Microsoft AZ-900: クラウドの概念 — 学習ガイド

By Laurynas Brazys · 23 July 2026 · #microsoft #az-900 #certification #exam-prep #study-guide

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クラウドコンピューティングは、従量課金制のITリソースをインターネット経由で提供し、迅速なプロビジョニング、グローバルなリーチ、組み込みの回復性を特徴とします。オンプレミスのインフラストラクチャからAzureに移行すると、テクノロジーの選択肢と運用モデルの両方が変化します。キャパシティプランニングはエラスティックスケーリングに取って代わられ、設備投資は運用費に移行し、ハードウェアのメンテナンスはプラットフォームの責任となります。これらの概念を理解することは、適切なサービスの選択、可用性を考慮したアーキテクチャ設計、コスト管理に不可欠です。

クラウドの主要な特性：スケーラビリティ、弾力性、俊敏性、回復性

スケーラビリティとは、ワークロードが増加した需要に対応するためにリソースを追加できる能力のことです。Azureでは、これには2つの形式があります。より大きなVMサイズやより高いApp Serviceプランを選択することによる垂直スケーリング（スケールアップ）と、Virtual Machine Scale Sets (VMSS)、Azure Kubernetes Service (AKS)のノードプール、またはApp Serviceの自動スケーリングを介してインスタンスを追加することによる水平スケーリング（スケールアウト）です。需要が減少した際には、逆方向にスケーリングすることで容量とコストを削減します。ステートレスな階層を設計し、状態を外部化する（例えばAzure Cache for RedisやAzure SQL Databaseへ）ことで、水平スケーリングが予測可能かつ高速になります。弾力性とは、負荷に合わせて容量を継続的に調整する、ポリシーに基づいた自動スケーリングのことです。Azure Monitorの自動スケーリングルール、AKSクラスターオートスケーラー、Azure Functionsや従量課金/Elastic Premiumプランなどのサーバーレスオプションは、ほぼリアルタイムでリソースを拡張および縮小します。弾力性のあるアーキテクチャはアイドル状態の容量を最小限に抑え、急増や季節的なワークロードに適しており、支出を使用量と正確に連動させます。俊敏性とは、チームが変更をデリバリーする速度のことです。BicepやARMテンプレートによるAzureリソースのデプロイ、GitHub ActionsやAzure DevOpsパイプライン、App ServiceやAKSなどのリソース抽象化により、頻繁で低リスクのリリースが可能になります。RBACとポリシーガードレールによるセルフサービスプロビジョニングは、ガバナンスを維持しつつ待ち時間を短縮します。俊敏性は、プラットフォームと組織の慣行の両方の産物です。プラットフォームが差別化につながらない面倒な作業を抽象化すればするほど、チームはより迅速に行動できます。フォールトトレランス（耐障害性）とディザスターリカバリー（災害復旧）は、異なる障害範囲に対応します。フォールトトレランスは、可用性セット（VMを障害/更新ドメインに分散）、可用性ゾーン（リージョン内の物理的に分離されたデータセンター）、ロードバランサー、冗長なデータパスを使用して、リージョン内のコンポーネントやデータセンターの障害を軽減します。ディザスターリカバリーは、リージョン間のレプリケーション（GRS/RA-GRSストレージ、Azure SQLアクティブgeoレプリケーション、Cosmos DBマルチリージョン書き込み）やAzure Site Recoveryのような復旧ツールを使用して、リージョンレベルの障害に備えます。明確なRTO/RPO目標を定義し、フェイルオーバーをテストして、設計が事業継続性の目標を満たしていることを確認します。

サービスモデルと責任共有モデル

クラウドサービスモデルは、ユーザーが管理する範囲とAzureが管理する範囲を決定します。Infrastructure as a Service (IaaS)は、コンピューティング、ストレージ、ネットワーキングの基本的な構成要素をそのまま提供します。ユーザーはゲストOS、ランタイム、アプリケーションを制御するため、カスタムイメージ、特殊なミドルウェア、または完全な制御が必要な場合に最適です。Platform as a Service (PaaS)は、OSとミドルウェアの大部分を抽象化し、マネージドランタイム、データベース、統合サービスを提供するため、チームはコードとデータに集中できます。Software as a Service (SaaS)は、ブラウザやAPIを介して利用される完成したアプリケーションを提供し、最小限の設定で済み、アプリケーションのホスティング義務はありません。責任共有モデルは、運用上の境界を明確にします。IaaSでは、Azureが物理データセンター、ホスト、ハイパーバイザーを管理し、ユーザーはOSのパッチ適用、強化、アプリケーションの更新、IDとアクセス、データガバナンスを担当します。PaaSでは、AzureはOSとプラットフォームのミドルウェアも管理し、ユーザーはアプリケーションのコード、構成、データを管理します。SaaSでは、Azure（またはSaaSプロバイダー）がスタック全体を運用し、ユーザーはユーザー、アクセス、データ分類、使用構成を管理します。すべてのモデルにおいて、顧客はID、権限、エンドポイントセキュリティ、データ保護ポリシーに対する責任を保持します。適切なモデルを選択することは、可用性目標とコストに影響します。Azure仮想マシンのデプロイはIaaSのタスクです。Azure App Service上のWeb APIやAKS上のコンテナはPaaSを反映しています。Microsoft 365とDynamics 365はSaaSです。可能な場合はPaaSやSaaSを選択してデリバリーを加速し、運用負荷を軽減し、IaaSはOSレベルの制御やレガシーな依存関係が必要なワークロードのために確保します。

• IaaS
  • 代表的なAzureサービス: Azure Virtual Machines, VM Scale Sets, Azure Disks, Virtual Network
  • ユーザーの管理範囲: ゲストOS、パッチ、ランタイム、アプリ、データ、バックアップ、AV/EDR
  • 選択するケース: OSの完全な制御、カスタムミドルウェア、リフト＆シフト
• PaaS
  • 代表的なAzureサービス: Azure App Service, Azure SQL Database/Managed Instance, AKS, Azure Functions, Azure Integration Services
  • ユーザーの管理範囲: コード/構成、スキーマ、データ、IDとアクセス
  • 選択するケース: 迅速なデリバリー、組み込みのスケーリング/HA、運用負荷の軽減
• SaaS
  • 代表的なAzureサービス: Microsoft 365, Dynamics 365, Power BI, Azure DevOps Services
  • ユーザーの管理範囲: ユーザー、ロール、データの使用/構成
  • 選択するケース: 最小限の管理で済む完成したアプリケーション

デプロイモデルとスケールの範囲

パブリッククラウドは、Microsoftが所有するデータセンターにワークロードをデプロイします。このデータセンターは複数のテナントで共有され、論理的に分離されています。最も幅広いカタログ、グローバルなリーチ、迅速なプロビジョニング、そして純粋な従量課金モデルを提供します。プライベートクラウドは、多くの場合、規制やデータ主権の理由から、単一の組織専用のインフラストラクチャを提供します。Azure Stack HubやAzure Stack HCIなどのAzure検証済みスタックで実行されることがあります。ハイブリッドクラウドは、オンプレミスとAzureを、一貫したID、ポリシー、ネットワーキングで接続します。これにより、段階的な移行やデータの局所性を実現しつつ、適切な場面でクラウドの弾力性を活用できます。グローバルスケーリングとローカルスケーリングは、可用性とパフォーマンス向上の範囲に関わる問題です。ローカルスケーリングは、Availability Zones、VM Scale Sets、Application Gateway、Azure Load Balancerを使用してインスタンスを追加し、データセンターの障害を分離することで、トラフィックをリージョン内に留めます。グローバルスケーリングは、Azure Front Door（最新のエニーキャスト、WAFを備えたレイヤー7グローバル負荷分散）、Azure Traffic Manager（DNSベースの負荷分散）、およびAzure SQL geo‑replicationやCosmos DBの複数リージョン配信などの地理的に複製されたデータサービスを使用して、リージョン間でトラフィックを分散します。複数リージョンでのアクティブ/アクティブ設計は、レイテンシーと回復性を向上させますが、慎重なデータ整合性とコスト計画が必要です。デプロイモデルの選択は、多くの場合、コンプライアンスや接続性の制約から始まり、アプリケーションのライフサイクルとともに進化します。新規のグリーンフィールドWebアプリケーションは、速度とスケーラビリティを求めて、パブリッククラウドのPaaSにデプロイされることがよくあります。依存関係を持つ複雑な基幹業務システムは、ハイブリッドから始めることがあります。つまり、依存関係がモダナイズされるまで、特定のサービスをオンプレミスに保持しつつ、フロントエンドとステートレス層をAzureに移行し、その後、移行を完了させます。

• パブリック
  • 所有権/場所: Microsoft所有のリージョン
  • 一般的なアクセス: インターネット/VPN/ExpressRoute
  • ユースケース: 弾力的なスケーリング、グローバルリーチ、迅速なイノベーション
  • Azureの例: ほとんどのAzureサービス、Azure Front Door、Azure App Service
• プライベート
  • 所有権/場所: 顧客専用インフラ（オンプレミスまたはホスト型）
  • 一般的なアクセス: プライベートネットワーク
  • ユースケース: データ主権、分離されたワークロード、厳格なコンプライアンス
  • Azureの例: Azure Stack Hub、Azure Stack HCI、AKS on HCI
• ハイブリッド
  • 所有権/場所: オンプレミスとAzureの混在
  • 一般的なアクセス: サイト間VPNまたはExpressRoute
  • ユースケース: 段階的な移行、データの局所性、レガシー統合
  • Azureの例: Azure VPN Gateway、ExpressRoute、Azure Arc

コストモデル: CapEx対OpEx、消費ベースの価格設定、従量課金、予約キャパシティ

オンプレミスの調達は、通常、設備投資（CapEx）です。つまり、サーバー、ストレージ、ネットワーク機器を大規模に先行購入し、数年かけて減価償却します。Azureはこのモデルを運用コスト（OpEx）に転換します。サービスは実際の消費量（CPU秒、GB月、トランザクションなど）に基づいて測定・請求され、価値が実現された時点で支出が発生するようにシフトします。この消費ベースの価格設定は、過剰なプロビジョニングを削減し、コストを使用パターンに連動させます。従量課金は柔軟性を最大化します。期間のコミットメントなしに、リソースをいつでも開始・停止できます。定常的なワークロードに対して、AzureはReserved Virtual Machine Instances、Azure SQL Database reserved capacity、Cosmos DB RU/s reservations、Storage reserved capacityなどの予約ベースの割引を提供します。1年または3年のコミットメントにより、大幅な節約が可能になり、オプションでインスタンスサイズの柔軟性やサブスクリプション間でのスコープ共有も有効にできます。補完的なオプションとして、対象となるコンピューティングサービス全体に割引料金が適用されるAzure Savings Plans for Computeや、中断可能なバッチ形式のワークロードを大幅な割引価格で利用できるSpot VMsがあります。効果的なコストガバナンスは、適切な商用モデルと技術的な統制を組み合わせることで実現します。Autoscaleはアイドル状態のキャパシティを削減し、サーバーレス層はアイドル時にインフラを排除します。Azure Hybrid Benefitは既存のWindows ServerおよびSQL Serverライセンスを適用し、Dev/Test価格は非本番環境の支出を削減します。Azure Cost Management + Billingは、予算、異常検出、コスト配分を提供し、継続的な最適化を支援します。

• 従量課金
  • コミットメント: なし
  • PAYG（従量課金）に対する一般的な割引率: 0%
  • 柔軟性: 最大限の柔軟性。いつでも開始/停止可能
  • 最適な用途: 予測不可能または短期的なワークロード
• Reserved VM Instances / 予約キャパシティ
  • コミットメント: 1年または3年
  • PAYGに対する一般的な割引率: 最大約72%（Azure Hybrid Benefit適用時）
  • 柔軟性: スコープ共有可能、交換可能、早期解約手数料あり
  • 最適な用途: 24時間365日稼働の安定したコンピューティング、データベース、Cosmos DB
• Savings Plan for Compute
  • コミットメント: 1年または3年の利用コミットメント
  • PAYGに対する一般的な割引率: 最大約65%
  • 柔軟性: VM、AKS、Functions Premium、App Serviceに横断的に適用
  • 最適な用途: インスタンスタイプが変動する混在したコンピューティング
• Spot VMs
  • コミットメント: なし（キャパシティに依存）
  • PAYGに対する一般的な割引率: 最大約90%
  • 柔軟性: 強制的に中断される可能性あり。SLAなし
  • 最適な用途: バッチ、ステートレス、CI、レンダリングジョブ

実践的な問題: PeakGear Retail社: コスト管理と回復性を両立した季節的なスケーリング

シナリオ: PeakGear Retail社は、月末や休日に予測可能なトラフィックの急増があるeコマースサイトを運営しています。同社は、オンプレミスのVMからAzureへの移行、設備投資の削減、Web層での99.99%の可用性目標の維持、そして4時間のRTOと15分のRPOを持つディザスタリカバリ計画の実装を望んでいます。ID管理は、Microsoft Entra IDを介して既存のユーザーと統合する必要があります。

課題: トラフィックの急増に対応する弾力的なスケーリング、ゾーンレベルのフォールトトレランス、クロスリージョンのディザスタリカバリ、そして運用の簡素化を実現しつつ、ピーク時以外のコストを最小限に抑えるAzureアーキテクチャとコストモデルを設計してください。

推奨アプローチ:

1. Web APIとストアフロントをAzure App Service (PaaS) のPremium v3プランを使用してデプロイし、組み込みの自動スケーリング、マネージドプラットフォームのパッチ適用、ゾーン冗長オプションを活用します。
2. 2つ以上のApp ServiceインスタンスをAzure Front Door Standard/Premiumの背後に配置し、グローバルなエニーキャストエントリ、SSL終端、WAF、パスベースルーティングを実現します。必要に応じて、正常性プローブとセッションアフィニティを有効にします。
3. プライマリリージョンでゾーン冗長性を備えたAzure SQL Database Business Criticalを使用します。15分のRPOを目標に、ペアのセカンダリリージョンへのアクティブgeoレプリケーションを構成します。
4. 静的コンテンツをRA-GRS付きのAzure Storageに保存し、帯域幅をオフロードしてレイテンシを改善するために、Azure CDN from Microsoftをその前面に配置します。
5. CPU、リクエスト数、キューの深さに基づいて自動スケーリングルールを実装し、スパイク時にはスケールアウトし、閑散期にはスケールインします。バックグラウンドジョブには、Azure Functionsの従量課金プランまたはElastic Premiumプランを使用します。
6. App Serviceプランでゾーン冗長性（マルチゾーン）を有効にするか、サポートされている場合はインスタンスを複数の可用性ゾーンに分散させることで、Web層の99.99%の可用性を達成します。
7. 最初は柔軟性のために従量課金制を採用します。30日後に特定された安定したベースラインキャパシティに対しては、App Serviceプラン用の1年間のReserved Instance（App ServiceをカバーするSavings Plan for Compute経由）とSQL Database用の予約容量を購入し、ランニングコストを削減します。
8. ユーザーおよび管理者アクセス用にMicrosoft Entra IDを統合します。組み込みロールと条件付きアクセスを使用して最小権限の原則を適用します。シークレットはAzure Key Vaultで保護し、App Serviceとデプロイメントパイプラインから参照します。
9. DRのRunbookを定義し、テストします。SQLをセカンダリにフェイルオーバーし、Front Doorのオリジンの優先順位を更新してセカンダリリージョンをアクティブ化し、4時間のRTO内でアプリケーションの正常性を検証します。
10. メトリクス、トレース、ログを一元管理するためにAzure MonitorとLog Analyticsを実装します。アラートとダッシュボードを構成します。Azure Cost Managementで予算と異常アラートを設定し、継続的に支出を最適化します。

Azureの論理的根拠: PaaSサービス（App ServiceおよびAzure SQL Database）は、責任共有モデルの下でOSとプラットフォームのメンテナンスをオフロードし、俊敏性を最大化すると同時に、自動スケーリングによる弾力性を可能にします。ゾーン冗長デプロイメントとマルチリージョンレプリケーションは、リージョン内のフォールトトレランスと、規定のRPO/RTOを満たすリージョン間のディザスタリカバリを提供します。Front Doorは、グローバルなイングレス、正常性ベースのルーティング、およびWAF保護を提供します。従量課金制から始めることで、移行中の柔軟性を維持します。測定されたベースラインに対して予約容量またはSavings Planをコミットすることで、安定した使用量のコストを削減し、自動スケーリングによってオフピーク期間の支出を削減します。Microsoft Entra IDはIDとアクセス制御を一元化し、Azure MonitorとCost Managementは運用的および財務的な可視性を維持します。

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