Microsoft AZ-305: コンピューティングとアプリケーションアーキテクチャ — 学習ガイド

By Laurynas Brazys · 11 August 2026 · #microsoft #az-305 #certification #exam-prep #study-guide

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概要

Azureのコンピューティングは、インフラストラクチャ、プラットフォーム、サーバーレスの実行モデルに及びます。堅牢なアーキテクチャを設計するには、可用性、コスト、パフォーマンス、運用性、セキュリティのバランスを取りつつ、ワークロードのライフサイクルとデプロイメントトポロジに適合させる必要があります。仮想マシン、スケールセット、App Service、Functions、コンテナランタイム、オーケストレーションプラットフォーム、バッチスケジューリング、Service Fabric、Azure VMware Solutionの機能とトレードオフを理解することで、ワークロードに適した正確な設計が可能になります。

仮想マシンとスケールセット

Azure仮想マシンは、汎用（Dv5, Dasv5）、コンピューティング最適化（Fsv2）、メモリ最適化（Ev5, Ebdsv5）、ストレージ最適化（ローカルNVMe搭載のLsv3）、高メモリ（Mv2）、HPC（HBv3/HC）、GPU（NCas, ND）の各ワークロードに最適化されたサイズファミリを提供します。サイズは、CPU/メモリ比、エフェメラルストレージのニーズ、ネットワークスループット、およびAMD対Intel、高速ネットワーク、エフェメラルOSディスクなどの機能に基づいて選択します。

可用性セットは、単一データセンター内での相関障害を減らすために、VMを障害ドメイン（ラック/電源）と更新ドメインに分散させます。可用性ゾーンは、リージョン内の物理的に分離されたデータセンターにVMを配置し、ゾーン間のレイテンシを犠牲にする代わりに、より高いSLAと真のゾーン冗長性を提供します。近接配置グループは、ゾーンリソースまたは非ゾーンリソースを同じ場所に配置して、厳しく制約された物理トポロジ内でのレイテンシを最小限に抑えます。これは、通信量の多い多層システム（例：アプリ層からデータベース層）に役立ちます。

スポットVMは、未使用のキャパシティを大幅な割引価格で利用しますが、価格やキャパシティの圧迫によりエビクション（強制排除）される可能性があります。エビクションポリシー（割り当て解除 vs 削除）と最大価格（Max Price）がその動作を決定します。スポットVMは、CIビルド、バッチ処理、大規模なテストフリートといった、ステートレスで中断可能なワークロードに最適であり、クリティカルなステートフルサービスには適していません。

仮想マシンスケールセット（VMSS）は、統一されたライフサイクル、正常性プローブ、自動インスタンス修復、ゾーンスパニング機能を備えた、同一のVM群をオーケストレーションします。自動スケーリングは、Azure Monitorのルールまたはスケジュールを使用し、CPU、メモリ（カスタムメトリック経由）、キューの深さ、リクエスト数などのメトリックに反応します。予測オートスケールは、過去のパターンに基づいて事前にプロビジョニングできます。オーケストレーションモードには、Uniform（均一なインスタンス）とFlexible（不均一なインスタンス、VMファミリと優先順位の混在をサポート）があります。ローリングアップグレードと自動イメージアップグレードは、正常性チェックとアップグレードドメインを使用して、安全にドレイン、検証、進行を行い、正常性が低下した場合にはロールバックします。VMSSはスポットキャパシティを統合し、キャパシティの再調整と優先順位付けにより、スケールイン/アウト時にエビクションされやすいインスタンスを優先します。高可用性のためにVMSSとゾーンを、低レイテンシのためにPPGを、安全なロールアウトのためにアプリケーション正常性拡張機能を組み合わせて使用します。

Web、サーバーレス、アプリケーションプラットフォーム

Azure App Serviceは、Windows/Linuxのコードとコンテナのためのマネージドホスティングを提供します。プランによって、コンピューティングの分離レベルと機能が決まります。

Free/Sharedは開発/テスト用、Basic/Standardは本番環境のエントリーレベル、Premium v3はパフォーマンス向上、VNet統合、ハイパースレッド分離、デプロイメントスロットを提供、Isolated v2 (App Service Environment)はシングルテナントでネットワーク的に分離されたホスティングを提供します。デプロイメントスロットは、ウォームアップ、スロット固有の設定、トラフィックの段階的な増加、ゼロダウンタイムでのスワップを伴う、ブルーグリーンデプロイメントやカナリアデプロイメントを可能にします。VNet統合には2つの側面があります。1つは、委任されたサブネットを介したアウトバウンドのリージョン統合（NAT Gatewayまたはカスタムルート経由でのルーティング）、もう1つは、プライベートDNSと統合しつつパブリックな公開を無効にするための、Private Endpointsを使用したインバウンドのプライベートアクセスです。App Serviceのアクセス制限、認証/承認、マネージドIDは、境界と資格情報のリスクを低減します。スケールアップはプランの階層/サイズを変更し、スケールアウトはAzure Monitorに連動した自動スケーリングルールでインスタンス数を増やします。

Azure Functionsは、イベント駆動型のコンピューティングを提供します。ホスティングオプション：

従量課金（Consumption）：実行ごとの課金で、動的なスケールとコールドスタートのトレードオフがあり、最大実行時間が定められています。WindowsではPremiumプランを使用しない限りVNet統合はできません。突発的なワークロードに最適です。
Premium：事前にウォームアップされたインスタンスがコールドスタートを排除し、VNet統合、長時間実行、エンタープライズ統合のための予測可能なパフォーマンスをサポートします。
専用（App Service Plan）：予約済みのApp Serviceインスタンス上で実行され、安定したワークロードやWebアプリとの共存に適しています。 Durable Functionsは、オーケストレーション、アクティビティ、エンティティを導入し、永続的な状態とリプレイセマンティクスを持つ、ファンアウト/ファンイン、人的操作、Sagaパターンなどを実装する、信頼性の高い長時間実行ワークフローを実現します。バインドとトリガーは、コードをサービスから分離します。対象サービスには、HTTP、Timer、Service Bus、Event Hubs、Event Grid、Storage Queues/Blobs、Cosmos DB、カスタムバインドなどがあります。同時実行性、スケーリング動作、チェックポイント作成はプランによって異なります。べき等性とバックオフポリシーを考慮して設計する必要があります。

Azure VMware Solutionとコンピューティングの意思決定フレームワーク

Azure VMware Solution (AVS)は、Azureのベアメタル上で、vSphere、vSAN、およびNSX-Tスタックをフルマネージドで提供します。プライベートクラウドはAzureリージョンで実行され、vCenterへのアクセスと使い慣れたVMwareツールを利用できます。接続には、ExpressRoute Global Reachを介してAzure VNetにピアリングされたAVS ExpressRoute回線を使用します。そこから、既存のExpressRouteまたはVPNを介してオンプレミスに接続します。NSX-Tネットワーキングは、マイクロセグメンテーションとノースサウスルーティングを提供します。HCXは、ライブvMotion、一括移行、レプリケーション支援vMotion、およびネットワーク拡張を可能にし、ダウンタイムの少ないデータセンターの撤退やモダナイゼーションフェーズを実現します。AVSは、データセンターからの撤退、VMwareの構成要素と密結合したアプリケーションポートフォリオ、そして後でプライベートリンクを介してネイティブのAzureサービスと統合する移行用のランディングゾーンに最適です。

コンピューティングサービスの選択は、明確なヒューリスティクスに従います。

OSレベルの制御、カスタムイメージ、特殊なハードウェア（GPU/HPC）、またはレガシーな依存関係が必要な場合は、Azure VMsを使用します。SLAとレイテンシーの目標を達成するために、可用性セット/ゾーンとPPGを追加します。中断可能なコスト最適化のためにSpotを適用します。
標準的なフレームワークでWeb API/サイトをホストし、コンテナ/Kubernetesの複雑さなしに、マネージドプラットフォーム、組み込みのDevOpsスロット、および自動スケーリングが必要な場合は、App Serviceを使用します。VNet統合とエンタープライズ機能が必要な場合は、PremiumまたはIsolatedを選択します。
イベント駆動、バースト的、またはワークフロー指向のタスクを最小限の運用オーバーヘッドで実行するには、Azure Functionsを使用します。Premiumプランはコールドスタートを排除し、VNet/プライベートアクセスを可能にします。オーケストレーションや長時間実行されるアクティビティにはDurable Functionsを採用します。
短命なコンテナやジョブ、迅速なスケーリング、およびパイプラインやAKS仮想ノードからのサーバーレス実行ターゲットとしてACIを使用します。プライベートなワークロードにはVNet統合されたACIを選択します。
マイクロサービス、ポータビリティ、高度なスケジューリング、サービスメッシュ、および大規模で標準化されたコンテナDevOpsにはAKSを使用します。IPのニーズとネットワークポリシーの要件に基づいてCNIモデルを選択します。ワークロードの特性と可用性ゾーンによってノードプールを分割し、自動スケーリングを有効にします。
スケジューリング、自動スケールによる経済性、および低優先度キャパシティを備えた並列コンピューティング、レンダリング、モンテカルロ、およびETLワークロードにはAzure Batchを使用します。
高スループットのステートフルマイクロサービス、または強力な一貫性、信頼性の高いアクター、およびアップグレード/配置に対する正確な制御が必要な場合は、Service Fabricを使用します。
VMware資産を迅速に移行し、運用モデルを維持し、モダナイゼーションの一環としてAzureのネットワーキングやサービスと統合するには、AVSを使用します。

実践的な問題シナリオ

Contoso Retailは、eコマースプラットフォームをモダナイズしています。目的は、フラッシュセールに対応し、API層とキャッシュ層の間で10ミリ秒未満のレイテンシーを実現し、単一リージョンで99.99%のSLAを達成し、通常時のコストを最小限に抑え、そしてVMware上でまだ稼働しているレガシーな注文管理システムを移行することです。このソリューションは、パブリックAPIを公開し、非同期イベントを処理し、ライブサイトに影響を与えることなく夜間のレコメンデーションモデルのスコアリングを実行する必要があります。

3つの可用性ゾーンを持つリージョンにコアコンピュートを配置し、近接配置グループを作成します。Redis Enterpriseおよびゾーン構成のSQL/Cacheフットプリントへのレイテンシーを最小限に抑えるため、PPG内にゾーンVMSS（Premium SSD v2、高速ネットワーク）でAPI層をホストします。この選択により、きめ細かいパフォーマンス制御、PPGレベルでのレイテンシー削減、およびホットパスに対するゾーンレベルの回復性が実現します。
リクエストレートとカスタムキューの深さのメトリックに基づいてVMSSの自動スケーリングを構成し、予測されるフラッシュセールに対応するスケジュール済みプロファイルを設定します。正常性プローブと自動イメージアップグレードを使用したローリングアップグレードを有効にします。これにより、極端な負荷の下でも弾力的なキャパシティと安全なロールアウトが保証され、SLAが維持されます。
顧客向けのWebフロントエンドをAzure App Service Premium v3にデプロイし、ブルーグリーンデプロイのためのデプロイメントスロットを使用します。アプリをVNetと統合し、Private Endpointsを介してバックエンドAPIやデータストアへのプライベートなエグレスを実現します。App Serviceは、プラットフォーム管理をオフロードし、安全なスワップによる継続的デリバリーを合理化するために選択されました。
Service Busトリガーを使用するAzure Functions Premiumと、オーケストレーション（在庫確認、支払い承認、通知のためのファンアウト/ファンイン）のためのDurable Functionsを使用して、非同期の注文処理を実装します。Premiumプランはコールドスタートを排除し、VNet統合をサポートし、Durable Functionsは信頼性の高いSagaコーディネーションを提供します。
夜間のレコメンデーションモデルのスコアリングにはAzure Batchを使用し、モデルの依存関係がプリロードされた永続的なプール内の低優先度（Spot）ノードで実行します。自動スケール式は、保留中のタスクと実時間予測に基づいてノード数をターゲットにします。Batchは、重いコンピューティングワークロードを運用ストアから分離し、Spotキャパシティとチェックポイント付きタスクでコストを最適化します。
CI/CDによってトリガーされるバースト的でアドホックなデータ変換ジョブや、テナント固有のレポート生成のためにACIを追加します。すべての処理をプライベートアドレス空間内に保つため、コンテナグループを委任されたサブネットにデプロイします。ACIは、散発的なタスクに対してほぼ瞬時の起動とゼロクラスターオーバーヘッドを実現するために選択されました。
レガシーな注文管理システムのためにAzure VMware Solutionを立ち上げ、HCXのレプリケーション支援vMotionを使用して移行し、移行期間中はオンプレミスのネットワークをAVSに拡張します。ExpressRoute Global Reachを介してAVSをアプリケーションVNetに接続します。AVSは、運用ツールを維持し、リファクタリングなしでデータセンターからの撤退を加速します。
将来のマイクロサービスのために、ゾーン構成のユーザーノードプール、taintが設定されたシステムプール、および耐障害性のあるワークロード用のSpotプールを持つAKSをデプロイします。ポリシー機能を維持しつつVNetのIPスペースを節約するために、Azure CNI Overlayを選択します。階層的なスケーリングのためにクラスターオートスケーラーとHPAを有効にします。AKSは、オーケストレーションが価値をもたらすコンテナネイティブへの進化に向けてContosoを位置づけます。

この構成は、ホットパスに対してVMSSとPPGおよびゾーンを使用することで低レイテンシーと高可用性の要求を満たし、App ServiceでWeb配信を簡素化し、非同期およびバッチコンピューティングにサーバーレスとバッチを効率的に使用し、短命なタスクにACIを活用し、VMware依存システムを移行するためにAVSを採用しています。これらすべてがVNetとPrivate Endpointsを介してプライベートに統合され、セキュリティとパフォーマンスを維持します。

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