Cost Optimization Practices on the Cloud

01 クラウドでのコスト管理の必要性

前述の図に示す通り、Flexera の 2022 年クラウドステータスレポートのデータによると、調査対象企業のクラウド支出の 32% が浪費されていると考えられており、昨年の 30% から上昇しています。

中国情報通信研究院のクラウド MSP サービス開発調査レポートによると、コスト最適化はエンタープライズクラウド管理の主要なニーズとなっています。クラウドでのコスト管理は、多くの企業にとって難易度の高い課題であり、痛みを伴うポイントです。

クラウド内外のコスト管理システムは大きく異なります。クラウド外では、企業は IT 資産を一括で購入し、代金も一括で支払います。クラウド上では、企業の IT 資産はオンデマンドの従量課金制になります。

現在、企業はクラウドでのコスト管理において大きな課題に直面しています。まず、クラウドのコスト管理には複数部門の連携が必要です。たとえば、財務/調達、技術/運用保守、プロダクト/ビジネスなどのチームが連携し、各部門が連携プロセスの中でリアルタイム意思決定システムを構築します。クラウドリソースの課金方法は多様なため、企業はクラウドリソースの課金について深く理解する必要があります。

次に、企業にはタイムリーなコストレポートとモニタリング システムが必要です。

最後に、企業はマルチクラウド環境への適応を完了する必要があります。マルチクラウド環境では各クラウドの課金方式が異なるため、企業は独自のコストを管理するために個別に適応する必要があります。

企業向けクラウドコスト管理の方法は、主に 4 つのモジュールに分けられます。第一に、適切な決済方法を選択すること。第二に、適切なリソース仕様を選択すること。第三に、リソース使用率を向上させること。第四に、コスト分析とモニタリングです。

02 決済方法とリソース仕様の選定

Alibaba Cloud の ECS を例に説明します。ECS には主に従量課金、サブスクリプション、スポットインスタンスの 3 つの製品タイプがあります。

これら 3 つの製品タイプはそれぞれ異なる機能に対応し、本質的には経済性、柔軟性、確実性のトレードオフです。

従量課金の柔軟性は非常に高く、いつでも制限なく作成、リリース、アップグレード、ダウングレードできます。ただし、デメリットとして比較的高額で経済性に劣ります。

サブスクリプションは前払いメカニズムで、経済的で低コストです。ただし、柔軟性に乏しく、リソースが財務に紐付けられます。スポットインスタンスは非常に経済的で価格も非常に安いですが、確実性に劣ります。

スポットインスタンスには 2 つの特徴があります。

第一に、従量課金の価格よりも安く、最低価格は従量課金の最大 90% 割引に達します。

第二に、確実性に劣ります。安定稼働後 1 時間経過すると、いつでもシステム側でリリースされる可能性があります。スポットインスタンスの利用はステートレスなタスクベースのシナリオに適しており、コストを大幅に削減できます。

次に、リザーブドインスタンスクーポンを紹介します。サブスクリプションのリソースは財務に紐付けられており、返金や削減に多くの制約があります。従量課金 ECS とリザーブドインスタンスクーポンの組み合わせは、主にサブスクリプションの柔軟性の課題を解決します。

ECS インスタンスの仕様がリザーブドインスタンスクーポンと一致する場合、従量課金 ECS には課金されず、ECS のリザーブドインスタンスクーポンにのみ課金されます。

リザーブドインスタンスクーポンは前払いまたは期間ロックの概念に基づいているため、従量課金よりも安く、コストを大幅に削減できます。リザーブドインスタンスクーポンには、前払いなし、一部前払い、全額前払いの 3 種類があります。

従量課金 ECS は 1 時間単位で課金され、いつでもリリースできます。これも前払いなしの方式です。ただし、リザーブドインスタンスクーポンの前払いなしはこれとは異なります。これは、ユーザーが一定期間を購入した後、いつでも返金や解約ができないことを意味します。たとえば、1 年間の使用を約束して 1 時間ごとに課金する場合、必ず 1 年間使用する必要があります。

一部前払いは、ユーザーが事前に一部を支らい、残額はシステムが 1 時間ごとに控除します。全額前払いはサブスクリプションと同様、全額を一度に支払います。

リザーブドインスタンスクーポンの柔軟性の課題を解決するため、Alibaba Cloud は Savings Plan を導入しました。Savings Plan はリザーブドインスタンスクーポンと比べて、DevOps、コンテナ化、マルチスペックファミリー、マルチリージョン展開などのシナリオにおけるリソース購入の請求控除のニーズに対応できます。

Savings Plan は汎用タイプと ECS タイプの 2 種類に分けられます。汎用タイプには制限がなく、ECS の従量課金請求を直接控除できます。ECS タイプには一部の制限があり、リージョンとスペックファミリーに制約があります。同時に、Savings Plan は ECS、ECI、RDS など複数のプロダクトをサポートしています。

ある E コマースユーザーは、これまでずっとサブスクリプションを使用していました。リソース需要が不安定で、コンピューティング能力の需要が急速に変化し、アップグレードや返金に隠れたコストがありました。切り替え後は総コストが安定し、9% 削減されました。

あるオンライン教育ユーザーは、時間帯によって異なるリソースを必要としていました。昼間はあるグループのリソースを使用し、夜間は別のグループのリソースを使用していたため、サブスクリプションリソースのほぼ半分の時間が浪費されていました。Savings Plan で従量課金に切り替え、スペックファミリー間の割引を共有することで、切り替え後の総コストが 42% 削減されました。

あるゲームユーザーは柔軟性への要求が高く、リソースプールを従量課金ベースで構築する必要があるため、従量課金料金が非常に高額でした。ユーザーは変更を加えずに Savings Plan を購入するだけで、総コストが 56% 削減されました。リソース保証面では、キャパシティ予約を併用することで、追加コストなしにボリューム作成の成功率が 100% となりました。

以上の通り、ユーザーは複数の決済方法を組み合わせることが推奨されます。決済方法ごとに異なるユースケースがあるためです。

スポットインスタンスはステートレスなタスクベースのビジネス負荷をサポートします。従量課金インスタンスはステートフルで動的なビジネス負荷をサポートします。サブスクリプションインスタンス、数量ベースインスタンス + 控除プロダクトは安定したビジネス負荷をサポートします。

前述の図に示す通り、コンピュティングリソースの決済方法を比較しています。ここでコンピュティングリソースの柔軟性とは、リソースを自由に作成、リリース、割り当てできるかどうか、およびリソースと財務の結合度を指します。

前述の図に示す通り、ストレージリソースの決済方法を比較しています。ここで従量課金のオンデマンドスケーリングとリリースには制限がなく、不定期な弾性需要を持つビジネスに適しています。

前述の図に示す通り、ネットワークリソースの決済方法を比較しています。ここで固定帯域幅課金は比較的安定したサービスに適しており、使用量課金は突発的にトラフィックが特に大きくなるが、大半のシナリオではトラフィックが比較的少ないビジネスに適しています。

共有トラフィックパッケージは、トラフィックを一定程度予測できるシナリオに適しています。そうでない場合、トラフィックパッケージが大きすぎるか、期限内に控除されないと無駄が生じます。

前述の図は、リソース仕様選定のシナリオ分類を示しています。ユーザーは自身のシナリオに応じて選択できます。ビジネスシーンに適した仕様を選択することで、最適なコストパフォーマンスを得られます。

たとえば、共有バースト可能インスタンス t5/t6 は低コストで、軽量 Web アプリケーション、開発/テスト環境などの低パフォーマンス負荷のビジネスシナリオに非常に適しています。価格は対応する専用スペックの 30% 〜 60% に達します。

たとえば、ある E コマースサイトは自身のビジネス特性に基づいてコンピュート最適化インスタンス (4 vCPU) を選択し、汎用型と比較してコストを 20% 以上削減しました。

リソース仕様の選定に関しては、最新世代を選択することをお勧めします。最新世代はクラウドプロバイダーのソフトウェアまたはハードウェアがアップグレードされており、クラウドコンピューティングの技術的配当を享受できることを意味するためです。これに対応して、Alibaba Cloud は 2022 年 7 月 6 日に公式発表を行いました。C6/C7、G6/G7、R6/R7 の一部リージョンの価格を 9% 〜 19% 引き下げました。

03 リソース使用率の向上

リソース使用率の向上は、主に控除プロダクトを対象としています。控除プロダクトはマッチングできず、使用率とカバレッジ率が不十分になることがあるためです。そのため、見積もり容量が 100% に達することは困難です。ユーザーは控除プロダクトの使用率とカバレッジ率に注意する必要があります。

カバレッジ率が 100% に達した場合、一部の請求書が控除されない可能性があります。ユーザーはリザーブドインスタンスクーポンまたは Savings Plan の控除プロダクトを追加購入または再購入する必要があります。

また、Auto Scaling はリソース使用率を効果的に向上させます。Auto Scaling は垂直弾性と水平弾性に分けられます。垂直弾性とはインスタンス数の増減を指し、たとえば 100 台の ECS が 200 台または 50 台になります。水平弾性とは、ECS の CPU やメモリの増加または減少、つまり構成のアップまたはダウンを意味します。

両方のスケーリングモードで、タイミングモード、動的モード、動的予測モード、ヘルスモード、手動モード、および複数の組み合わせモードをサポートしています。

前述の図は、コスト削減と効率向上の他の方法を示しています。スポットインスタンスは、柔軟な供給や柔軟なスケーリングなどのプロダクトを活用して、コンピューティング能力クラスターの安定したデリバリーを実現できます。

従量課金インスタンスを長期間使用する場合、サブスクリプションに変換でき、週払いも選択できます。リザーブドインスタンスクーポンや Savings Plan などの控除プロダクトを購入してコストを削減することもできます。シャットダウン節約モードを有効にし、自動運用保守ツール OOS を使用して定期的なタイミングシャットダウンを実現します。

サブスクリプションインスタンスは自動更新で、統一された有効期限を活用して更新効率を向上させます。使用しなくなった場合は、解約または従量課金に移行できます。

自動運用保守ツール OOS を活用して、帯域幅を定期的かつタイミングよく増減できます。共有帯域幅パッケージと共有トラフィックパッケージを購入し、複数プロダクト間の帯域幅を再利用して一元管理できます。

さらに、ユーザーはスマートコンサルタント Advisor に自身のリソースを定期的にスキャンさせ、コスト最適化の提案を得ることができます。コスト分析と最適化は、User Center のコスト分析機能を活用して実施します。

04 コスト管理

財務担当者の視点から、コスト管理には 4 つのニーズがあります。

第一に、企業内の各部門が毎月いくら消費しているかを明確に把握することです。

第二に、予算を設定して各部門の費用を管理することです。

第三に、多次元分析ツールを活用して自社のコストを分析し、コストが合理的かどうか、最適化の余地があるかどうかを判断する必要があります。

第四に、コスト異常検知機能です。

リソース作成時、システムは割り当てポリシーに従ってタグを使用し、リソースを自動的に部門またはチームに割り当てます。

これにより、各チームと部門がいくら使用したかを明確に確認できます。

予算管理とは、ユーザーが特定の条件に基づいて予算を設定することを意味します。予算を超過した場合、ユーザーはアラートを設定し、メールまたは SMS で送信できます。

コスト分析と最適化は、あらゆる次元からコストが合理的かどうかを分析することです。ユーザーはタグ、プロダクト、リージョン、アベイラビリティゾーン、インスタンス仕様などの条件でフィルタリングして分析できます。

コスト異常検知は、人工知能アルゴリズムを使用して費用変動の異常を識別します。異常検知は評価フィードバックをサポートしており、ユーザーのフィードバック結果はトレーニングアルゴリズムに取り込まれます。フィードバックが増えるほど精度が向上し、検知精度の向上に貢献します。

サブスクリプション、従量課金、スポットインスタンス、リザーブドインスタンスクーポンなどの決済方法は、経済性、確実性、柔軟性のトレードオフです。企業は各プロダクトの適用シーンに注意する必要があります。適切なものを選択することで、コスト削減を実現できます。

企業は自身のビジネスシーンに応じて適切なインスタンス仕様を選択する必要があります。たとえば、コンピュート最適化型、汎用型、バースト可能型のインスタンス仕様があります。

垂直および水平方向の Auto Scaling、シャットダウン節約モード、自動運用保守ツール OOS などは、企業のリソース使用率を効果的に向上させます。コスト分析と最適化は、主に多次元から企業のコストが合理的かどうかを分析します。