クラウドコンピューティングとは
クラウドコンピューティングとは、ネットワークを通じてソフトウェアやデータ、ハードウェアリソースをサービスとして利用できる形態のことです。利用者は自分のPCや社内のサーバにソフトウェアをインストールして管理する必要がなく、必要なときに必要なだけインターネット経由で利用できます。代表的な例として、Apple社の「iCloud」やGoogle Driveなどがあります。こうした仕組みによって提供されるサービスを「クラウドサービス」と呼びます。
クラウドサービスを提供する事業者は、大規模データセンターに多数のサーバを配置し、利用者がインターネットを通じてソフトウェアやデータを利用できる環境を用意しています。その際、効率的な運用のためにサーバ仮想化技術が用いられることが一般的です。利用者は利用料金を支払うことで、ソフトウェアの購入やインストール、更新作業、データのバックアップといった管理作業から解放されます。
クラウドサービスの分類
クラウドコンピューティングのサービスは利用形態によって以下の3つに分類され、総称して「XaaS」と呼ばれることもあります。
SaaS（Software as a Service）
ソフトウェアをインターネット経由で提供する形態です。利用者はソフトを購入する必要がなく、利用人数や期間に応じて料金を支払います。例としてGoogle Workspace、Microsoft 365、Salesforceなどがあります。
PaaS（Platform as a Service）
アプリケーションを開発・実行するためのプラットフォームをインターネット経由で提供する形態です。利用者は開発環境を自前で構築せずに、提供された基盤を利用できます。代表例はGoogle App Engine、Microsoft Azure、AWS Elastic Beanstalkなどです。
IaaS（Infrastructure as a Service）
CPU・メモリ・ストレージといったインフラをインターネット経由で提供する形態です。サーバ仮想化技術を用いて利用者ごとに必要なリソースを割り当てます。代表例はAmazon EC2などです。
クラウドとオンプレミスの違い
クラウドサービスを利用せず、自社でサーバやネットワークを購入・運用する方式をオンプレミスと呼びます。オンプレミスはシステムを柔軟にカスタマイズでき、社内システムとの統合にも優れていますが、初期費用が高額であり、運用・保守の負担も大きくなります。一方クラウドは低コストで利用開始でき、運用管理の手間も軽減できる点が大きな違いです。
クラウドコンピューティングのメリット
- コスト削減：初期投資が不要で、機器やソフトの購入費用もかからない
- 迅速な導入：利用登録後すぐにサービスを使え、サーバ増設やスペック変更も容易
- 柔軟性の高さ：必要なサービスを必要な時だけ利用できる
- 運用管理の負担軽減：ソフト更新やバックアップ作業が不要になり、利用者の負担が減る
- BCP対策（事業継続計画）：データセンター利用により高い耐障害性とセキュリティを確保でき、仮想化による冗長化でシステムの継続性を向上
クラウドコンピューティングは、コスト・柔軟性・運用効率の観点から多くの企業が導入を進めている基盤技術です。
IoT（Internet of Things）とは
IoTとは「モノのインターネット」と訳され、従来は通信機能を持たなかった自動車や家電、センサーなどにネットワーク接続機能を組み込み、インターネットを通じて相互に通信させる仕組みを指します。IoTデバイスは遠隔操作や自動制御を可能にし、社会や生活のさまざまな分野で活用されています。
例えば、自動車ではGPSやセンサーの情報をクラウドに送信し、渋滞や事故の状況を解析して走行支援を行ったり、電力メーターが自動で使用量を電力会社に送信するスマートメーターとして利用されたりします。
IoTデバイスとネットワーク接続方式
IoTデバイスは主に無線通信を利用してインターネットに接続します。近距離ではWi-FiやBluetooth、中長距離ではLTEや5Gなどが利用されます。ただしIoTデバイスは省電力で動作する小型機器が多いため、必ずしも高速通信は不要で、低消費電力かつ低コストで広範囲をカバーできるLPWA（Low Power Wide Area）が適しています。
代表的なLPWA規格は以下の通りです。
| 名称 | 種別 | 標準化 | 周波数帯 | 最大速度 | 通信距離 |
|---|---|---|---|---|---|
| Sigfox | 非セルラー系 | 独自規格 | 920MHz | 100bps | 10～40km |
| LoRaWAN | 非セルラー系 | オープン規格 | 920MHz | 50kbps | 10～15km |
| NB-IoT | セルラー系 | 3GPP | LTE帯域 | 250kbps | 10～20km |
| LTE-M | セルラー系 | 3GPP | LTE帯域 | 1～4Mbps | 10～15km |
SigfoxやLoRaWANは920MHz帯を利用し、干渉が少なく安定した通信が可能です。一方NB-IoTやLTE-Mは通信事業者のLTE網を利用するため、全国規模で利用できます。
IoT向け通信プロトコル
IoTシステムでは消費電力やリアルタイム性を考慮した専用プロトコルが利用されます。
- HTTP/HTTPS
Webシステムで広く使われますが、同期通信のためリアルタイム性には不向き。大容量データの転送などで利用されます。 - MQTT/MQTTS
IBMが開発した軽量プロトコルで、現在最も普及しています。非同期通信を採用し、ヘッダサイズが小さいため省電力でリアルタイム性に優れています。Publish/Subscribeモデルを採用し、Brokerが通信の仲介を行います。 - CoAP
IoTやM2M向けに設計された軽量プロトコルで、UDPを利用します。小規模デバイスに適しており、必要に応じてDTLSで暗号化も可能です。HTTPを簡略化したような仕組みを持ち、RESTful APIとの親和性があります。
IoE（Internet of Everything）
IoEとはCisco社が提唱した「すべてがつながるインターネット」の概念で、ヒト・プロセス・データ・モノを包括的に結びつけ、新しい価値を創造することを目指しています。現在では「IoT」とほぼ同義に扱われていますが、CiscoはIoTの実現基盤として7階層のアーキテクチャを提示し、ネットワーク機器やソリューションを提供しています。
| 層 | 説明 |
|---|---|
| ① 物理デバイス層（Things層） | センサーや機械など、実際に「モノ」がある部分。温度センサーやカメラ、アクチュエータ（動かす装置）などがここに含まれます。→ 現実世界からデータを集める・動作する。 |
| ② 接続層（Connectivity層） | モノ同士をつなぐネットワーク部分。Wi-Fi、Bluetooth、5G、LPWA、Ethernetなどの通信技術が使われます。→ データを安全・確実に送る。 |
| ③ エッジ層（Edge / Fog層） | データをクラウドに送る前に、近くでまとめたり、不要なデータを削る「前処理」をする層。→ 通信量を減らし、すばやい応答を可能にする。 |
| ④ データ蓄積層（Data Accumulation） | 集めたデータを保管する部分。データベースやクラウドストレージなど。→ あとで分析できるようにためておく。 |
| ⑤ データ抽象化層（Data Abstraction） | 蓄積したデータを扱いやすく整理する層。フォーマット変換やフィルタリング、APIなどで他システムとつなげやすくします。→ バラバラなデータを「意味のある形」に整える。 |
| ⑥ アプリケーション層（Application層） | データを使うアプリやサービスを提供する層。例：可視化ダッシュボード、異常検知システム、分析ツールなど。→ データを“見える化”して価値を生む。 |
| ⑦ ビジネス・プロセス層（Business層） | 組織全体の意思決定やビジネス戦略につなげる層。→ IoTデータを活かして、業務改善・コスト削減・新しいサービスを作る。 |
まとめ
IoTは、センサーや家電、自動車などをインターネットに接続することで新しい付加価値を生み出す技術です。LPWAやMQTTなど省電力で効率的な通信方式が普及し、社会インフラから日常生活まで幅広い分野で利用が進んでいます。今後はIoTに加えIoEの考え方も取り入れ、ヒトやデータも含めたより高度な連携が期待されています。