Five Capabilities Accelerate Enterprise FinOps Progress

クラウドネイティブ技術によるコスト削減と効率化

2020 年、新型コロナウイルスのパンデミックが世界中を席巻しました。多くの企業が業務停止に追い込まれ、工場は生産を停止し、サプライチェーンは寸断され、世界経済に甚大な影響を及ぼしました。65% の企業が、クラウド移行による IT 情報化能力の向上を通じて、今後発生しうる他のシステミックリスクに対応することを検討し始めています。クラウドネイティブ技術は、現在最も先進的なクラウド移行の方法として、大半の企業が IT 情報化変革を実施するための最良の選択肢となっています。

有名なコンサルティングファームである Capgemini が 2020 年に実施した「Cloud Native Comes of Age」調査によると、クラウドネイティブ環境で新規アプリケーションを構築している企業はわずか 15% に過ぎませんでしたが、この割合は 3 年以内に 52% まで増加すると予測されています。同レポートでは、アプリケーションの 20% 以上をクラウドネイティブ環境にデプロイしている企業をリーダーと定義しています。これらの企業はクラウドネイティブ技術をどのように捉えているのでしょうか。

調査対象企業の 87% が、クラウドネイティブによって効率が向上し、コストが削減されたと回答しています。84% の企業が、クラウドネイティブが顧客体験の向上を促進したと回答しています。80% の企業が、新製品や新サービスの実装にかかる待ち時間が大幅に短縮されたと回答しています。

2021 年の CNCF「FinOps Kubernetes Report」調査レポートでは、Kubernetes プラットフォームへの移行後、68% の回答者が自企業のコンピューティングリソースコストが増加したと回答し、36% の回答者がコストが 20% 以上急増したと回答しています。大半のリーディングエンタープライズに広く認知されているコスト削減と効率化の機能を備えていても、多くの企業がクラウドネイティブ移行のプロセスで数多くの障害に直面し、さらに多くのコストを支払っているのが実情です。クラウドネイティブ技術を採用しているにもかかわらず、なぜ理想からこれほど遠いのでしょうか。

実例から始める

Raymond は、あるインターネット E コマース企業の IT プラットフォーム責任者です。過去 2 年間にわたり、彼はチームを率いて同社のすべてのビジネスをクラウドベースのアーキテクチャに移行してきました。Raymond がクラウドネイティブ技術をプラットフォームアーキテクチャ方式として選んだ理由は非常にシンプルです。マイクロサービス、コンテナ、DevOps といったクラウドネイティブ技術により、異なるタイプのアプリケーションを統一して配信・保守でき、管理コストを削減できるためです。CI/CD パイプラインによる自動ビルドとデプロイで開発スピードを向上でき、コンテナ技術でアプリケーション間のリソース共有と柔軟な割り当てを実現してリソースの無駄を削減できます。さらに、異なるタイプのアプリケーション間での混合デプロイメントとプリエンプションを通じて、クラスターリソースの使用率をさらに高められます。

Raymond のチームは、同社の 5 つの主要プラットフォームの安定運用を担っています。ビジネス特性、運用保守の容易さ、セキュリティレベル、コストの観点を踏まえ、Raymond はビジネスを 3 つのクラスターに分割しています。

・Cluster A - メインサイト/トランスコードクラスター

メインサイトのサービス安定性要件は高い水準にあります。クラスター全体の計画は主に静的ノードプールをベースとし、定期的なスケーリング機能を備え、ビジネスピークの到来前に事前キャパシティ拡張を行います。日中のキャパシティに余裕がある時間帯には、トランスコードサービスを混合デプロイメントしてクラスターのスペースをタイムシェアリングで再利用し、リソース効率の向上を実現します。

・Cluster B - ライブストリーミング/ビッグデータクラスター

ライブストリーミングサービスとビッグデータサービスを同一クラスターに配置する理由は、データレイクへのアドホッククエリ、ライブストリーミングサービス、ビッグデータ上の ETL ジョブのいずれもが、単位時間あたり大量のコンピューティングリソースを消費するためです。ただし、サービスキャパシティの規模には大きなランダム性があり、高い伸縮性が求められるシナリオは両サービスに適しています。

・Cluster C - マイクロマーチャントクラスター

マイクロマーチャントビジネスを独立したクラスターに配置する主な理由は、セキュリティ上の理由からテナントデータとビジネスデータを分離するためです。さらに、独立したクラスターにより、より精度の高いコスト配分も実現できます。

クラウドネイティブ分野の非常にシニアな専門家として、Raymond の技術選定、クラスター分割、最適化戦略は申し分ありません。クラウドネイティブ移行初月、すべてが期待通りの結果に向かっているように見え、安定的かつ効率的でした。

「先月の費用が 70% 増加？」Raymond は最新の請求書を受け取った後、何が問題なのかと自問しました。

エンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスの課題

以前、Raymond のチームはより伝統的で成熟した静的なエンタープライズ IT コストガバナンスモデルを採用していました。このモデルのサイクルは通常月次または四半期で、リソースプランニング、コスト見積もり、コスト予算策定、コストコントロールの 4 つのステージを実施することで、IT 資産を購入し、エンタープライズ IT コストガバナンスの目標を達成します。

このモデルの利点は、各 IT コストガバナンスで得られるコスト予算が固定されており、IT 資産管理の観点から非常に扱いやすい点です。しかし、欠点も明らかです。ビジネスキャパシティに頻繁な変動がある場合、コスト見積もりステージで大きな乖離が生じ、大量の無駄を招く可能性があります。

インテリジェントスケジューリング、オートスケーリング、混合デプロイメント、タイムシェアリングプリエンプションなど、クラウドネイティブ技術でコスト削減と効率化を実現する手法は、本質的にリソースの排他利用を共有利用に変え、リソースの静的供給を動的供給に変えます。いかなる新技術の採用も、既存システムのアーキテクチャを変革・最適化しますが、クラウドネイティブ技術アーキテクチャの動的変革の導入は、従来の企業内 IT コスト管理体制を打破しがちで、IT コスト管理を制御不能に陥らせます。IT コスト管理が制御不能になると、さまざまな最適化戦略は根なし草となります。

Raymond が請求書を通じて問題の手がかりを見つけようとしたとき、数百ページの詳細が記載された月次請求書を手にしました。請求書の詳細から異常な費用の原因となったアプリケーションや部門を追跡することはほぼ不可能でした。Raymond が直面した課題は、クラウドネイティブアーキテクチャの責任者であれば誰もが克服しなければならない課題です。

では、何がエンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスを困難にしているのでしょうか。

・ビジネスユニットと課金ユニットのライフサイクルの差異

従来のエンタープライズ IT コストガバナンスモデルでは、ビジネスユニットと課金ユニットの間に一定の対応関係があります。たとえば、あるポータルサイトに 2 台の ECS、アクセス層ゲートウェイ SLB、データベース RDS が含まれる場合、ビジネスユニットと課金ユニットは 1 対 1 であり、請求書がそのままコストとなります。

しかし、クラウドネイティブシナリオでは、アプリケーションが Kubernetes などのコンテナクラスターにデプロイされると、すべてのリソースがプール化され、ビジネスの最小計測単位は Pod となります。ところが、Pod のライフサイクルは実際に請求書を生成するノードのライフサイクルと一致しません。大半のシナリオでは、アプリケーションの再デプロイに伴い、サービスの Pod は他のノードに再スケジューリングされ、ビジネスユニットと課金ユニットの 1 対 1 の対応関係が、ロジック、空間、時間の 3 つの次元で崩れる可能性があります。

これにより、企業のビジネス部門がビジネスの計測、計画、予算見積もりを行おうとする際に、具体的な結果を得ることが困難になります。

・動的リソースデリバリーと静的容量計画の衝突

従来のエンタープライズ IT ガバナンスモデルでは、計画/予算とリソースデリバリーの関係は静的です。ビジネス部門は月次、四半期、年次のサイクルで予算を提出し、IT 部門が統一調達と割り当てを実施します。静的容量計画モデルのリソース無駄問題を解決するため、コンテナはオートスケーリングなどの技術とソリューションを採用し、動的リソースデリバリーを通じて容量コストをコントロールします。

しかし、動的リソースデリバリーモデルは実際の運用で他のコストトラップを導入する可能性があります。典型的には、従来の静的計画モデルは月額サブスクリプション課金方式を主に使用しますが、動的リソースデリバリーモデルは月額サブスクリプションと従量課金など複数のモデルを混合します。さらに、Savings Plan、リザーブドインスタンスクーポン、スポットインスタンスなどの特別な決済戦略が導入されるシナリオもあります。対照的に、月額サブスクリプションの課金単価は従量課金などのモデルの約 30〜50% です。動的にデリバリーされたリソースの割合が不合理な場合、IT コストの大幅な無駄を招く可能性があります。

さらに、従来の静的容量計画モデルの予算策定と調達は一ステージで実施されるため、IT コストガバナンスはコストトレンドに注目する必要がありませんでした。しかし、大量の動的リソースデリバリーモデルが導入されると、企業の IT 管理者は全体のコスト変動だけでなくコストトレンドにも注目する必要があります。一部のシナリオでは、予測を行ってクラスターの費用が予期せぬ大規模化により予算を超過しないよう保証する必要があります。

・エンタープライズ IT コストガバナンスモデルのクラウドネイティブアーキテクチャへの適応

コスト管理の観点では、従来の IT コストガバナンスモデルは効率化のディメンションに重点を置いており、マシンの使用率を向上させることで次の容量計画段階のコストを削減していました。クラウドネイティブ IT コストガバナンスのシナリオでは、効率化とコスト削減は同時に発生します。企業はモニタリングやインテリジェントレコメンデーションなどの方法でリソースクォータを調整し、リソース使用率の向上を実現できます。オートスケーリングや動的リソースデリバリーなどの方法でリソースコストを削減できます。コスト削減と効率化の同時実施は、エンタープライズ IT コストガバナンスモデルのサイクルを大幅に短縮し、予算管理、クォータ管理、コストトレンド予測、コストトレンドアラートなどにより多くの要件を提起します。

・不適切なコスト最適化方案の誤用による副作用

従来の IT コストガバナンスモデルの最適化手法は比較的シンプルで、通常リソース使用率などの指標でガイドされ、コスト削減と効率化を実現します。クラウドネイティブシナリオでは、さまざまな最適化手法が次々と登場します。しかし、いかなる最適化方案も既存アーキテクチャの安定性に課題をもたらします。たとえば：

・オートスケーリングを使用する場合、スケーリングの感度とビジネストラフィックのピークの適合性を考慮する必要があります。縮小時のビジネスのグレースフルシャットダウンを考慮する必要があります。コストブラックホール（異常な原因による大量のリソース無駄、たとえば DDoS 攻撃による CDN リソースの過剰使用など）が発生しないかを考慮する必要があります。

・ビッグデータのエラスティックプロビジョニングを使用する場合、クラスター内に再利用可能なアイドルリソースがあるかを考慮する必要があります。一時的なデータジョブの実行時間が長すぎて、不合理なリソース課金モデルにならないかを考慮する必要があります。プロビジョニング時のリソース使用率が期待通りかを考慮する必要があります。

本質的に、クラウドネイティブシナリオの最適化は、主にスケジューリング/リソースの動的管理に焦点を当てています。移動、タイムシェアリング、プリエンプション、スケーリングなどの手段でリソース使用率を向上させ、クラスター全体の稼働率または総コアタイムコストを削減します。大半の最適化はドメインシナリオを対象としています。クラウドネイティブ IT コスト最適化方案を実施する前に、企業はアーキテクチャ変更によるリスクと最適化方案の期待される効果を計測・評価する必要があります。

前述の 4 つの課題は、クラウドネイティブ移行時に IT コスト管理を実施する上でどの企業も避けて通れない障害物であり、企業のクラウドネイティブ移行のペースを制約し、Raymond のような多くのクラウドネイティブ技術リーダーを悩ませています。これらの課題に対応するため、クラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューションが登場しました。

Alibaba Cloud エンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューション

Alibaba Cloud Container Service は AWS と並んで首位にランクされ、世界で最も包括的なコンテナ製品ラインナップを持つクラウドサービスプロバイダーです。2006 年から Alibaba Group はグループ内でクラウドネイティブ技術の実装を推進し始めました。16 年間のクラウドネイティブ実践経験により、Alibaba Cloud はクラウドネイティブ技術に対する思考と理解で企業にエンパワーメントし、IT 情報化変革の実現をより良く支援できます。

近年、企業のクラウド移行の加速に伴い、クラウド財務管理（FinOps）の概念がますます多くの企業に認知・採用されています。クラウド財務管理（FinOps）は、システム、ベストプラクティス、文化を組み合わせたクラウド運用モデルで、組織のクラウドコスト理解能力を向上させます。クラウド支出に財務責任を持たせ、チームが情報に基づいたビジネス判断を行えるようにするアプローチです。FinOps は IT、エンジニアリング、財務、調達、企業間の協力を強化し、IT をクラウド技術を活用してビジネスに付加価値をもたらすサービス組織へと進化させます。クラウドネイティブ技術と FinOps の概念が交差するとき、クラウドネイティブ IT コストガバナンス（Cloud Native FinOps）の概念が生まれます。これは FinOps のクラウドネイティブシナリオでの進化形です。

Alibaba Cloud Container Service は、エンタープライズクラウドネイティブ IT コスト管理ソリューションをリリースし、クラウドネイティブ環境でのエンタープライズ IT コスト管理、エンタープライズ IT コスト可視化、エンタープライズ IT コスト最適化を支援しています。Alibaba Cloud のエンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューションには 5 つの核心的な機能があります。

核心的な機能 1：独自のクラウドネイティブコンテナシナリオコスト配分および見積もりモデル

コンテナシナリオにおけるビジネスユニットと課金ユニットのライフサイクル不一致問題を解決するため、Container Service は課金とメータリングを組み合わせた独自のコスト見積もりモデルを提案し、コスト戦略（決済タイプ、Savings Plan、バウチャー、ユーザー割引、スポット価格変動）、配分要素（CPU、メモリ、GPU カード、GPU グラフィックなど）、リソースパターン（ECS、EDI、HPC）などの考慮事項を含め、Pod ディメンションのコスト見積もりとクラスター共有分のコスト配分を実現します。請求書分析を通じて単一期間のクラスターの全リソースコストを集計し、Pod ディメンションのコスト配分機能と組み合わせて、完全なクラウドネイティブコンテナシナリオコスト配分および見積もりモデルを実現します。

核心的な機能 2：多次元コストインサイト、トレンド予測、根本原因ドリルダウン

クラスター、名前空間、ノードプール、アプリケーション（ラベルワイルドカードマッチング）の 4 つのディメンションでコストインサイトをサポートします。クラスターディメンションはクラウドリソースの分布、リソースコストの変動トレンド、クラスター稼働率と無駄の比率、クラスターコストのトレンドと予測に注目し、IT 管理者がコスト消費の動向を正確に把握し、予算超過シナリオを防止できるよう支援します。名前空間はコスト配分に注目し、短期コスト見積もりと長期コスト配分をサポートし、スケジューリング稼働率、リソース使用量、コストトレンドの相関分析をサポートし、部門管理者のコスト見積もり、コスト無駄のドリルダウン分析を支援し、部門リソース使用率を向上させます。ノードプールディメンションはリソースコスト計画とガバナンスに注目し、インスタンスタイプ、単位コアタイム、スケジューリング稼働率、使用率稼働率の相関分析を通じて IT 資産管理者のリソースポートフォリオと決済戦略の最適化を支援します。アプリケーション（ラベルワイルドカードマッチング）ディメンションはドメインシナリオのコスト最適化に注目し、ビッグデータ、AI、オフライン処理、オンラインアプリケーションなどの上位レイヤーアプリケーションシナリオに対応します。アプリケーションディメンションのコストインサイトを通じて、リアルタイムのコスト見積もりとタスクレベルのコスト集計が可能です。

4 つのディメンションのコストインサイトを通じて、全シナリオのコスト最適化機能とソリューションにデータによる裏付けを提供し、合理的な根拠に基づくコスト削減と効率化を実現できます。

核心的な機能 3：全シナリオ対応コスト最適化機能とソリューションカバレッジ

各企業の実際のビジネスシナリオに対し、Alibaba Cloud Container Service はフルシナリオのリソースプロファイル作成、コスト最適化機能、ソリューションを提供します（詳細は記事末尾を参照）。

・エラスティックスケーリング

・混合デプロイメント

・インテリジェントリソースプロファイル

・クラウドネイティブビッグデータ/AI

・クラウドネイティブワークフロー

さらに、大半のコスト最適化戦略はビジネスシナリオに裏打ちされる必要があり、多くのシナリオでカスタマイズや二次開発が存在する可能性があります。そのため、Alibaba Cloud Container Service のエンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューションが提供するコストインサイトは上位レイヤーの最適化ソリューションと完全にデカップリングされており、4 つのディメンションのコストインサイトを通じて計測・評価でき、全シナリオのコスト最適化手法をカバーします。

核心的な機能 4：マルチクラスター/マルチクラウド/ハイブリッドクラウド全タイプクラウドコスト管理機能

マルチクラウドは、現在のエンタープライズにおけるクラウド利用の新たなトレンドです。異なるクラウドベンダーの課金モデルには大きな差異があり、国内クラウドサービスプロバイダーで一般的な月額サブスクリプション方式、国際的クラウドサービスプロバイダーで一般的なクレジットカード引き落とし/後払い方式、一部のクラウドサービスプロバイダーがサポートする Savings Plan、リザーブドインスタンスなどがあります。これらはすべて、クラウド管理プレーンのコスト分析機能にさらなる課題をもたらします。Alibaba Cloud Container Service のエンタープライズクラウドネイティブ IT コスト管理ソリューションは、クラウドサービスプロバイダー向けの統一課金と問い合わせアクセスおよびデフォルト実装を提供することで、主要クラウドサービスプロバイダーと IDC 自社構築データセンターからのコストデータアクセスをサポートします。そして、一貫したクラウドネイティブコンテナシナリオコスト配分および見積もりモデルを通じてコスト管理を行います。エンタープライズグレードのクラウドネイティブ分散クラウドコンテナプラットフォーム ACK One（Alibaba Cloud Distributed Cloud Container Platform）と連携し、マルチクラウド管理と資産管理の統一コントロールプレーンを実現します。

核心的な機能 5：エンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスのエキスパートサービス

エンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスは、単なる製品機能やソリューションではなく、クラウドネイティブ時代におけるエンタープライズ IT 管理、組織プロセス、文化の進化です。Alibaba Cloud コンテナサービスチームは Alibaba Cloud FinOps チームと協力し、Alibaba Cloud アセットマネージャーを通じて FinOps の概念に基づく完全な製品とエキスパートサービスを提供しています。

Alibaba Cloud アセットマネージャーは、中国で「クラウドリソース向け財務運用能力共通成熟度モデル」の認証を受けたクラウド製品として、企業のコストプロセスガバナンス、コストインサイト、コスト最適化、コスト運用などの実装を支援し、企業がクラウドネイティブな統合 IT コストプラットフォームを構築し、全面クラウド移行後の IT イノベーションと IT 意思決定を加速できるようサポートします。

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Raymond のジレンマに直面して、Alibaba Cloud Container Service が提供するエンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューションを通じてどのようにコストを最適化できるでしょうか。

ステップ 1：Raymond はまずクラスターのコスト分析機能を使用して、クラスターのコストトレンドとコスト予算の差異を確認し、コスト異常について暫定的な結論を導き出します。

クラスターのコスト状況から、主な無駄は Cluster B にあることがわかります。そこで、主に Cluster B に対してドリルダウン分析を行います。

ステップ 2：クラスターのコスト構成を確認し、最適化方向とドリルダウン戦略を決定します。

このクラスターでは、コンピューティングリソースがコストの主要構成要素であることがわかります。そのため、ドリルダウンの方向はリソース使用率と単価コストに向けてさらに分析を進めることができます。

ステップ 3：クラスターのリソース使用率と単価コストを確認します

クラスターのスケジューリング稼働率の観点では 78% に達しており、引き続きスケジューリングできる一定の余裕があり、過度な無駄がない比較的理想的な状況です。実際のリソース使用率から見ると、わずか 3% という実使用率は、リソースが割り当てられているものの十分に活用されていないシナリオが存在することを示しています。さらに、ノードプールのコアタイム単価に基づくと、スポットインスタンスを含むノードプールの 1 つの単価が従量課金の単価に近似しており、選択したスポットインスタンスの仕様が不適切で、コアタイムあたりの単価が高くなりすぎていることを示しています。

ステップ 4：アプリケーションディメンションにドリルダウンし、問題のあるアプリケーションを特定します

名前空間ディメンションを通じて、一部の名前空間で大幅なピークとトラフの容量変動があり、容量拡張後にリソース使用率に目立った変動や変化がないことを特定できます。これは、定期的なスケーリングがビジネスに何のメリットももたらしていないことを示しています。

名前空間で提供されるリソース無駄リストを通じて、大幅な無駄が発生したアプリケーション名を確認できます。アプリケーションラベルを入力すると、現在のアプリケーションが基本的にアイドル状態であるにもかかわらず、クラスター全体の消費量の 34.74% を占めていることがわかります。

Raymond は開発チームに確認した後、まだオンラインになっていないテストサービスに対して定時スケーリングが設定されており、スケーリング時に設定されたレプリカ数が比較的大きかったため、大幅なリソース無駄が発生していたことが判明しました。さらに、クラスター内のスポットインスタンスの組み合わせコストが在庫不足により急騰していたため、新しいスポットインスタンスのゾーンと仕様を設定する必要がありました。ここで、Raymond は定時スケーリングルールを再設定し、スポットインスタンスの構成組み合わせを修正しました。長期間彼を悩ませていた問題は解決されました。

実際、Raymond の問題を振り返ってみると、これらはすべて実際の本番環境で起こりうる些細な事象であり、まさにこれらの些細なことがエンタープライズ IT コストガバナンスに重大な損失をもたらす可能性があります。IT システムの複雑性が高いほど、運用保守システムの自動化がより求められます。同様に、クラウドネイティブのコスト削減と効率化の手段が豊かであるほど、IT コスト管理ソリューションのデータ駆動性と透明性がより求められます。コスト削減と効率化は目標であり、プロセスではなく結果が重視されます。エンタープライズクラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューションに依拠することで、エンタープライズ IT コストの最適化目標を透明に、デジタルに、自動的に達成できます。

クラウドネイティブエンタープライズ IT コストガバナンスの将来展望

将来、クラウド財務管理（FinOps）の概念はますます多くの企業に認知・採用され、コスト削減と効率化の能力やソリューションも次々と登場してくるでしょう。しかし、実践的な観点から見ると、大半の企業では IT コストガバナンスの概念がアーキテクチャの進化に追いついておらず、これが実質的に企業のクラウドネイティブ移行に大きな負担をもたらしています。クラウドネイティブ IT コスト最適化戦略を十分に推進・実施するには、クラウドネイティブ IT コストガバナンスの概念、ツール、プロセスを先行させる必要があります。可観測、定量化、計測可能な最適化ソリューションのみが、その価値を真に証明できます。

Alibaba Cloud のクラウドネイティブ IT コストガバナンスソリューションは、エンタープライズ IT コストガバナンスの概念、ツール、プロセスの実装を支援し、企業がクラウドネイティブプロセス中にエンタープライズ IT コスト管理と最適化をデジタルに実現できるようにし、FinOps 分野の実践者およびリーダーとなっています。