

リソース制御やパフォーマンスの一貫性が重視される場合は、仮想マシンやコンテナ型のほうが安定します。

サーバーレスアーキテクチャに対応した主なクラウドサービス

サーバーレスアーキテクチャの普及に伴い、各クラウドベンダーは独自のサーバーレス実行環境を提供しています。

それぞれのサービスは基本的な考え方こそ共通していますが、機能や得意分野に違いがあります。代表的な3つのサービスを紹介します。

AWS Lambda

AWS Lambdaは、サーバーレスアーキテクチャの代表格として最も広く使われているサービスです。

Amazon Web Services（AWS）が提供しており、イベント駆動型の実行環境として非常に高い柔軟性を備えています。

Cloud Run functions

Cloud Run functionsは、Google Cloudが提供するサーバーレス実行環境です。

Googleのエコシステムと親和性が高く、特にGoogle Cloud StorageやFirebase、BigQueryなどと連携したシステム構築に適しています。

Azure Functions

Azure Functionsは、Microsoft Azureが提供するサーバーレスプラットフォームで、Microsoft製品との連携に強みを持つサービスです。

特に、Office 365やAzure DevOps、Power Platformと組み合わせた業務アプリケーションの自動化に活用されるケースが増えています。

サーバーレスアーキテクチャと仮想サーバーの違いは？

サーバーレスアーキテクチャを採用したAWS Lambdaと、従来のサーバーを仮想化したAmazon EC2では、機能やコスト、保守などの運用面で大きな違いがあります。

AWS Lambdaにはセキュリティ面でのメリットもありますが、運用するにあたって、それぞれのメリット／デメリットをそのまま受け止めていいのかというと、一概にはいえない部分もあります。

用途に応じてシステム内容をしっかり把握しておく必要があるでしょう。

サーバーレスアーキテクチャ導入時の注意点と選定ポイント

サーバーレスアーキテクチャは、開発効率やスケーラビリティの面で多くの利点がありますが、導入時には技術面・運用面ともに慎重な検討が必要です。システム要件や組織体制と照らし合わせながら、適切なサービスや構成を選定することが、成功の鍵を握ります。

セキュリティとガバナンス

サーバーレス環境では、実行基盤がクラウドベンダーに委ねられるため、セキュリティポリシーやデータ管理に関する考慮が不可欠です。

たとえば、関数単位での権限設計を怠ると、不要なデータアクセスや外部通信が許可されてしまうリスクがあります。そのため、最小権限の原則に基づくアクセス制御を徹底する必要があります。

また、ログ管理やトレーサビリティの確保、GDPRなどの法的要件への対応も重要です。組織としてのセキュリティ体制や監査ルールと矛盾がないか、導入前に明確にすることが求められます。

コスト構造の把握

従量課金制で無駄が少ないとされるサーバーレスですが、使い方を誤ると想定外のコスト増につながることがあります。

関数の実行時間やリクエスト数に応じて課金されるため、処理の粒度が大きすぎたり、過剰に関数を呼び出したりする設計になっている場合、コストが跳ね上がる可能性があります。

設計段階で処理単位を細かく見直し、無駄な呼び出しや重複処理を避ける構成を心がけることが重要です。

また、外部サービスとの連携やデータ転送量も課金対象になるため、トータルでの見積もりを行い、コストの最適化を意識した設計が求められます。

開発・運用体制との適合性

サーバーレス導入の成否は、技術選定だけでなく、組織の体制やスキルセットとの整合性にも左右されます。

たとえば、イベント駆動型の設計や非同期処理に慣れていない開発チームでは、サーバーレスの利点を活かしきれない可能性があります。従来のモノリシックな設計思想から脱却し、関数単位での分割と疎結合な構成を理解・実践できる人材が求められます。

また、運用面でも従来の監視・保守体制とは異なるアプローチが必要になります。ログの集約方法、パフォーマンスの可視化、障害発生時のトラブルシュートの体制を事前に整えておくことが、スムーズな運用につながります。

サーバーレスアーキテクチャの可能性を見極める

ここまで解説してきたように、仮想サーバーとサーバーレスアーキテクチャには大きな違いが存在します。

リクエストがあった場合だけ起動・実行を行い、その間のみの課金がされるサーバーレスアーキテクチャは、コスト面で有利になる場合が多く、リクエストが集中する時間が見えないなど、リクエスト自体が多くない場合は大きなメリットがあるでしょう。

反面、複雑なプログラムの実行が必要な場合、サーバーレスアーキテクチャでは対応言語が少なく、多数のイベントを起動する必要があることから、オーバーロードを起こしてしまう場合があり、こうしたケースでは仮想サーバーの方が向いているともいえます。

しかし、サーバーレスアーキテクチャのサービスは、これからも進化していく余地を多く残しており、将来的に大きな可能性を秘めています。

使用用途を明確にし、その可能性を見極めながら運用を検討することが重要です。

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