実際には、判断の単位はワークロードであるべきです。負荷が平坦で予測しやすいデータベース、毎週トラフィックが急増するマーケティングサイト、月に2回実行するバッチ分析ジョブでは、必要なものがまったく異なります。これらを1つのモデルに押し込むと、たいていは一部に過剰な費用を払い、別の一部には不十分な環境しか提供できなくなります。
本ガイドでは、専用ベアメタルサーバー、仮想プライベートサーバー（VPS）、マネージドクラウドを、インフラストラクチャの購入担当者にとって最も重要な基準で比較します。性能の一貫性、定常負荷と変動負荷におけるコスト、分離性、コンプライアンス、スケーリング、そして各モデルが求める運用負荷です。
3つのモデル、3つの異なる約束
ベアメタルとは、1社のお客様に割り当てられる物理サーバーを指します。すべてのコア、すべてのメモリ、ローカルディスクのスループットのすべてを利用できます。お客様が自らインストールしない限り、オペレーティングシステムとハードウェアの間にハイパーバイザーは存在しません。
VPSとは、KVMなどのハイパーバイザーによって管理される、共有の物理ホスト上の仮想マシンです。CPU、メモリ、ストレージの定められた割り当てを受け取り、自社のオペレーティングシステムに対するrootアクセスを持ちます。ホストはプロバイダーが運用し、ゲスト内のすべてはお客様が運用します。
マネージドクラウドは、仮想化インフラストラクチャ（プロバイダー独自のプラットフォームまたは大手パブリッククラウド）の上に構築されたサービスレイヤーで、パッチ適用、バックアップ、監視、スケーリング、さらに多くの場合はキャッシュ、検索、コンテンツ配信まで、専門チームがお客様に代わってスタックを運用します。ある程度の制御とコスト効率を手放す代わりに、運用負荷が軽くなり、より迅速な弾力性が得られます。
それぞれが異なる約束をしており、本当の問いは、各ワークロードが実際にどの約束を必要としているかです。
性能の一貫性
ベアメタルでは、性能は選んだハードウェアの特性そのものです。現在40 msかかるクエリは、同じ負荷であれば来週も40 msで完了します。同じキャッシュ、メモリ帯域幅、ディスクキューを奪い合う他のテナントが存在しないためです。
仮想化環境には、ばらつきの原因が2つ加わります。1つ目はハイパーバイザー自体で、通常はCPUスループットの数パーセントを消費し、I/Oにもわずかなオーバーヘッドを加えます。2つ目は、より大きな要因である競合です。同じホスト上の他の仮想マシンが、物理コア、メモリ帯域幅、ネットワークインターフェース、ストレージを共有します。Linuxゲストでは、steal timeメトリクス（topやvmstatのst列）で直接確認でき、仮想CPUが物理CPUを待った時間が示されます。
専用サーバーのローカルNVMeは、数十マイクロ秒単位のレイテンシで数十万IOPSを実現します。ネットワークブロックストレージはネットワークの往復が加わりますが、ハードウェア障害に耐え、1台の筐体をはるかに超えて拡張できるボリュームを提供します。
- ベアメタルを選ぶべきなのは、p99レイテンシが契約上または収益上の指標である場合、ワークロードが長時間CPUやディスクを使い切る場合、NUMA構成や特定の命令セットなどのハードウェア機能を完全に制御する必要がある場合です。
- VPSで十分なのは、Webアプリケーション、API、CIランナー、ステージング環境、社内ツールなど、数ミリ秒のばらつきがユーザーに感知されない用途です。
- マネージドクラウドが適しているのは、アプリケーション層が水平にスケールし、すべてのインスタンスに高速性を求めるのではなく、インスタンスを追加することでばらつきを吸収できる場合です。
安定負荷と変動負荷でのコスト
コストの比較は、使用率ではなく定価を比べると誤った結論になります。有用な問いはシンプルです。支払っている時間のうち、実際に使っているのはどれだけの割合でしょうか。
専用サーバーは月額の固定費です。ワークロードが24時間稼働させ続けるのであれば、演算単位あたりの実質コストは通常、3つのモデルの中で最も低くなります。プロバイダーの予備キャパシティ、オーケストレーション層、弾力性の対価を支払っていないためです。同じサーバーの使用率が10パーセントにとどまるなら、その固定費は割高になります。
需要が減ったときに支払いを止められる権利のために、1時間あたりの割増料金を払います。季節性のある小売、イベントのチケット販売、月末のレポート処理など、急激なピークがあるワークロードでは、ピークに見合う固定容量を保有するよりも、この割増料金のほうが安く済むことが少なくありません。
多くのクラウドプラットフォームでは送信データ転送がGB単位で課金されますが、専用サーバーは転送量無制限のポート付きで提供されることがよくあります。1 Gbpsのポートはフル稼働で1日あたり約10 TBを転送するため、月に数十TBを送り出すメディア、バックアップ、データ配信のワークロードでは、転送料金がコンピュートの料金を上回ることがあります。
実践的な方法は、各ワークロードの過去90日間の1時間ごとのCPU、メモリ、ネットワークの使用量をエクスポートし、ベースライン（めったに下回らない水準）とピークを比較することです。
- 平坦な負荷プロファイル。ベースラインがほとんどの時間でピークのおよそ60〜70パーセントを上回っているなら、専用サーバーやVPSの固定キャパシティのほうが通常は安くなります。
- 変動の激しい負荷プロファイル。ピークがベースラインの3倍以上で、その期間が数か月ではなく数時間から数日であれば、ベースラインを上回る部分については通常、弾力的なクラウドのキャパシティが有利です。
- 混在型の負荷プロファイル。多くの本番システムは、安定したベースとバーストの組み合わせです。ベースは固定キャパシティで処理し、バーストはクラウドに逃がします。これが本ガイドの後半で説明するハイブリッドのパターンです。
- 見えにくいコスト。インスタンスの料金だけでなく、送信転送量、スナップショット、ロードバランサー、ソフトウェアライセンス、サポートプラン、エンジニアの工数も含めてください。
分離性、セキュリティ、コンプライアンス
シングルテナンシーは、自社施設を運営する場合を除けば、利用できる最も強力な分離モデルです。専用サーバーでは、お客様のCPU上で他の顧客のコードが実行されることはないため、サイドチャネルに関する懸念が丸ごと排除され、監査人への説明も簡単になります。
仮想化による分離は成熟しており、大多数のワークロードには十分です。残るリスクはハードウェアの共有であり、そのため一部のフレームワークや社内セキュリティポリシーでは、最も機密性の高いシステムに専用ホストを求めています。
コンプライアンスの本質は、プラットフォームではなく統制とエビデンスにあります。PCI DSS、HIPAA、GDPRなどのフレームワークが問うのは、誰がデータにアクセスできるか、どこに保存されているか、どのように暗号化されているか、変更がどのように記録されるか、インシデントがどのように処理されるかです。変わるのは責任共有の分担です。ベアメタルではハードウェアより上のほぼすべてをお客様が担い、マネージドクラウドではプロバイダーがパッチ適用、バックアップ、モニタリングの一部を引き受けます。お客様はその分担を自社の統制セットに文書化する必要があります。
- データ所在地。各サーバーの国をお客様が選択できること、そしてデータ、バックアップ、レプリカがお客様の承認なしに移動されないことを確認します。
- 施設のエビデンス。データセンター施設がどの認証を取得しているかを確認し、監査人が必要とする報告書を請求します。
- ネットワークの保護。DDoS緩和がネットワークエッジに含まれているのか、別途購入が必要なのかを確認します。
- アクセスとロギング。rootまたは管理者権限を誰が持つか、プロバイダーのスタッフによるアクセスをどのように記録するか、インシデント発生時にどれだけ早く通知を受けるかを定義します。
スケーリングと運用負荷
ベアメタルでのスケーリングは計画の作業です。最近のプロバイダーは、在庫構成の専用サーバーを数分でプロビジョニングできますが、それでもスケールはマシン単位であり、誰かが1台ずつ構成してクラスターに参加させる必要があります。
VPSのスケーリングはより迅速できめ細かく行えます。プランのリサイズ、イメージのクローン、ロードバランサーの背後へのノード追加などです。
マネージドクラウドは弾力性を前提に設計されています。オートスケーリンググループ、マネージドデータベース、キャッシュ、コンテンツデリバリーネットワークにより、アプリケーションは手作業なしで数分以内に負荷に対応できます。
運用負荷は、購入担当者が最も過小評価しがちな要素です。専用サーバー群には、オペレーティングシステムのパッチ適用、カーネル更新、ファームウェアの把握、バックアップの検証、監視、アラート、オンコール体制が必要です。
- パッチを誰が当てるかを確認する。ワークロードごとに、オペレーティングシステム、ミドルウェア、アプリケーション層の責任者またはチームを明確にします。
- 誰がリストアするかを確認する。一度もリストアテストをしていないバックアップは、統制ではなく前提にすぎません。
- 誰が対応に起きるかを確認する。午前3時のディスク障害に対するオンコールの経路を、必要になる前に各モデルについて定義しておきます。
単一のプライベートネットワーク上のハイブリッド設計
一般的で長く使えるパターンは、各層を最適な場所に配置し、層間をプライベートネットワークで接続するもので、層間のトラフィックがパブリックインターネットを経由することはありません。
- ベアメタル上のデータ層。プライマリデータベース、検索インデックス、メッセージブローカーは、ローカルNVMeを備えた専用サーバー上で稼働します。安定したI/Oと固定コストが最も重要になる領域です。
- VPSまたはマネージドクラウド上のアプリケーション層。ステートレスなWebサーバーとAPIサーバーは、需要の変化に応じてサイズ変更、複製、オートスケールが可能な仮想インスタンス上で稼働します。
- マネージドクラウドでのバーストとエッジ。コンテンツ配信、オブジェクトストレージ、短時間のバッチ処理や分析ジョブには、ジョブの終了時に解放される弾力的なキャパシティを使用します。
- プライマリ基盤の外に置くバックアップ。レプリカとバックアップは別の施設に置かれるため、単一のインシデントで本番環境とそのコピーの両方が失われることはありません。
データベースとレプリケーションのトラフィックはプライベートインターフェースまたは専用VLAN上に置いたうえで転送中も暗号化し、すべての環境で単一のアドレス計画を使うことで、番号を振り直さずにサービスをモデル間で移動できるようにします。
ハイブリッド構成はロックインの軽減にもつながります。ステートフルな中核部分を標準的なLinuxとオープンソースソフトウェアで運用し、弾力的な層をInfrastructure as Codeとして定義しておけば、すべてを一度に移行するのではなく、負荷特性の変化に合わせて個々のワークロードをモデル間で移動できます。
判断のためのチェックリスト
これらの問いは、ワークロードごとに個別に当てはめてください。2つ以上の答えが同じ方向を指していれば、通常は選択が決まります。
- 負荷プロファイル。使用率は24時間安定していますか（ベアメタルまたはVPS）。それとも3倍以上に急増しますか（バースト分はマネージドクラウド）。
- レイテンシへの感度。p99レイテンシは業務上の指標ですか。そうであれば、ステートフルなコンポーネントには専用ハードウェアを優先してください。
- インスタンスのサイズ。単一のノードに、最大のVPSプランを超えるコア数、メモリ、ディスクスループットが必要ですか。そうであれば、ベアメタルまたは大型のクラウドインスタンスを使用してください。
- 帯域幅。ワークロードはインターネットに月数TB以上を送信しますか。そうであれば、転送コストを慎重に試算し、転送量無制限のポートを優先してください。
- 分離。ポリシーや規制によってシングルテナントのハードウェアが求められますか。そうであれば、専用サーバーを使用してください。
- データ所在地。データを特定の国にとどめる必要がありますか。各サーバーとそのバックアップをその国に固定できることを確認してください。
- チームの対応力。お客様のチームは、このシステムのパッチ適用、監視、リストアを24時間体制で行えますか。そうでなければ、マネージドのオプションを選ぶか、マネージドの運用サービスを購入してください。
- スケールに要する時間。人手を介さずに数分で新しいキャパシティが必要ですか（マネージドクラウド）。それとも、計画的な当日中の増強で十分ですか（ベアメタルまたはVPS）。
- 稼働期間。ワークロードは固定キャパシティが元を取れる数年単位で稼働しますか。それとも、長期の契約を避けるべき数か月単位ですか。
- 撤退の経路。コストや要件が変わった場合、このワークロードを1週間以内に別のモデルへ移せますか。
ワークロードごとに回答を1ページのシートにまとめ、少なくとも年に1回見直してください。
Vonahostがお手伝いできること
Vonahostは3つのモデルすべてを提供しているため、各ワークロードを最適な場所に配置できます。ローカルNVMeまたはネットワークブロックストレージ、転送量無制限の1 Gbps専用ポート、ArborによるDDoS対策を備えたシングルテナントのAMD EPYC専用サーバー。KVMベースのNVMe VPSとエンタープライズSSD VPS。そして、自社プラットフォームまたはAWSとGoogle Cloud上で運用し、バックアップ、監視、CDN、ステージングを含むマネージドクラウドです。
移行やハイブリッド設計をご検討中の場合は、ワークロードの特性と要件をお知らせください。Vonahostのすべての提案書には、構成、ロケーション、責任分担、米ドル建ての月額料金が明記されます。