ITインフラの全体像とは?基礎知識と仕事内容を具体例も交えて解説

ITインフラの全体像とは?基礎知識と仕事内容を具体例も交えて解説

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ITインフラは、顧客へのサービス提供や業務プロセスにおいて欠かせない基盤です。さらに近年はDX化の加速や既存システムの改修などで、ITインフラに注力している企業も増えています。

それゆえ、ITインフラが巨大化・複雑化しているため、全体像を把握できていない企業のIT担当者もいるかと思います。後輩や新任者を教育するときにも自社のシステムをうまく説明できず、人材育成が滞っているケースは珍しくありません。

そこで本記事では以下の内容について紹介します。

  • ITインフラの構成要素

  • ITインフラの運用モデル

  • ITインフラが完成するまでの流れ

  • ITインフラを見直すポイント

本記事を最後まで読めば、ITインフラの全体像を把握し、課題のボトルネックの発見や人材育成に役立てられるはずです。ぜひ参考にしてください。

そもそもインフラとは?

インフラとは日本語では「下部構造」と訳されますが、一般的には産業や日常生活のベースとなる仕組みのことです。たとえば鉄道やバス、水道、ガス、電気などが該当します。

また企業活動を支える設備を「社内インフラ」、病院や公園などの公共施設を「公共インフラ」と呼ぶこともあります。

いずれにしても、インフラは日常生活の向上や経済の発展、雇用の安定など社会を支えるうえで欠かせない基盤です。

ITインフラとは?

ITインフラとは、情報技術に関連するインフラのことで、ITに関わる技術や設備、機材などすべてを指します。1980年代から企業活動にコンピューターが使用され、2000年代から常時接続を提供する「ブロードバンドサービス」によって、ITインフラが徐々に浸透するようになりました。

さらに近年ではクラウド技術が急速に普及し、企業のITインフラが拡大しています。総務省の調査によると、2023年のクラウドサービス利用企業は、調査対象企業の8割近くに上りました。

クラウドサービス利用企業数出典:総務省

また、クラウドサービスだけでなく、スマートフォンやiPadなどの通信端末の普及、IoT(モノとインターネットをつなぐ技術)の誕生により、ITインフラは発展の一途を辿っています。それゆえシステム全体が巨大化・複雑化しているため、全体像を把握することが重要なのです。

ITインフラの構成要素

ITインフラはハードウェアとソフトウェアによって構成されています。どちらもITインフラに欠かせない要素なので、順に詳しく解説します。

ハードウェア

ハードウェアとはITシステムを動かす物理的な構成要素で、人体でいうと骨や内臓に該当します。代表的なハードウェアは以下の3つです。

  1. CPU
  2. ストレージ
  3. メモリ

CPU

CPU(Central Processing Unit)は中央演算処理と呼ばれ、外部装置から入力された命令を処理して結果を返す装置です。コンピューターの頭脳とも言える役割を果たし、CPUの性能がシステムの品質を左右します。CPUの性能を決めるポイントを以下の表にまとめました。

性能のチェックポイント

概要・特徴

コア数

CPUの核となる部分

コアの数が多いほど同時処理数が増加

スレッド数

CPUが実行する処理の単位

スレッド数が多いほど処理の実行数も増える

クロック数

CPUの処理速度を示す数値

処理速度に比例して消費電力や発熱量も増える

ストレージ

ストレージとは倉庫や保管という意味があり、ハードウェアにおいてはデータを保存する装置のことを指します。長期記憶装置とも呼ばれ、コンピューターの電源を切ってもデータが保持される点が特徴です。ストレージは主にHDDとSDDの2種類が利用されています。

項目

HDD

SSD

アクセス速度

低速

高速

容量

動作音

おおきい

静か

どちらもアクセス速度や記憶容量に違いがあるため、ITインフラの性能要件にあわせて選ぶことが重要です。

メモリ

メモリとは、データを一時保存するための装置で主記憶装置とも呼ばれます。電源を切るとデータが消去されるため「揮発性メモリ」と言うこともあります。メモリは電気信号でデータがやり取りされているため、アクセスが速い点が特徴です。

主な役割は、CPUの作業内容を一時的に保存しておくこと。ストレージからデータを取りに行くよりもメモリから取り出す方が早いため、コンピューター全体の性能が向上します。

ソフトウェア

ソフトウェアとは、ハードウェアを動かすプログラムのことで、人体で言えば脳から手足に「動け」と指令を出す仕組みといえます。ハードウェア単体で機能はできず、ソフトウェアからの命令で初めて動作します。主なソフトウェアは以下のとおりです。

主なソフトウェア

概要・特徴

OS

コンピューター全体の動きを制御

Windows、Mac、Androidなど

ミドルウェア

OSとアプリの中間に位置する

Webサーバー、DBMSなど

アプリの開発速度アップに役立つ

ソフトウェアは技術の進歩や社会の変容にあわせて、頻繁にアップデートが行われます。しかしソフトウェアは旧式でも一定の性能を発揮するため、更新が遅れている企業も少なくありません。社会のニーズにキャッチアップするためにも、ソフトウェアのこまめな更新は不可欠です。

アプリケーションはITインフラ上で動作

アプリケーションとは、ユーザーの目的に応じて動くプログラムで、ITインフラ上で動作しています。

アプリケーションもソフトウェアの一種ですが、おおきな特徴は特定の機能実現に特化していることです。たとえば顧客管理アプリであれば、顧客の所属会社や職位などが登録されており、取引履歴を検索することができます。生産管理では製品の図面や出荷状況、歩留まりなどを把握できます。

このように、個々の業務やサービスをパッケージ化したプログラムがアプリケーションなのです。

ITインフラはクライアント・サーバーシステムで運用

クライアント・サーバーシステム出典:北海道大学

企業のITインフラの多くは、クライアント・サーバーシステムで運用されています。

クライアントサーバーシステムとは、サーバー(要求に対してレスポンスを出す装置・サービス)とクライアント(PCやスマートフォンなどの端末)をネットワークでつなぐ仕組みのことです。

社内など限られた環境でサーバーとクライアントをつなぐなら、LANが一般的です。インターネットを通じて外部と接続する場合は、WANと呼ばれる大規模なネットワークを利用します。

近年はWebシステムが主流

近年はクライアント・サーバーシステムで、Webシステムが採用されることが増えています。

Webシステムとは、インターネット経由でサービス・機能を提供するシステムのことで、ECサイトやインターネットバンキング、SNSなどあらゆるサービスで導入されています。

Webブラウザ上でクライアントサーバーシステムが成り立つため、クライアント側で新たにアプリを開発する必要がありません。ネット環境があればどこでも利用できるので、業務の生産性が向上するのもメリットです。

また、個々の端末にアプリをインストールしなくて良いのも魅力です。端末ごとにアプリの初期設定をすると、台数が多ければ膨大な時間とお金がかかってしまいます。
一方Webシステムであれば、クライアント側がネットワーク経由でアプリの設定をすれば良いだけなので、その分コストを削減できます。

ITインフラの運用形態

ITインフラの運用形態

メリット

デメリット

オンプレミス

カスタマイズしやすい

セキュリティが強固

自社の管理負担が増える

コストが高額

クラウド

導入の負担が少ない

拡張・改修が容易

カスタマイズに制限がある

セキュリティ面のリスクがある

ITインフラの運用形態は、オンプレミスとクラウドの2つに分類され、それぞれにメリットデメリットがあります。ITインフラの見直し・構築の面で必要な知見なので、ここで押さえておきましょう。

オンプレミス

オンプレミスとは、必要なハードウェアやソフトウェアを自社で保有する運用形態のことです。

自社で必要な環境を構築するため、目的や用途にあわせてカスタマイズしやすい点が魅力。外部ネットワークとの接続も調整しやすいため、高いセキュリティ性を実現できるのもメリットです。

デメリットは導入費用が高額な点にあります。必要な機材や技術は自社で用意しなければいけません。カスタマイズにこだわるなら工数も増えるでしょう。また、トラブルが発生した場合は、原則自社で解決しなければいけません。

これまで、多くの企業はオンプレミス型の運用形態を取ってきました。もし自社ITインフラの複雑化・巨大化にお悩みの場合は、クラウドへ移行すると改善するかもしれません。

クラウド

クラウドとはインターネットを通じて業者のサービスを活用し、ITインフラを運用する形態のことです。

メリットは導入の負担が少ないことです。サーバーやソフトウェアはネットワーク越しで利用するため、機材やソフトウェアの準備が不要になります。ハードウェアを置く場所や工事が要らなくなるのもメリット。また、いざトラブルが発生したときにもクラウド業者が対応してくれる点も魅力です。

デメリットはカスタマイズ性に欠けることです。クラウドは、提供する業者の運用方針に依存してしまうため、ニッチな機能を実現できない可能性があります。また、クラウドはインターネット経由で利用するため、悪意ある第三者からサイバー攻撃されるリスクもはらんでいます。

クラウドに移行するときには、サービスのセキュリティ機能を入念に調べましょう。

ITインフラ全体が完成するまでの流れ4ステップ

ITインフラの全体像を把握するためには、完成するまでの流れを知ることが重要です。ここでは、ITインフラができるまでのフローを4ステップに分けて解説します。

  1. 企画
  2. 設計
  3. 構築
  4. 運用

1. 企画

企画とは、どのようなITインフラを実現したいのか自社のニーズを明らかにすることです。以下のように目的を具体的に言語化します。

  • 工場を建てるのでネットワークを新設したい

  • 運用コストを30%削減したい

  • 働き方改革の一環でリモート環境を導入したい

企画内容を固めるときは、RFP(Request for Proposal)にまとめましょう。RFPとは提案依頼書と呼ばれ、外注先からシステムの具体的な提案をしてもらえるよう、自社の現状や要望をまとめたものです。

メリットは、開発側とのコミュニケーションコストを減らせること。RFPで方向性の土台ができているため、必要以上にヒアリングを重ねる心配がなくなります。

複数社に見積りを依頼する場合、同じ条件で比較検討できるので、自社のニーズを実現してくれるかどうか判別しやすくなります。自社開発するときでも、社内の意思統一で役立つでしょう。RFPに載せる主な内容を下の表にまとめたので、活用しましょう。

記載内容

目的

主な項目

システム概要

プロジェクトの全体像を共有

開発背景・目的

ゴール

予算

企業情報

提案依頼内容

提案書に盛り込んでほしい要件を共有

提案システム概要・構成

プロジェクトの体制

スケジュール

サポート体制

運用方法

ドキュメントサンプル

見積り費用

制約事項

契約内容

2. 設計

企画で方向性が決まったら構築に落とし込むために設計をします。設計は主に基本設計と詳細設計にわかれ、下の表のようにそれぞれやるべきことが決まっています。

設計項目

概要

基本設計

システム設計

構成要素となるソフトウェア・ハードウェアなどを定義

画面設計

企画で固めた画面レイアウトや遷移などを定義


帳票設計

帳票のレイアウト・一覧など具体化

バッチ設計

事前に登録した処理の流れを図式化

データベース設計

データの中身やデータ間の処理を具体化

詳細設計

システム概要

システムを構成するソフトウェア・ハードウェア・ネットワークなどを定義

アーキテクチャー設計

システムの構造や各構成物の関係を決める

サーバーやネットワーク構成などの情報も明記

モジュール設計

モジュール(プログラムの機能単位)の詳細・役割・データ構造を定義

データベース設計

データベースのテーブル定義や制約条件を定義

インターフェース設計

外部とやり取りするときのルールを明文化

APIの仕様や通信プロトコルを定義

テスト設計

テストの検証項目を記載

基本設計とは、企画で固めたニーズを実現するために必要な機能やデータを明らかにし、全体像を決めるフェーズです。

基本設計では、関係者間で認識の齟齬を徹底的になくすことが重要です。以降の詳細設計と構築は開発チームが主導するため、いざ疑問が発生しても関わる機会が減ります。構築してから「思っていたのと違う」となれば、手戻りに多大な時間とお金を浪費してしまいます。

詳細設計は、基本設計を受けてシステムの内部構造を決めるフェーズです。プログラマや構築担当者がスムーズにITインフラを実装するための指示書です。つまり、詳細設計の出来次第で、以降の構築・テストが滞りなく行えるかどうかが変わるでしょう。

関連記事:ITインフラの設計とは?構築との違いと流れ・外注のポイントを紹介

3. 構築

設計が終わったらいよいよ構築です。必要な機材・サービスを使って工程通りに実施します。

なお、構築するときには関係個所への連絡を徹底しましょう。構築時に現行の業務に支障が出る恐れがあるからです。

たとえば、オンプレミスで大規模な社内インフラを構築するとなると、機材の設置や配線工事。停電、システムの閉鎖など大がかりになる可能性があります。構築日に社内ネットワークが止まっていたら業務がままならなくなるでしょう。配線工事があると、機材に躓いて労働災害を起こすリスクも考えられます。

少なくとも1か月前から構築の詳細は周知したほうが良いでしょう。

関連記事:ITインフラの構築とは?設計との違いと流れ・外注のポイントを解説

4. 運用

無事構築が終わり、テストで正常に機能することが確認できたらリリースします。

ITインフラはリリースからが本番で、長期的に稼働させるためには運用が欠かせません。運用とは、ITインフラを継続的に稼働できるように、システムを監視・点検する業務のことです。

ITインフラは長期で運用することが多いので、ハードウェアが経年劣化したりソフトウェアの性能が時代に合わなくなったりします。そうなると、企業活動の生産性低下やサイバー攻撃の標的などさまざまなリスクを抱えることになります。

また、ITインフラの規模が大きいと場当たり的な拡張や改修を繰り返し、全体像を把握できないまま運用していることも珍しくありません。

「ほとんど使っていないアプリやサービスはないか」「システムを統廃合できないか」と管理するのも、運用上の大切な視点です。

関連記事:ITインフラ運用とは?仕事内容や保守との違い・外注のメリットについて解説

ITインフラの全体像を見直すポイント4つ

ここでは、ITインフラの全体像を見直すポイントを4つ紹介します。

  1. 入念なセキュリティ対策
  2. スケーラビリティの確保
  3. 運用効率を上げる
  4. 即戦力となる人材の採用

ITインフラの品質向上やシステム全体のスリム化などにつながります。どこから改善すれば良いか、この章で把握しましょう。

1. 入念なセキュリティ対策

盤石なITインフラを構築するなら、セキュリティ対策は欠かせません。サイバー攻撃の高度化によりセキュリティ上の脅威が増しているからです。

下のグラフは総務省が作成したもので、情報通信研究機構(NICT)が観測した通信関連の攻撃の推移を表しています。2015年~2020年の間で攻撃数が10倍近くに急増し、その後も攻撃数は高止まりしています。

NICTが観測した通信関連の攻撃の推移出典:総務省何らかのセキュリティ対策をしていないと、機密情報の漏えいやデータ改ざんなどの被害に遭うでしょう。運営側に明らかな過失があれば、裁判沙汰に発展しかねません。

セキュリティチェックをするときには、以下の手順で行うとスムーズに対策できます。

  1. システムを構成するソフトウェアとそのバージョンを調査
  2. ベンダーの発表を元に脆弱性の報告がないかチェック
  3. システムの重要部分で設定不備がないかチェック
  4. ソフトウェアのアップデート・設定変更を実施

より入念にチェックしたい場合は、専門家に脆弱性診断を依頼すると良いでしょう。予算を抑えたい方は、無料の脆弱性診断ツールを使うのもおすすめです。

2. スケーラビリティの確保

スケーラビリティを確保するのも、安定的なITインフラの稼働で不可欠です。スケーラビリティとは、システムの利用負荷に応じてスペックを変えられるよう、ソフトウェアや機器に拡張の余地を残すことです。

基本的に、ITインフラを導入当初の性能のまま運用し続けるケースは稀です。ECサイトを例に挙げると、利用者が増えたら負荷に耐えるためにサーバーを増築する必要があります。新たな決済手段が開発されたら、決済の仕様を変えなければいけません。

そのときに拡張性がなければ、非効率なサーバーの増築や複雑なシステム改修に迫られるでしょう。社会の変化にあわせてシステムに余力を残しておくことが重要です。

簡単かつ柔軟にスケーラビリティを確保するなら、オンプレミスよりクラウドの方が便利なケースが多いです。サービスによっては、サーバーの増築や機能の仕様変更を管理画面で実施できます。

3. 運用効率を上げる

運用効率を上げるのも、ITインフラ全体の見直しにおいて有効です。そもそもすべてのシステムにおいて、運用の優先度を同じにするのは現実的ではありません。

医療システムのように人の命に関わるものであれば即時対応が必要ですが、顧客管理システムのサーバー増築であれば後日に実施しても問題ない可能性があります。

このように、トラブルの影響度を踏まえてリソースを割り振れば、運用の効率性を高めることができます。

優先度の設定だけで対処しきれない場合は、ツールによる自動化も検討しましょう。監視ツールであれば、パフォーマンスをビジュアル化できたり異常を検知してくれたりします。

4. 即戦力となる人材の採用

即戦力を採用するのは、ITインフラ全体の見直しにおおきく寄与します。すでに知識と経験が豊富な人材を採用するため、ボトルネックとなっている箇所を迅速に把握・対処できるでしょう。

とくにフリーランスエンジニアは個々の専門性に特化しているため、適材適所で配置すれば、力を発揮してくれます。

また、フリーランスエンジニアはプロジェクトごとに業務委託で契約するため、需要にあわせてコストを適正化できます。正規雇用のように福利厚生や社会保険料の負担義務もないため、人件費削減の面でも魅力的です。

関連記事:インフラエンジニアの採用が難しい理由と優秀な人材を獲得する方法を解説

ITインフラエンジニアを探すならクロスネットワークがおすすめ

本記事では、ITインフラの全体像と構成要素、運用形態、見直しのポイントなどについて解説しました。ITインフラは複雑化・巨大化の傾向にあり、とくに運用期間が長いと全体像を把握しきれないこともあります。

課題のボトルネックも見つけづらくなったり、新任者へのOJTでうまく説明できなかったりします。困ったときには、本記事を読み返して全体像を把握する手助けにしましょう。

一方で「すばやく全体像を把握できる人材が欲しい」という企業もいるかと思います。

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喜多村道秋
記事を書いた人
喜多村道秋

新卒で大手インフラ企業に入社。約12年間、工場の設備保守や運用計画の策定に従事。 ライター業ではインフラ構築やセキュリティ、Webシステムなどのジャンルを作成。「圧倒的な初心者目線」を信条に執筆しています。