FaaS とその他のクラウドコンピューティングサービス

FaaS (Function as a Service) とは

FaaS とは、開発者がイベントに応答して実行されるモジュール式のコードを柔軟に記述できるサーバーレスバックエンドサービスです。

サーバーレスコンピューティングを利用することで、開発者はクラウドインフラストラクチャを気にすることなくアプリケーションを作成および実行できます。サーバーレス環境でもサーバーは存在しますが、アプリケーション開発プロセスから切り離されています。クラウドプロバイダーがサーバーのプロビジョニング、保守、スケーリングといった管理作業を担うため、開発者はコードの開発に専念できます。

FaaS (Function as a Service) とサーバーレスは同じ意味で使われることがありますが、実際には異なる概念です。FaaS はサーバーレスコンピューティングのサブセットであり、イベント駆動型のトリガーに焦点を当てています。サーバーレスはサーバーがエンドユーザーから完全に分離されている幅広いコンピューティングモデルを指し、FaaS はその中でイベントやリクエストに応じてコードが実行されるサブクラスです。イベント駆動のリクエストがない場合、サーバーは停止してリソースを解放し、次のリクエストに備えます。FaaS は起動後、需要に応じて自動的にスケールアップおよびスケールダウンします。サーバーレス関数がアイドル状態のときはコストがほとんどかからないため、他のインスタンスと比較してコスト削減につながります。

PaaS、IaaS、FaaS の関係

Platform as a Service (PaaS)、Function as a Service (FaaS)、Infrastructure as a Service (IaaS) は、クラウドコンピューティングサービスとして知られています。その違いは、インフラストラクチャとユーザーの間に提供される抽象化レベルにあります。

IaaS は最も低いレベルの抽象化を提供します。IaaS を利用するユーザーは、インフラストラクチャとそのツールおよびソフトウェアを完全にコントロールできます。ただし、データセンターなどの物理的なインフラストラクチャを管理する必要はありません。IaaS では、開発者が使用する抽象化レイヤーを自由に選択できます。すべてを自分で管理することも、ロードバランサーやマネージドサービスなどの機能を追加してアプリケーションの保守を簡素化することもできます。

PaaS は、エンドユーザーに対してさらに高いレベルの抽象化を提供します。PaaS ユーザーは、アプリケーションの OS、ランタイム、その他のインフラストラクチャの構成要素を管理する必要がありません。それでも、基盤となるインフラストラクチャのオプションとアプリケーションを細かくコントロールできます。PaaS は、アプリケーションをすばやく起動したい開発者向けに、完全に管理されたインフラストラクチャオプションを提供します。PaaS を選択した開発者は、プロバイダーがシステム管理とバックエンド処理を担うため、本業の作業に集中できます。

FaaS は、オペレーターに対してさらに高い抽象化レベルと、3 つのサービスの中で最も特定の機能を提供します。FaaS では、プログラマーはオンデマンドでアプリケーションロジックを実行するシステムにアクセスでき、サービスプロバイダーがすべてのシステムリソースとインフラストラクチャコンポーネントを管理します。

PaaS と FaaS の違い

FaaS と PaaS は一見非常に似ているように見えますが、どちらが最適かを選択する際には重要な違いがあります。

・設定：FaaS はシンプルなユースケースと完全マネージド型ソリューションにより、プロビジョニング時間が短縮されます。PaaS は他のクラウドコンピューティングサービスより高い抽象化レベルを提供しますが、ある程度の設定作業が必要です。コントロールの度合いに応じて、これは長所にも短所にもなります。
・運用：FaaS ソリューションは、個々のリクエストに対応してアプリケーション全体を起動および停止します。PaaS は必要に応じてスケールアップおよびスケールダウンする機能を提供しますが、リソースは通常常時稼働しています。この FaaS の特徴は、レイテンシ、コスト、複雑なリクエストの処理能力に影響する可能性があります。
・スケーラビリティ：PaaS は必要に応じてスケールアップおよびスケールダウンできますが、開発者がそれを考慮して設定する必要があります。FaaS では容量計画が不要で、必要に応じて自動的にスケールアップおよびスケールダウンします。
・料金：PaaS の料金はプロバイダーによって異なりますが、軽いワークロードの場合は FaaS より高くなることがよくあります。イベントトリガーが少ない場合、FaaS では関数呼び出しごとに課金されるため、コストを抑えられます。安定的で大量のワークロードには、PaaS が経済的に最適なソリューションとなる場合があります。

FaaS の仕組み

初期のアプリケーションでは、モノリシックアーキテクチャが一般的に使用されていました。その結果、アプリケーションは実行すべき単一の操作として設計されていました。その後、マイクロサービスが開発者の間で普及してきました。マイクロサービスは、独立してデプロイできるコンポーネントの集合体です。個別に作業できるため、保守やテストが容易になります。

理想的には、関数はイベントに応じて 1 つのアクションを実行するマイクロサービスです。FaaS では、関数が呼び出されるとプロバイダーがサーバーを起動し、コードを実行してからサーバーを停止します。サーバーが停止している間、サーバーレスサービスは関数が使用されているときにのみアクティブになるため、同じコンピューティングリソースを他の用途に割り当てられます。

FaaS プラットフォームにアクセスできる開発者は、アプリケーションコードを実行できます。FaaS の強みはそのシンプルさにあります。FaaS を最大限に活用するには、各関数が 1 つのアクションのみを実行するようにする必要があります。関数のスコープは適切に制限され、効率的であるべきです。ライブラリを過剰に読み込んだり、関数が他の関数を呼び出したりすると、プログラムの動作が遅くなり、コストも増加します。

FaaS のメリット

FaaS アーキテクチャの採用には多くのメリットがあります。以下は、FaaS を選択する主な理由です。

・アプリケーションのコーディングと開発に専念できる
・使った分だけの課金でコストを削減できる
・オートスケーリングにより容量計画や定期メンテナンスが不要
・テストと開発の簡素化により、市場投入までの時間を短縮

FaaS を選択する際の考慮事項

ウェブアプリケーションからオンラインチャットボット、データ処理からバックエンド機能まで、FaaS はさまざまな用途で活用できます。FaaS プロバイダーを選択する前に、以下の点を考慮してください。

・ワークロード：FaaS は、負荷が少なくリクエスト数が多いシンプルで反復的なタスクに適しています。FaaS は実行された関数ごとに課金されるため、負荷の高いワークロードでは PaaS ソリューションを使用する場合よりコストが高くなる可能性があります。ワークロードが比較的小さい場合、FaaS はプロビジョニングの簡素化とコスト削減に優れたソリューションです。
・コントロール：FaaS は最も抽象化レベルが高いクラウド製品の一つです。設定やインフラストラクチャに対する可視性とコントロールの度合いを検討してください。FaaS と同等の操作性を維持しながらもう少しコントロールが必要な場合は、PaaS ソリューションを検討してください。本番環境とインフラストラクチャの設計および動作を完全に管理したい場合は、IaaS ソリューションが適しています。
・ベンダーロックイン：これは、特定のプロバイダー上で構築したアプリケーションを他のプロバイダーに移行するのが困難になる状況を指します。オープンソースのクラウド技術を使用することで、コンピューティングタスクを他のプロバイダーへより簡単に移行できます。