NoSQLクラウドデータベースとは、クラウド上でホストされ、サービスとして提供される非リレーショナルデータベースです。
従来のリレーショナルデータベースのようなサイズの制限なく、データを格納、処理、取得するためのプラットフォームを提供します。
このカテゴリのデータベースは、SQLのような一連の同一形式のレコードだけでなく、さまざまなデータモデルを扱うことができ、柔軟性とスケーラビリティで知られています。
NoSQLクラウドデータベースは、多くの場合、Database-as-a-Service（DBaaS）モデルの一部として使用されます。これにより、開発者はインストール、プロビジョニング、チューニング、パッチ適用、更新、メンテナンスなどの運用タスクから解放されます。
これらのデータベースはパブリッククラウドプロバイダで利用可能であり、アプリケーション開発者にとって俊敏性と効率性が向上します。
本記事では、NoSQLクラウドデータベースが提供する具体的なメリットを解説します。
また、NoSQLとクラウドの側面を別々に説明します。
一般的なNoSQLデータベースの特徴
- 非常に大きなデータセットを扱える
- 柔軟な非リレーショナルなデータベース構造を提供
- ドキュメント、キーバリュー、グラフ、空間、時系列、ベクトルなど、さまざまなデータモデルの格納と管理が可能
- 水平方向にスケーラブルで、リソースを追加できる。これに対し、すべてのデータを単一のサーバに格納しなければならないデータベースは、垂直方向にのみスケーラブルである。
NoSQLデータベースのメリット
- コスト効率が良い
- 非常に大きなデータセットからのデータ取得が高速
- 変化する状況に対応し、運用コストを削減するため、ストレージと処理の要件の変更に対応
一般的なクラウドデータベースの特徴
- NoSQLデータベースは、ビッグデータ時代の直接的な結果であり、多くは現代のクラウドコンピューティング機能を可能にするために特別に作成された
- Database-as-a-Service（DBaaS）などのサービスオプションを提供し、インストール、プロビジョニング、メンテナンスなどの運用タスクを排除することで、設備投資と専門スタッフの必要性を削減
- パブリッククラウドプラットフォームでホスティング可能
- 通常、定期的に更新されるストレージテクノロジーが含まれ、高いパフォーマンス、効率性、信頼性を提供
NoSQLクラウドデータベースのメリット
NoSQLデータベースとクラウドが結合することで、俊敏性、適応性、信頼性をもたらします。
メリットを詳しく見ていきましょう。
- モビリティ： ユーザーは、いつでもどこからでもクラウドデータベースにアクセスできます。
- 弾力的なスケール： 必要なときにクラウドリソースを簡単に追加し、不要なときには削除（およびそのコスト）できます。レガシーのリレーショナルデータベースは単一のサーバー上で実行されるよう制約されることが多いのに対し、NoSQLデータベースは水平方向にスケールアウトするため、追加のコードなしでクラウドの追加リソースを活用できます。
- 管理が容易： NoSQLクラウドデータベースは、多くの場合、導入と管理が容易で、その複雑さのほとんどがエンドユーザーから隠されています。
- セキュリティ： NoSQLクラウドデータベースは通常、バックアップ、レプリケーション、および侵入に対する保護が行われています。
最終的に、NoSQLクラウドデータベースは、企業が自社のハードウェアを購入・維持するための資本と人的リソースを投資する必要がなく、その代わりに他の運用費用を予算化できることを意味します。
同時に、ベンダーは通常、必要なすべてのメンテナンスと運用タスクを処理し、大規模なアップグレードを必要とせずに、企業のニーズに応じてリソースが拡大します。
楽天の例を見てみましょう。楽天は、キャッシュバックとショッピング特典を通じて個人、コミュニティ、企業、社会に力を与えるインターネットサービスのグローバルリーダーです。ディスプレイ広告プラットフォームをサポートするために、楽天には、大規模なデータストア、低レイテンシー、無制限のスケーラビリティ、高可用性など、いくつかの基準を満たすNoSQLデータベースが必要でした。
適切なNoSQLクラウドデータベースの選択
スパナをハンマーとして使うこともできますが、そんなことをしたいでしょうか？
ハンマーとスパナのどちらを選ぶかを決めるのと同じように、データベースを選ぶことは、その仕事に適したツールを使用していることを確認することです。
ニーズの評価：柔軟性、スケーラビリティ、パフォーマンス
クラウドを決定する前に、組織のニーズを考慮してください。柔軟性、スケーラビリティ、パフォーマンスが求められるなら、NoSQLが答えになるでしょう。
重要な点を判断する方法は次のとおりです。
柔軟性：
- データベースは、進化するニーズにどの程度適応できるか？
- 会社のレガシー技術とうまく連携できるか？
スケーラビリティ：
- 成長について考える – データベースは会社とデータの成長に合わせて拡張できるか？
- スケーリングの容易さと運用コストへの影響を考慮する
パフォーマンス：
- 最小限の遅延でリアルタイムの応答が求められるようになっているため、スピードを優先する
- どんな負荷でも一貫した応答を約束するデータベースを探す
要件を評価することで、アプリケーションのニーズに合ったデータベースを選択できます。
これらの中核となる属性をビジネス目標に合わせることで、アプリケーションに適したテクノロジーを選択できる可能性が高くなります。
NoSQLがサポートするデータモデルの種類を理解する
すべてのNoSQLデータベースが同じように作られているわけではありません。NoSQLデータベースには、それぞれ独自の専門分野を持つさまざまなデータモデルを使用する、さまざまなタイプがあります。
ニーズに最も適したものを選ぶことが重要です。
いくつかの例
- ドキュメントデータベース： データがJSON、XML、またはBSONアイテムで構成されている場合に検討してください。ドキュメントデータストアをサポートするデータベースには、Aerospike、MongoDB、Couchbaseなどがあります。
- キーバリューストア： このモデルは、シンプルさとスピードに最適です。例としては、Aerospike、DynamoDB、Redisなどがあります。
- グラフデータベース： データが複雑な関係性を判断することに重点を置いている場合は、Aerospike、Neo4j、Amazon Neptuneなどを検討してください。
- ベクトルデータベース： 大量の非構造化データを検索して類似性を見つける必要がありますか？ベクターデータベースは、比較不可能なものを比較するのに役立ちます。Aerospike、Pinecone、Milvusはベクターデータベースの例です。
- カラムストア： データがスプレッドシートに似ていて、分析や時系列データなどのコンポーネントがある場合は、Apache Druid、Snowflake、Cassandraなどがあります。
このような知識があれば、意思決定プロセスを闇雲に進める必要はありません。データの特定のニーズに最適なモデルを選択できるのです。
NoSQLの統合：サーバーレスアプリなどの構築
クラウドでNoSQLデータベースを使用することは、手を抜くことではありません。高速で効率的なパフォーマンスを実現するために、最適なツールを使用することなのです。
サーバーレスアプリケーション開発のためのNoSQLの活用
サーバー管理の細かい点を気にせずにアプリを作れることを想像してみてください。これがクラウドベースのデータベースを使用するメリットです。NoSQLデータベースは、この柔軟なテクノロジーの完璧なパートナーです。
理由
- サービスの共生関係：クラウドとNoSQLデータベースの相乗効果により、開発者にスケーラビリティと柔軟性が提供される
- オンデマンドのパフォーマンス：クラウドデータベースの従量課金モデルは、アプリのニーズに合わせて拡張される
メリット：
- 複雑さを軽減し、バックエンドを気にせずにアプリケーションを開発できる
- 必要なときに必要な容量にのみ料金を支払うため、ハードウェアをより効率的に使用できる
レプリケート（複製）されたデータ移行による可用性の向上
移行は困難な場合がありますが、問題にはなりません。しっかりとした戦略があれば、データレプリケーションを介してNoSQLデータベースへの移行を簡単に行うことができ、高可用性という追加のメリットも得られます。
なぜなら、NoSQLデータベースは分散データを簡単に扱えるからです。あるデータストアが利用できない場合、アプリは単に別のデータストアに切り替えます。時間が経つにつれ、レプリケートされたデータストアが一貫性を保つようになります。
仕組みは次のとおり
- 成功のための青写真：データモデル、インデックス作成、クエリパターンを含む移行マップを作成します。
- 一気に飛び込まず、少しずつ：パイロットプロジェクトで互換性とパフォーマンスを確認します。
高可用性（HA）設定の場合：
- レプリケートしてから運用：サービスを中断させないために、リージョン間で堅牢なデータレプリケーションメカニズムを確立します。
警戒を怠らない：モニタリングツールを導入してシステムの健全性を追跡します。
もたらされるメリット：
- レプリケートされたデータは、ユーザーの近くにデータを保持することで遅延を減らします。また、あるデータストアが利用できない場合でも、データベースの回復力が高まります。
NoSQLは水平方向のスケーリングとレプリケートされたデータを簡単に処理できるため、HA設定に適しています。これらの戦略を使用すれば、移行やHA設定は障害ではなく、堅牢なインフラストラクチャへの踏み台になります。移行とHAの成功は、必要なときに必要な場所でデータを確実に利用できるように、準備と計画が重要です。
NoSQLクラウドデータベースにおけるセキュリティの課題
ほとんどすべての組織にとって、十分に設計された内部プロセスとコンプライアンス戦略でNoSQLクラウドデータベースのセキュリティを強化することは、ミッションクリティカルな課題です。データ漏洩は、オンプレミスでもクラウドでも発生する可能性があります。NoSQLクラウドデータベースのデータを保護するための重要な考慮事項をいくつか紹介します。セキュリティの懸念とデータガバナンスへの対処です。
社内にデータセンターを持つ一部の組織は、データをクラウドに任せることに躊躇し、セキュリティが低下するのではないかと心配しています。しかし実際には、クラウドベースのデータベースは、独自のセキュリティオプションと機能を提供することが多いのです。
- 多層防御：クラウドベースのデータベースは通常、認証、ユーザーベースの認可、転送中および保存時のデータ暗号化を提供します。
- 監査可能な記録：ログファイルは通常、誰が何をいつ行ったかを追跡します。
メリット：
- 定期的にバックアップとレプリケーションを実行し、サイバー攻撃から機密データを保護することで、信頼を育む
- きめ細かいアクセスにより、適切な情報を適切な人だけが確認できるように
データ専門家にデータのセキュリティとガバナンスの制御を任せることで、データの信頼性と整合性を保護できます。
また、クラウドデータベースの運営者は、ソフトウェアパッチのインストールからストレージハードウェアの最新かつ最も信頼性の高い技術へのアップグレードまで、なかなか手が回らないメンテナンスタスクをすべて実行してくれます。
NoSQLクラウド環境でのコンプライアンスの確保
NoSQLクラウド環境であっても、コンプライアンス要件への対応は難しい場合がありますが、適切なクラウド事業者を選択すれば問題ありません。その理由は次のとおりです。
コンプライアンスの基本：
- データの所在地：ユーザーが居住する場所のデータ主権法に注意を払います。
- 仕様要件：SOC 2 Type 2認証、ISO 27001、SOX、HIPAA、FIPS 140-2、GDPRなどの基準への準拠を確保します。
実施すべき慣行：
- 定期的なコンプライアンス監査を実施し、問題を発見して修正する
- 十分な情報を持つスタッフが最良の防御策であるため、継続的なスタッフトレーニングを実施
重要な理由：
- 法的要件の範囲内に留まることで、規制上の問題や重い罰金を回避できる
- 信頼問題：顧客は、自社が規制要件を満たしていることを知りたがるでしょう
GDPR、CCPA、HIPAAのいずれであっても、NoSQLデータベースはトレーサビリティと暗号化を提供し、コンプライアンスを維持します。特に厳しい規制の業界では、すべてのコンプライアンス要件を満たしていることを確認することが重要です。
結局のところ、コンプライアンスは罰則を回避するだけでなく、高潔性を持って事業を行っていることを顧客に示すことなのです。
