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1.Azure Cosmos DBとは？

Azure Cosmos DBは、Azureの基盤上で動作するNoSQLを採用したデータベースサービスです。1桁ミリ秒の応答時間と99.999%の可用性のサービスレベルアグリーメント（SLA）が適用されており、世界中のどこからでも高速に書き込みや読み取りが行えます。

Azure Cosmos DBを理解する上で重要なキーワードが「NoSQL」です。NoSQLとは、リレーショナルデータベース（RDB）ではないデータベースの総称を言います。あくまでも総称であり、「NoSQL」というサービスがあるわけではない点には、注意しましょう。

設計段階でスキーマを定義する必要があり、加えてスキーマの変更に手間がかかるRDBに対し、「NoSQL」は決まった構造を持たないデータを柔軟に管理できる点が特徴です。

また、NoSQLは、データベースの一貫性や入力チェック、複雑な検索などの機能を極力持たず、サーバーを水平分散配置できるようにしているため、データの処理が比較的早く、自由なリソース拡張が特徴です。

NoSQLを採用しているAzure Cosmos DBを利用することで、サーバーとの通信・応答時間の短縮を実現できたり、ユーザーの増加に合わせて通信速度やストレージ量を調整するなど、柔軟性の高い運用を行えます。

関連記事：RDB（リレーショナルデータベース）とは｜NoSQLとの違いやメリットを紹介

1-2.Azure Cosmos DBが対応しているデータベースの種類

Azure Cosmos DBは以下の6種類のデータベースに対応しており、柔軟性・可用性の高い運用が可能です。

• NoSQL
• MongoDB
• Cassandra
• Gremlin
• Table
• PostgreSQL

Azure Cosmos DBは分散型データベース管理システムです。NoSQL・MongoDB・Cassandra・Gremlin・Table・PostgreSQLの6種類のデータベースに対応しています。特にNoSQLデータは99.999%と非常に高い可用性を備えており、Azure Cosmos DB NoSQLデータベース内の運用データを用いて、迅速に分析できます。

Azure Cosmos DBは、選択しているAzureリージョンで操作したNoSQLデータベースの利用・使用済みストレージ容量・オプションで利用した専用ゲートウェイに対して課金されます。Azure Cosmos DBのアカウント上で有効にしているリージョンは、好きなタイミングで追加したり削除したりできます。自社の運用に合わせて費用をコントロールできるため、データベースの管理に無駄なコストはかかりません。

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2.Azure Cosmos DBの特徴とメリット

Azure Cosmos DBは以下の特徴・メリットがあります。

• ターンキーグローバル分散で距離が近いサーバーと通信し応答時間を短縮
• 柔軟性の高い運用が可能
• 99.999%の非常に高い可用性
• スキーマやインデックスの管理が不要

それぞれ詳しく解説します。

2-1.ターンキーグローバル分散で距離が近いサーバーと通信し応答時間を短縮

Azure Cosmos DBのターンキーグローバル分散機能は、データを世界中のサーバーに迅速に同期させることで、ユーザーが最も近いサーバーからデータを取得できるようにします。

「ターンキー」とは、「導入後すぐに使えるようにする」という意味で、ターンキーグローバル分散とは「導入後、すぐに使える世界的なデータ同期機能」です。

これにより、アプリケーションの応答時間が大幅に短縮されます。たとえば、世界中で展開されるスマートフォンゲームやIoTアプリケーションでは、この機能により迅速に接続できることでユーザー体験を向上させています。

2-2.柔軟性の高い運用が可能

Azure Cosmos DBは、管理画面から簡単にリージョンを跨いで通信速度とストレージ容量を調整できます。

そのため、ユーザーの増加やビジネスニーズの変化に柔軟に対応することが可能です。たとえば、世界規模でサービスを提供するインターネットゲームでは、通信速度とストレージを調整することでサーバー落ちを発生させず、安定した通信を実現できています。

2-3.99.999%の非常に高い可用性

Azure Cosmos DBは、SLAの規定により事前にCosmos DBのアカウントが関連づけられた各リージョンへのデータ同期で99.999%という非常に高い可用性を実現しています。

Cosmosアカウントとは、Azure Cosmos DBを使い始める際に作成するアカウントのことです。

Cosmosアカウントのリージョン間フェールオーバーをプログラムで呼び出す機能も提供されているため、災害が発生した場合事業を継続できます。

災害時の対応も行えるため、企業の「BCP対策」の一つとして注目されています。

2-4.スキーマやインデックスの管理が不要

NoSQLを使用するデータベースシステム全体にいえることですが、データベースエンジンがスキーマに依存しないため、スキーマ移行中のアプリケーションのダウンタイムを心配する必要がありません。

通常RDBには、スキーマとスキーマの所有するすべてのデータを一度にコピーする機能がないため、スキーマ移行の際には、新規のユーザーを作成し、移行元ユーザーのオブジェクトをすべてインポートするという作業が必要です。

この対応がAzure Cosmos DBでは不要であり、管理の負荷が軽減できます。

また、Azure Cosmos DBでは、格納されたデータはツリー形式に変換され、インデックスも手動で操作することなく付加されます。

インデックスとは、書籍などにおける一般的なインデックス(目次)と同様に、目的のデータを探しやすくするためのデータであり、データへ素早くアクセスすることを可能にするものです。

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3.Azure Cosmos DBの料金体系

Azure Cosmos DBの料金体系は、ジオ冗長性の有効化と秒あたり要求ユニット（RU/s）の設定によって異なります。

ジオ冗長性を有効化すると、データベースが異なるリージョンに複製され、可用性が99.999%に向上しますが、追加リージョンの料金が発生します。

一方で、RU/sはコンテナー作成時に設定され、使用量に関わらず課金されます。初期段階では大きめのRU/sを設定し、使用量に基づいて調整することが推奨されます。

公式サイトによると、1時間あたりの利用料金は0.008〜0.016USDですが、利用状況により異なるため注意が必要です。（2024年1月時点の料金です）

詳細は公式サイトでご確認ください。

参考：Azure Cosmos DB | Microsoft Azure（Microsoft Azure公式ページ）

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4.Azure Cosmos DBの使い方

ここからは.NET を使用して Azure Cosmos DB for NoSQL の使用を開始する方法を解説します。

手順の全体像は以下の通りです。

• Azure Cosmos DBアカウントを作成
• Azure Cosmos DB for NoSQLにコンテナーを作成
• .NET SDK を使用して Azure Cosmos DB for NoSQLへ接続

4-1.Azure Cosmos DBアカウントを作成

まずは、Azure Cosmos DBアカウントを作成しましょう。

手順は以下の通りです。

1.Azure portalにサインインする

2.Azure portal の「メニュー」もしくは「ホーム」ページから「リソースの作成」を選択

3.「新規」ページで、 「Azure Cosmos DB」を検索・選択

4.「API オプションの選択」で、「NoSQL – 推奨」セクション内の「作成」を選択

5.Azure Cosmos DB アカウントの作成画面で以下の情報を入力する

• 横にスクロールします

引用：Azure Cosmos DB for NoSQL アカウントを作成する

上記の入力が完了したら、画面に沿って「作成」を行えば完了です。

4-2.Azure Cosmos DB for NoSQLにコンテナーを作成

Azure portalを使用してコンテナーを作成する方法を紹介します。

手順は以下の通りです。

1.Azure portalにサインインする

2.新しい Azure Cosmos DBアカウントを作成するか、既存のアカウントを選択

3.「データ エクスプローラー」ウィンドウを開いて 「新しいコンテナー」を選択

4.以下の詳細を指定

• 新しいデータベースを作成するか、既存のデータベースを使用するかを指定する
• コンテナーIDを入力する
• パーティション キーの値を入力する。（例：/ItemID）
• 自動スケーリングまたは手動スループットを選択し、必要なコンテナー スループットを入力する。（例：1,000RU/秒）
• プロビジョニングするスループットを入力する。（例：1,000RU）

上記の入力が完了したら、画面のガイドに従って「OK」を入力しましょう。

詳しくは公式サイトをご確認ください。

参考：Azure Cosmos DB for NoSQL にコンテナーを作成する

4-3.「.NET」を使用して Azure Cosmos DB for NoSQLへ接続

Azure Cosmos DBのNoSQL用APIに接続するには、CosmosClientクラスのインスタンスを作成します。 このクラスは、データベースに対するすべての操作を実行するために必要です。

今回はエンドポイントとキーを使用して接続する方法について解説します。手順は以下の通りです。

1.Azure portalにサインイン

2.既存のAzure Cosmos DB for NoSQLアカウント ページに移動

3.Azure Cosmos DB for NoSQLアカウントページで、[キー]ナビゲーションメニューオプションを選択

4.URIフィールドとPRIMARY KEYフィールドの値を記録します。 これらの値は、後の手順で使用

URLフィールドとPRIMARY KEY フィールドには以下の値を入力します。

上記に対応すれば接続可能です。

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5.Azure Cosmos DBを使用するうえでの注意点

Azure Cosmos DBを使用する際には、リソースの削除とフェールオーバー設定に特に注意が必要です。

サーバーやその他のリソースを削除すると、関連するすべての情報が完全に失われ、復元は不可能になります。このため、リソースを削除する前には、必要に応じてデータのバックアップを取る必要があります。

また、手動フェールオーバーでは、障害発生時に整合性チェックが完了していない場合、データベースへの接続が失われるリスクがあります。

これに対して、自動フェールオーバーを有効にしておけば、プライマリリージョンに障害が発生した際にも、システムは自動的にセカンダリリージョンに切り替わり、データベースの可用性を維持します。要するに、サーバーダウンやトラブルを未然に防ぐことができるということです。

Azure Cosmos DBを利用する際は上記2点に気をつけてください。

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6.Microsoft Azureの導入ならぜひNTT東日本にご相談ください

NTT東日本のクラウド導入・運用サービスは、お客さまのニーズに合わせたカスタマイズが可能です。NTT東日本では、Azureの導入プロセスを簡素化し、効率的なクラウド環境を構築します。また、セキュリティ、コンプライアンス、パフォーマンスの最適化といった重要な側面にも注力しています。

NTT東日本の提供するクラウドコンサルティングサービスの特徴は以下の通りです。

• 専門知識を持ったチームによるフルサポート
• ビジネス要件に基づいたカスタマイズされたクラウドソリューション
• セキュリティとコンプライアンスの厳格な管理
• 継続的なサポートと運用管理

Azureの導入を成功させるためには、適切な計画と専門的なサポートが不可欠です。NTT東日本は、その両方を提供することで、お客さまのクラウド移行をスムーズかつ効果的にサポートします。

無料相談にも対応しておりますので、クラウド化やデータベースの利用で悩まれている方は一度ご相談ください。

Azure Cosmos DBについてまとめ

Azure Cosmos DBは、デジタルトランスフォーメーションの中核を担うデータベースサービスです。

NoSQLを採用し、1桁ミリ秒の応答時間と99.999%の高可用性を実現しています。特に、ターンキーグローバル分散機能により、世界中のサーバーとの通信時間を短縮し、ユーザー体験を向上させている点は魅力の一つです。

また、柔軟な運用が可能で、スキーマやインデックスの管理が不要な点も大きなメリットです。

NTT東日本では、導入前の企画から実行、運用から保守運営まで一貫したサポートを提供しています。「Azure Cosmos DBが気になっているけど、料金体系がわかりにくい」「導入方法がわからない」とお困りの方は、NTT東日本までお気軽にご相談ください。