クラウドサービスの需要が高まる中で有用なMicrosoft AzureとSAP HANA on Azureについて

はじめに

2000年代はインターネットの普及や高速化、スマートフォン・タブレット等の普及等、IT技術が進歩してより身近な存在になるに連れてITに要求されるレベルも高くなり、それらに応えられるだけの品質やスペック、技術を持った製品の開発を各社がこぞって開始するようになりました。科学的な分析やマーケティング戦略、医学、その他様々なビジネス、また日常生活においては旅行の予約やショッピング、ゲーム、IoT家電等、いまやIT技術がなければ個々の生活はもちろん、世界のインフラが成り立たないとも言える程です。

このような状況になるとインターネット上では膨大なデータが管理されることとなり、大量なデータであっても高速な処理が可能なシステムの構築が求められるようになります。

まだインターネットが今ほど一般的でなかった時代は、LANケーブルを電話回線に繋いでダイヤルアップでの接続をしばらく待ち、インターネットに繋がったらホームページにアクセスして表示されるまでまたしばらく待つというように、今ではいつでもどこであっても瞬時にできることも当時は当然の如く数分かけて行っていました。インターネットに繋がるだけで世界が広がったような感覚で感動さえ覚えた方も少なくないでしょう。しかしその状況に慣れてきたり、インターネットへの接続が必須となる事柄が増えてきたりするともっと早くアクセスできないものかと時間を気にし出すようになり、実際インターネットのプロバイダーも次々と高速な回線サービスの提供を開始するようになりました。

仕事はもちろん、家事や趣味と何でもスピード感を求められるような現代社会の中ではITにかかわらず、新たな技術が確立した後は次の段階として効率化・高速化の方向に進むのが自然な流れと言えるでしょう。

前置きが長くなりましたが、Microsoft Azureでは以上のようなIT業界の動向の中でインメモリーデータベースを採用した高速処理が可能なクラウドデータベースサービス「SAP HANA on Azure」が提供されています。この記事ではクラウドサービス全般のメリットやMicrosoft Azureというサービス全般について紹介したうえで、MicrosoftとSAPの関係性や「SAP HANA」の特徴、Azure Backupでのバックアップについて紹介していきます。

技術的な内容ではなく、全体像を把握してもらえるような基礎的な内容となっているため、各社が提供しているクラウドサービスの中でどこを選定するか迷っている方、社内システムですでに「SAP HANA on Azure」が採用されているがどのような特徴があるのかわからないという方、クラウドサービスやMicrosoft Azure、データベースについて学習しているという方は是非ご覧ください。

クラウドサービスを利用するメリットについて

一昔前はクラウド上で提供されているサービスの名称に明示的に「クラウド」と付けることでクラウドサービスであることを強調するものが多く見受けられましたが、2023年現在では多くのサービスがクラウド上で運用されていることもあり、敢えて名称に入れないくらい当然のようになっています。そのため、気付いたら普段利用している身近なサービスもクラウドになっていたということも少なくないでしょう。例えば、クリエイティブ職の方が利用するAdobeの各製品や音楽制作関連ソフト等もクラウドサービスとして提供されるようになったものが増えており、近年では物理的にソフトウェアを購入してインストールするという作業を省いて、申し込みするだけで即時に自分の端末で利用できるようになっています。

以上はソフトウェアの例ですが、いまやサーバーやネットワークといったインフラシステムそのものをクラウド上で構築・運用することも可能となっています。代表的なサービスとしては2006年にリリースされたAmazonのAWS(Amazon Web Services)や2008年にリリースされたGoogleのGCP(Google Cloud Platform、現在のGoogle Cloud)、2010年にリリースされたMicrosoftのMicrosoft Azureがあり、これらはそれぞれ仮想マシンやデータベース、DNS、VPN(Virtual Private Network)、セキュリティ関連のサービスを多数提供しており、様々な状況に即したインフラが構築できるようになっています。またオンプレミス環境の移行先として十分に値するサービスや機能が備わっている状況です。

近年は「クラウドファースト(似たような定義として「クラウド・バイ・デフォルト」という言葉もある)」や「クラウドネイティブ」という考え方も普及しており、クラウド業界の発展を後押しする動向は顕著に見られます。「クラウドファースト」とは新規のシステム導入時や、古くなったオンプレミス環境で運用中のシステムの移行先として優先的にクラウドサービスを選択するという考え方であり、「クラウドネイティブ」とはクラウドの持つメリットを十分に生かしてシステムを運用するという考え方です。

「クラウドファースト」は2010年に米国連邦政府が提唱し始めた言葉で、「クラウドネイティブ」は非営利団体のLinuxFoundationが2015年に「Cloud Native Computing Foundation(CNCF)」を設立したのが初めとされていますが、その頃の日本国内でのクラウドサービスの成長の勢いも重なってこれらの考え方は順調に広がりを見せています。そのため当初はスタートアップやベンチャー企業といった特にスピード感を重視する企業で多く利用されていたものの、いまや大企業や政府関連のシステムにおいてもクラウドサービスが採用される状況も珍しくなくなりました。

なぜこれほどまでにクラウドが推奨されるかを知るためにはクラウドサービスのメリットについて知っておく必要があります。メリットとして注目されることが多いのはコスト削減や柔軟なスケーリング、最新技術を気軽に利用可能、セキュリティ機能が充実しているという点です。

コスト削減に関しては人件費、機器の購入・維持といった2つの観点から可能と言えます。クラウドサービスはほとんどがマネージド、あるいはフルマネージドサービスとなっていますが、これらのサービスは、開発前の構築やシステム稼働後の運用・保守における多くの作業をサービスに備わった機能やベンダー側の作業にて補ってくれます。

オンプレミスの場合はプログラム等の実装を始める前に、これからの運用に必要となるネットワーク環境やサーバー環境といったインフラ環境一式をネットワークエンジニア、サーバーエンジニア等の各分野の専任エンジニアによって手分けして用意するための時間が必要となります。小規模であれば数日で完了することもありますが、大規模システムにおいてはこの作業だけで数週間〜数ヶ月要することもあります。

システムの本番稼働後も日々の監視や定期的なメンテナンスはもちろん、ディスク不足やディスク破損による緊急メンテナンス、高負荷等が原因のサーバー停止や脆弱性への対応といった運用・保守作業も全てインフラエンジニアやSE(システムエンジニア)が担当しなければなりません。

対してマネージド・フルマネージドのクラウドサービスはオンプレミスで数ヶ月かかることもある構築作業が不要で、管理コンソール上のボタン操作をするだけでまるでオンラインショッピングをするように短時間で自動的に構築してくれます。運用・保守においてもサービス形態によって管理範囲が異なりますがベンダー側で一部を実施してくれるため、例えばソフトウェアのバージョンアップや脆弱性対応等のメンテナンスをエンジニアで実施する必要がなくなる他、物理的な障害や仮想環境の不具合における復旧対応も不要となります。そのため、エンジニアにかける人件費の大幅な削減が可能ということです。確保できた分の時間を別の業務や別のプロジェクトに当てて効率的なビジネスを行うということも実現できるでしょう。

機器の購入・維持に関しては、サーバーやネットワーク機器、それらを設置するためのラック等の機器購入やレンタルが不要となり、自社で運用する場合のように電力量を自社で直接負担する必要もありません。またオンプレミスやデータセンター運用の場合には設置する場所や維持費も発生しますがこれも不要となります。以上のことはコスト削減と共にエコ活動にも繋がると言えるでしょう。

ほとんどのサービスが従量課金制という点もクラウドサービスの大きな特徴となりますが、このことは必ずしもコスト削減につながるものとは言えないためメリットとしては含めません。

スケーリングに関してはこれまでのオンプレミスと比較すると非常に便利になった点の一つです。オンプレミスでハードディスクの容量不足や規模の拡大によるメモリ不足等が発生した場合は、メンテナンスを計画したうえで物理的にディスクやメモリの追加作業が必要となっていました。メンテナンスを実施するとなるとサービスの停止が発生するため、ユーザーの満足度低下やビジネス機会の損失に繋がる懸念がありました。しかし、クラウドサービスではシステムを稼働し続けたまま処理スピード等に影響を与えずスケールアップ・スケールダウンが可能となる他、利用状況に応じて自動でスケーリングを行ってくれる機能もあります。そのため柔軟なスケールアップはもちろん、無駄な費用を発生させないためのスケールダウンや適切なリソースの割り当ても可能となり、こちらもコスト削減に繋がることの一つとなります。

最新技術を気軽に利用できる点もクラウドサービスの大きなメリットです。特にクラウド業界において大部分のシェアを占めるMicorsoftやAmazon、Googleはそれぞれ世界的な大企業であり、当然ながら突出した技術力を保有していて最新技術への対応も早いです。そのような企業がほんの一部ではあるかもしれませんが、独自に気付き上げた技術を公に提供する機会の一つがクラウドサービスとなっているため、ユーザーはそれらサービスを利用することで各分野に対して詳しい知識を持っていなくても最新の優れた技術を簡単に自社システムに取り入れることができるようになります。

セキュリティ機能の充実はメリットでありながら、注意が必要な点の一つとも言えます。現在は業界にかかわらずクラウドサービスを利用してサービス運用されることが多く、その中には個人情報・機密情報といったデータが含まれています。以前は他社が運用するクラウド上に重要データを保存することへの懸念が多く、クラウドサービスがありながら重要データを扱うシステムはオンプレミスで運用するという傾向も少なくなかったですが、その後クラウドも技術やセキュリティ面が向上しており、すでにオンプレミス環境と大差がなく、考えられるリスクはどちらで運用する場合も同程度という状況にまで成長しています。そして各社はそれぞれユーザーが堅牢なセキュリティ環境を構築できるように豊富なサービスを提供しています。

しかしクラウドサービスには独自の仕様もあり、正しく仕様や仕組みを理解していないと思わぬ設定漏れ、設定ミスが発生する可能性があります。実際にクラウドで発生するセキュリティインシデントの原因の多くは人的な設定ミスであるという結果が出ている状況です。そのためセキュリティ機能の充実した現在のクラウドサービスであっても、正しい知識を持って適切な設定が行えるクラウドエンジニアのような存在は必要と言えるでしょう。

Microsoft Azureとは？

ここまではクラウドサービス全般のメリットを紹介してきましたが、ここではMicrosoft Azureに特化したメリットを挙げつつサービスの特徴を見ていきましょう。AzureはMicrosoftが提供しているクラウドサービスであるため、WindowsやOfficeといった他のMicrosoft製品との相性が良いというのはメリットの一つです。またオンプレミスで幅広く利用されているActive DirectoryやSQL Serverと連携してマルチクラウド(あるいはハイブリッドクラウド)な環境で運用したり、スムーズにクラウド環境へ移行することが可能となります。

2023年時点で200以上のサービスが提供されており、Azureだけで様々な分野の開発ができるという点もメリットの一つです。仮想マシンの「Azure Virtual Machines」、コンテナやサーバーレスコンピューティングの「AKS(Azure Kubernetes Service)」「Azure Container Apps」「Azure DevOps」、ストレージの「Azure Storage」、データベースの「Azure SQL Database」「Azure Database for MySQL」「Azure Database for PostgreSQL」、人工知能(AI)の「Azure Cognitive Services」、機械学習(ML)の「Azure Machine Learning」、ビッグデータの管理・分析ができる「Azure Synapse Analytics」等がAzureの代表的なサービス例です。

また、Azureは日本を含めたアジアや世界各国にリージョンやデータセンターを設置しています。そのためサービスを展開する場所によってリージョンを変えてレイテンシーを低くしたり、BCP(事業継続計画)としてシステムやサーバー、データを冗長化したりということも可能となります。さらにMicrosoftの持つグローバルで強力なネットワークバックボーンを利用してシステム運用できるということも魅力の一つと言えます。

なおオンプレミス環境から移行する場合においては、すでに購入済みのライセンスをAzure環境でそのまま適用することができるため、システム移行に当たって新たなライセンス購入料金が発生することがありません。

なお独自のメリットとしては挙げませんが、コスト削減の実現に適している点、セキュリティ機能が豊富である点、柔軟なスケーリングが可能という点は他のクラウドサービスと同様です。Microsoft Azure、AWS、GCPは例えば仮想マシンやデータベースといった代表的なサービスに関してそれぞれに似た仕様を持つものを提供しているため、エンジニアはそれらの中から最もプロジェクトの目的や企業の方針・意向に沿ったサービスを選定する必要があります。

SAP HANAの概要

SAP HANAはカラム指向型でインメモリのデータベースシステムであり、ドイツのSAP社によって提供されています。なおSAP HANAという名称は「High-performance ANalytic Appliance」の略です。SAP HANAはカラム指向型、インメモリという特徴によって高度なアナリティクスと高速のトランザクションを並行して行える仕組みとなっていますが、この2つの特徴が具体的にどのようなことであるかについて詳しく解説します。

インメモリとは？

基本的にパソコンやサーバーはハードディスクやSSDといった補助記憶装置でデータを保存しますが、インメモリデータベースにおいては主記憶装置となるメモリ(RAM)上でそれを行う仕組みとなっています。メモリに直接データを保存することでデータの読み書きが高速に行えるようになります。

しかしサーバーの仕組みに詳しい方であれば、メモリに保存されたデータはコンピュータの電源がオフになると消えてしまうのではと思ってもおかしくないでしょう。インメモリの技術においては障害等で電源オフ状態になる場合に備えて、スナップショットやトランザクションログによってデータの永続化が行えるようになっています。電源がオフになった際にスナップショットでデータベースを特定の時点に復元し、スナップショット取得以降のトランザクションログを参照してデータベースを変更して復旧するという流れです。また近年は不揮発性メモリが採用されていることもあり、この場合は電源がオフになったとしてもデータの消失自体が発生しません。そのためデータやシステムの復旧も迅速に行えるようになります。

インメモリのデータベースはデータ構造やデータアクセスがメモリで処理できるように最適化されており通常のデータベースより高速な処理が可能である他、CPUの消費も抑えることが可能です。一方でインメモリに対応したデータベースを利用しない場合は処理速度の高速化が見込めない、大容量データを扱う場合はメモリリソースを圧迫してしまうためその他の処理に影響が出る可能性があるというデメリットがあることもあわせて覚えておきましょう。なお今回取り上げるSAP HANA以外の有名なインメモリデータベース製品としては「Oracle Database In-Memory Option」「Oracle Times Ten」「Redis」等があります。

カラム指向型とは？

MySQL、Oracle、SQL Serverといった一般的に広く利用されているリレーショナルデータベースはトランザクションの書き込みを重視した行指向(ロー型)であり、データを横軸で管理します。対してSAP HANAは、データを縦軸の列指向(カラム)単位で管理するカラム指向型となっています。

カラム指向型では必要な部分のデータのみを抜き出して扱うことが可能なため、アクセスするデータ量を少なくできます。その結果として行指向よりも高速な処理が可能になるうえ、メモリの節約にも繋がるというメリットがあります。

以上のような特徴を持つSAP HANAは通信キャリアや金融機関のアプリケーション、大規模アプリケーションやリアルタイムなデータ処理が求められるシステムの開発、高速な検索が必要となるデータウェアハウス、分析処理等に適しています。

その他の特徴

SAP HANAには他にも統合型プラットフォームとして利用できる、非構造化データが扱えるという特徴があります。

もちろんSAP HANAはデータの参照や追加・削除・更新を行う通常のデータベースとしての利用も可能ですが、分析や機械学習を使ったインサイト主導型のアプリケーション開発にも利用できるため統合型プラットフォームであるとも言えます。データ処理とデータ分析を同時に行う「オンライン分析処理(Online Analytical Processing)」も可能です。

またデータベースは基本的にテキストデータを管理しますが、SAP HANAではメールデータや文書、画像、動画、音声といった様々な形態のデータをそのまま非構造化データとして管理できるため、その分ビジネスへの活用も迅速に行えます。

さらにSAP HANAはオンプレミス、クラウドのどちらでも利用できるという特徴もあります。そのためマルチクラウドやハイブリッドクラウドなシステムの開発をする場合でも対応可能なデータベースと考えることができます。

SAP HANA on Azureの特徴

Microsoft Azureのプラットフォーム上でSAP HANAを利用できるようにしたサービスが「SAP HANA on Azure」です。クラウド上にSAP HANAの環境を構築することでSAP HANAのメリットを十分に生かしつつ、前述したようなクラウドの持つ柔軟なスケーラビリティやセキュリティ機能を付加できることとなります。

Azureの公式ページにおいては、SAP HANA on Azureでは最大4TBまでスケールアップが可能な仮想マシン、最大12TBのメモリ、最大20TBまでスケールアップ可能、かつ永続的メモリに対応しているインスタンス、99.99%あるいは99.9%のSLA(Service Level Agreement)が提供されることが記載されていました。リージョンは東南アジア、西ヨーロッパ、米国東部から選択可能であり、データベースのサイズは192GB〜6TBまで用意されています。

SAPとMicrosoftは1993年から長い間パートナー関係にあり、双方の成長により相乗効果で品質を高めてMicrosoftでSAPを利用するユーザー、SAPでMicrosoftを利用するユーザーの数をそれぞれ増やしてきたという背景があります。このように両サービスを利用している組織が多く、特に関係が深い企業であるため、シェア率ではAzureを上回るAWSやGCPではなくAzure上でSAP HANAが利用できるSAP HANA on Azureがリリースされた状況です。

Azure Backupでのバックアップについて

Azureには仮想マシンやデータベースにおける各種データのバックアップを自動で取得してくれる補助的なサービスとして「Azure Backup」が提供されていますが、SAP HANAもこのサービスを使って簡単にRecovery Servicesコンテナ上にバックアップやリストアが可能です。そのためDR(災害対策)やBCP(事業継続計画)の一貫としてサービスを併用すると良いでしょう。今回は省略しますが具体的な操作手順についてはAzure公式サイト内のドキュメント「Azure VM での SAP HANA データベースのバックアップ」として公開されているため、実際にバックアップを設定したい場合はそちらをご参照ください。

まとめ

近年はビッグデータのようにシステムで扱うデータ量が多い傾向にあり、かつそれらのデータを分析して即時にビジネスに生かす等の高速な処理が求められています。そのような中でSAP HANAはIT業界における近年の需要に適したデータベースサービスと言えます。

またクラウドファーストという考え方が普及しているように様々なサービスのクラウド化が見られる中、SAP HANAに関してもクラウドサービスで利用できるということは高性能かつ利便性のあるデータベースサービスを提供するために重要なポイントとなります。今回紹介したSAP HANA on Azureはそれを実現した形態のサービスとなります。ぜひ今後クラウド上で高速なデータベースを利用したシステムを運用したいという希望がある場合は、SAP HANA on Azureの利用を検討してみてはいかがでしょうか。