【ITニュース解説】Part-48: 🌐 Google Cloud Networking – Virtual Private Cloud (VPC)

現代のITインフラを支えるクラウドサービスにおいて、ネットワークの基盤となるのがVPC、すなわちVirtual Private Cloudだ。これは、Google Cloudのようなクラウド環境の中で、自分専用のプライベートなネットワーク空間を構築する仕組みを指す。従来の企業が自社のデータセンターを持ち、その中にサーバーやデータベースを設置して運用していた状況を想像すると、VPCの役割を理解しやすいだろう。

企業データセンターでは、社内ネットワークを通じて社員がアプリケーションにアクセスする一方、外部からの不正アクセスを防ぐために、インターネットからの直接的なサーバーアクセスは厳しく制限されていた。ウェブサーバーやアプリケーションサーバー、データベースサーバーといった重要なシステムは、内部のプライベートネットワークによって守られている。ネットワーク管理者やシステム管理者は、このプライベートネットワークを通じて、異なるオフィス拠点からでも安全にサーバーにアクセスし、管理業務を行っていた。

Google CloudにおけるVPCは、まさにこの伝統的な企業データセンターのプライベートネットワークに相当する。Google Cloud上にVPCを構築することで、ユーザーはあたかも自社専用のデータセンターを持っているかのように、独立した安全なネットワーク環境を手にすることができる。

このGoogle Cloud VPCには、いくつかの重要な特徴がある。まず、Google Cloud内にプライベートなネットワークを構築できる点だ。これにより、自分のクラウド環境内のリソースがインターネットに直接晒されることなく、安全に運用できる。次に、VPC自体が「グローバルリソース」であるという特徴がある。これは、特定の地域やゾーン（データセンターの場所）に縛られず、世界中のGoogle Cloudリージョンを横断して機能することを意味する。VPCの設定であるルーティングルールやファイアウォールもグローバルに適用され、ネットワーク全体のセキュリティと接続性を一元的に管理できる。最後に、VPCは「分離とセキュリティ」を提供する。VPC内に作成した仮想マシン（VM）やデータベースなどの各種リソースは、他のユーザーのクラウド環境やインターネットから論理的に隔離されるため、不正なアクセスから保護され、高いセキュリティを保つことができる。

VPCをさらに細かく分割し、IPアドレスの範囲を割り当てるのが「サブネット」だ。サブネットはVPCとは異なり、「リージョンリソース」であり、特定のGoogle Cloudリージョンに紐付けられる。例えば、東京リージョンにサブネットを作成したり、大阪リージョンに別のサブネットを作成したりする形だ。それぞれのサブネットには、例えば「10.128.0.0/20」のような固有のIPアドレス範囲が割り当てられる。

Google Cloudのサブネットには特徴的な点がある。それは、一つのサブネットがそのリージョン内の複数のゾーン（データセンター内の区画）にまたがって利用できるという点だ。これは、例えばAWSのサブネットが単一のゾーンに限定されるのと異なり、Google Cloudのサブネット設計の柔軟性を示している。リソースを配置する際には、必ずVPC内に少なくとも一つのサブネットが必要になる。このサブネットのIPアドレス範囲の中から、仮想マシンなどにIPアドレスが割り当てられ、ネットワーク上で通信が可能になる。

Google Cloud VPCの作成方法には、大きく分けて二つのモードが存在する。

一つ目は「Auto-Mode VPC」だ。このモードでは、Googleが自動的に各リージョンに一つずつサブネットを作成してくれる。新しいGoogle Cloudプロジェクトを作成すると、デフォルトでこのAuto-Mode VPCが用意されるのが一般的だ。サブネットのIPアドレス範囲もあらかじめ定義されており、新しいリージョンが追加されるたびに、そのリージョンにも自動的に新しいサブネットが追加される。Auto-Mode VPCはIPv4にのみ対応している。このモードは、クラウドのテスト利用や学習目的には便利だが、IPアドレス範囲を細かく制御できないため、本番環境での利用は推奨されない。

二つ目は「Custom-Mode VPC」だ。こちらは、ユーザー自身が手動でサブネットを作成し、それぞれのサブネットに任意のIPアドレス範囲を割り当てることができる。これにより、将来的なネットワーク拡張や既存のオンプレミス環境との連携などを考慮した、より柔軟なネットワーク設計が可能になる。Custom-Mode VPCはIPv4だけでなく、IPv4とIPv6の両方を同時に利用できる「デュアルスタック」もサポートしている。この高い柔軟性と制御性から、開発環境から本番環境まで、あらゆるワークロードでCustom-Mode VPCが推奨されている。

このように、VPCとサブネット、そしてそのモードの選択は、Google Cloud上で安全かつ効率的なシステムを構築する上で非常に重要な要素となる。システムエンジニアを目指す上では、これらの概念をしっかりと理解し、適切なネットワーク設計ができるようになることが求められる。