**PaaSは「Platform as a Service」の略称で、読み方は「パース」です**。
皆さんが開発したプログラムを動かすためにはサーバやデータを保管するストレージ、データベースなどのミドルウェアなどが必要ですが、わかりやすくいえば、こうした*プラットフォームを提供するサービスがPaaS*です。
後ほど解説しますが、クラウドサービスには*他にIaaSやSaaSなどがあります*。

**クラウドとはクラウド・コンピューティングを意味し、コンピュータの利用形態の1つ**です。クラウドの特徴として、*利用者側には新たにコンピュータ（サーバ）の設置の必要がない*ことが挙げられます。

あたかも雲（クラウド）の中にあるサーバを地上から利用しているようなイメージです。このようなサービスを「クラウドサービス」と呼びます。

クラウドサービスとは？種類やメリット・デメリットをわかりやすく解説

### クラウドサービスの歴史と普及の理由

エンジニアの皆さんはシステム概念図を書く際に、ネットワーク上に雲の絵を描くと思います。ネットワーク図に雲の絵が出現したのは比較的新しく、**Google社の当時のCEOであるエリック・シュミット氏が2006年に「クラウド・コンピューティング」という言葉を使ったことがクラウドの起源**と言われています。
続いて、*同じ年にAmazonのクラウドサービスである「AWS」が登場*し、急速にクラウドサービスが普及を始めました。

*クラウドサービス誕生の最大の理由は、ITに関わるコストの削減*です。近年、PCを使った仕事が当たり前になった一方、従業員にPCを配布し、そのソフトウェアの管理、データの管理に膨大なコストが掛かったことから、IT関連コストの増大が問題化し始めました。
*クラウドサービスは、企業内の個々のサーバやストレージ、個々人のPCに分散していたITリソースを集約して管理することで、IT関連コストの削減を可能とした*のです。

これがクラウドサービスの普及の大きな要因です。

**クラウドサービスには、PaaSを含めて「IaaS」「SaaS」「HaaS」の4つの提供形態**があります。利用者はそれぞれのニーズに合わせて、サービスを選択することができます。以下、クラウドサービスの種類について見ていきましょう。

*参考資料：[NIST によるクラウド・コンピューティングの定義](https://www.ipa.go.jp/files/000025366.pdf)*

PaaSとよく類似するクラウドサービスとして「IaaS」があります。**IaaSとは「Infrastructure as a Service」（読み方はイァース）の略語で、その名の通りインフラを提供するクラウドサービス**です。IaaSの具体的なサービス内容は、サーバ・ストレージ・ネットワークなどのITインフラの提供です。


一見、IaaSとPaaSとよく似ていますが、*PaaSはIaaSの提供するインフラに加え、OSやミドルウェア（データベース、開発ツールなど）がセットになっており、ソフトウェアをセットするだけで直ぐに使える点がIaaSとの大きな違い*です。

**SaaSとは「Software as a Service」(読み方はサーズ）の略語で、ソフトウェアを提供するクラウドサービス**です。クラウド上に用意されたソフトウェアを、インターネット接続できるPCやスマホから、いつでも、どこでも利用できるサービスです。

事例としては、*GoogleのGmaii・Google Drive・MicrosoftのOffice365・Zoom*など、誰もが利用しているサービスがあります。SaaSはインフラやプラットフォーム、あるいはソフトウェア開発を意識する必要がなく、利用する上でのハードルは非常に低い点が大きな特徴と言えます。

**HaaSは「Hardware as a Service」(読み方はハース）の略語で、IaaSの原型**と言われています。クラウドサービスの展開が始まった当時はHaaSが主流でしたが、最近ではIaaSやPaaSに取って代わられました。*OSを除いたハードウェアに限定したサービスや、ストレージサービスをHaaSと称する*場合もあります。

PaaSの概念について理解できたところで、PaaSのメリットについて見ていきましょう。*PaaSを含むクラウドサービス利用の最大のメリットは、IT関連コストの削減*ですが、PaaSの具体的なメリットとしては以下の3点が挙げられます。

### サーバなどの環境構築に関わるコストと手間の軽減

PaaSはクラウド環境上にサーバやOS、ミドルウェア（データベースや開発ツール）などが一式準備されており、**オンプレミス（企業内に設備する方式）と比べて初期費用を抑制できます**。

### 開発着手への期間短縮ができる

自前でサーバやOS、ミドルウェアなどのプラットフォームを構築するには設計から稼働まで数カ月を要することもありますが、**PaaSでは直ちにソフトウェア開発に着手できるため、開発着手までの期間を大幅に短縮できる**のが大きなメリットです。

*PaaSは基本的に従量課金制が採用されており、利用した分だけ費用を支払うのが一般的*です。さらに災害対策などのディザスタリカバリーサービスまで提供され、運用に関わるコストの低減が期待できます。

*PaaSは環境構築コストや期間の短縮が可能*であり、運用面を含めてコストメリットがありますが、一方では以下のようなデメリットもあります。その点を十二分に意識した上で、セキュリティや運用設計を行う必要があります。

PaaSは大変お手軽なサービスですが、すべてお任せというわけではありません。セキュリティ対策やアプリケーションの問題でサービス提供側や、他の利用者に対して*損害を及ぼした場合には重大な損害賠償請求を受ける可能性*もあります。
**どの事業者でも事業者側と利用者側の「責任分界点」を明確にしており、利用者責任の範囲においては、対策を十二分に講じておく必要**があります。

オンプレミス環境の場合は、自己責任でプラットフォームの変更が可能ですが、**PaaSの場合は一定の制約**があります。たとえば、一部の特殊な言語やミドルウェアの提供が制限されるなどの制約があり、*オンプレミス環境からの単純移行ができないケースがあるといった問題*があります。

PaaSにはどのようなサービスがあるのでしょうか？PaaSの代表的なサービスについて一覧で見てみましょう。

**▮コンピューティングサービス**
*ネットワークを介してコンピュータのリソースを提供する基本的なサービス形態*です。AWSの「AWS Lambda」などは、あらかじめサーバを確保せずとも、関数の定義でプログラムを実行することが可能です。

**▮データベースサービス**
クラウド上でデータの保存や共有が行えるサービスで、ストレージサービスとも呼ばれます。
OSやDBMSなどがあらかじめインストールされており、開発者の負担が少なく、すぐにデータベースの構築ができます。

**▮ビッグデータ解析サービス**
大量に入手したデータは解析が必要です。オンプレミスの場合は、大量データの解析が行えるスペックを持ったサーバや解析ソフトウェア、ストレージが必要ですが、これらを意識することなく、*ビッグデータの解析に必要なツールや環境を提供するサービス*です。

PaaSを含む、クラウドサービスの提供企業を見てみましょう。最近のシェアとしては、**Amazon Web Services（AWS）が世界シェアの約1/3を占め、Microsoft（Azure）、Google （GCP）と続いています**。他、中国のAlibaba、IBMなどが追随しています。

PaaSは年率30%近い勢いで利用が増加しています。それはPaaS導入のメリットが注目されているからですが、PaaSにも落とし穴があります。そこをしっかり見極めて注意しながら進めることが求められます。ここでは、*PaaS導入で注意すべき点について解説*します。

### コスト見積もりをしっかり行う

PaaS導入の目的の1つに挙げられるのが、IT関連コストの削減ですが、しっかりシミュレーションを行い、精査しておくことが重要です。PaaSは低い初期コストで始められるのが利点です。
確かに基本サービスだけを見れば、オンプレミスよりは遥かに低い金額でスタートできますが、*オプションサービスの利用によって想定外のコストが発生する*ことも忘れてはなりません。

先ほども述べた通り、*クラウドサービスには責任分界点があります*。利用者側のセキュリティの脆弱性などによって、事業者や他の利用者に損害を負わせるリスクが高まります。
**コスト面だけに囚われず、安全性や運用面などの点からもPaaS利用のメリットを明確にし、掛かるコストをしっかり精査し、総合的に判断をした上で利用する**ようにしましょう。

### セキュリティ対策や災害対策をしっかり行う

PaaSでは、提供しているサービスに対しては提供側がセキュリティ責任を負っていますが、**利用者側のデータやコンテンツ、アプリケーションのセキュリティに関しては利用者責任**です。
利用者側のシステムや運用面に脆弱性があり、データ漏洩やアプリケーションの改ざんなどが行われた場合、提供側では一切責任を持ってくれません。
従って、*利用者側の責任範囲に関しては、セキュリティ設計をしっかり行い、万が一にもセキュリティ事故が起きないよう手当しておく必要*があります。

経済産業省は2021年5月に発表した*[デジタル産業に関する現状と課題](https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/conference/semicon_digital/0003/03.pdf)*の中で、**「今後クラウドサービスが社会・経済の重要インフラになる」**と述べており、我が国のクラウド化を支える企業の必要性に言及しています。また、同省の資料*[デジタルトランスフォーメーションに向けた課題の検討](https://www.meti.go.jp/committee/kenkyukai/digital_transformation/pdf/001_haifu.pdf)*では、**DX推進におけるクラウド利用の必要性**を説いています。

このように国を上げてクラウド化を進めているように、クラウドサービスの中心的サービスであるPaaSは今後も引き続き期待を集めるでしょう。

私たちエンジニアとしても、クラウド利用を積極的に進める立場に立ち、率先してクラウド化に貢献していくことが求められています。活躍できるエンジニアを目指す皆さんはぜひ、この記事を参考にして*クラウドの基礎知識を身につけ、クラウド利用の推進者*となることをおすすめします。

PaaSとは代表的なクラウドサービスの1つで、サーバ環境などをインターネットを介して提供するサービスのことてす。ここではITエンジニアとして知っておくべきPaaSの基本、SaaSやIaaSとの違い、PaaSのメリット・デメリット、事例などを紹介していきます。

PaaSはサーバやストレージなどのハード、データベースなどのミドルウェアを提供するクラウドサービス

PaaSなどのクラウドサービス誕生の最大の理由は、ITに関わるコストの削減にある

PaaSの利用には責任分界点の考え方があり、利用者の責任範囲についてしっかり対策を講じておくことが重要

PaaSとは？エンジニアに求められるクラウドの基本を知っておこう！

IoTは「Internet of Things」の略を指し、**全てのモノがインターネットに接続され、情報が相互に共有される仕組み**を指します。Internet of Thingsを和訳した「モノのインターネット」という言い方をすることもあります。

IoTにおいてはスマートフォンやウェアラブル端末が利用されているため、すでに身近で簡単に実現できる情報機器としても利用が急増しています。さらに情報共有される通信・設置環境が整備されており、従来は不可能であった機器にも搭載が進むことで我々の生活がより豊かになることが期待されています。

### さらにわかりやすいIoTの紹介

情報教育の一環で小学生を中心とした子供向けの学習でIoTが紹介されることもあります。そこではIoTの読み方を*「アイオーティー」や「モノのインターネット」と呼び*、「インターネットオブシングス」と言うこともあります。

教育の際には、「モノ同士がやり取りしたり、人間とお話しできるといいことがあるよね？」という投げかけから始まります。その中で普段使う家電品やリモコンあるいはペットのお世話を例に、理解を深めていく進め方です。そして、やり取りをする上で情報を間で受け渡しするのがインターネットとなります。

IoTはモノのインターネットなため、情報を共有するインターフェイスを持つことで多様な用途に対応します。その中でできることを共通化すると以下のように分類できます。

・*モノの状態を取込むこと*
言い換えると、「状態の可視化」ができることです。機器の状態や必要な情報を取り込み、後工程で利用可能とします。

・*モノの状態を記録すること*
状態を記録、つまり「情報の格納」が可能となることで、データとして保存ができます。これにより情報蓄積によって過去の状態の分析に活用できます。

・*モノの状態を通信すること*
通信機能を持つことで、「情報の共有」をタイムリーに行うことができます。

・*モノの稼働を操作すること*
「情報の共有」が可能となることで、機器の「制御と動作指示」に活用できます。また、一連処理を予め登録することで処理や動作の自動化が可能です。

・*モノの異常を検知すること*
「状態の可視化」が可能になることで、機器の「診断と検知」が可能です。自動的な危機の動作状況のモニターと自動復旧に活用できます。

上記はIoT単体で実装可能ですが、さらにIoTをシステムとして連結し、情報連携処理することが可能です。具体的には、IoTを束ねるサーバやクラウドの活用により実装します。このIoT連携では、さらに以下の応用が期待できます。

・*データの蓄積*
IoT機器のデータを機器単体で保存する容量の制限なく一定期間蓄積し、時系列データとして分析に活用します。さらにIoT機器の収集データを横断的に分析することができます。

・*データの分析*
機械学習により蓄積データから今後の予測を立てたり、新規事業の計画に役立てたりできます。実際の活用例としては、画像データ・信号データによる品質管理と傾向分析、人の流れや人口動態から新規出店や新規事業を予測、雨量や気圧・水位・位置情報等から今後の天候を予測し生産を調整、等に活用できます。

 IoTのメリットとして主に以下の点が挙げられます。
・*距離に関係なく情報共有が可能*
IoTではリモート操作が画像転送が可能なため、遠隔地の状況を監視したり機器の制御を容易に行ったりすることができます。

・*場所に関係なく情報共有が可能*
これも代表的なメリットです。例えば高所に機器を取り付けて気象データや観測データを取り込むことができます。橋梁やトンネルに設置すると劣化状況をモニターすることもできます。ドローンでさらに上空から監視したり、画像を取り込んだりすることも可能です。

・*自動化による効率向上*
IoT機器では定点観測等定期的なデータ収集や繰り返し処理を効率的に行うことができます。自動実行することで使い勝手を向上したり、作業効率を向上したりできます。

・*技術伝承不要で人的エラーを回避*
IoTを産業システムに活用することで、従来は経験が必要な領域についてもIoTが人の動作をトレースし、再現することで効率的に高品質な作業が可能です。人的エラーを回避することもできるため、中小企業等においても技術伝承の課題を解決することが期待されています。

デメリットの面としては概ね以下の点が挙げられます。
・*ITスキルが必要*
IoTは従来の機器を高度化したものですが、ベース技術はITを活用しています。そのため従来人や機械に任せた作業を自動化できる半面、その分IT知識が求められます。これを補うために利用者の利便性を高めたり、操作の簡素化をしたりする工夫がされています。

・*セキュリティ対策が必要*
IoTは情報共有をするため、ハッキング等のセキュリティ攻撃対策やアカウントIDやパスワード管理が不十分だと外部からの侵入や内部犯行により情報が漏洩したり乗っ取りされたりすることが想定されます。そのため正しいセキュリティ設定を行い適切に管理することが求められます。

・*障害対策が必要*
IoTは情報収集の他、機器によっては制御や稼働の操作が可能です。そのため不具合・誤作動による人的被害や、障害発生時の復旧手順をしっかり決めておく必要があります。

IoTエンジニアとは？その将来性を徹底解説！

IoTでは、対象となる装置や機器に電子制御可能なマイコンや小型PCを取付ます。対象となる装置や機器を「IoTデバイス」と言います。同様に、電子制御可能なマイコンや小型PCを「コントローラ」と呼ぶこともあります。

IoTではコントローラと通信モジュールを接続し、**デバイスのステータス確認や制御要求を通信回線を通じて送受信します**。また、IoTデバイスはコントローラが取扱い可能なデジタルデータに変換するために、アナログデータや旧来の運用技術（OT）をITで処理可能なデジタル形式に変換します。

IoTデバイスとはInternet of ThingsのThingsに相当する端末部分で、モノと言われている装置や機器自体を表します。IoTデバイスには用途に応じて**データを可視化するためのセンサーや、稼働させるためにアクチュエータが搭載されています**。

各デバイスは産業別用途に応じて開発されますが、モジュラー化したりボックス化したりすることで単体で販売されるケースも増えてきています。同様にスマートフォンやウェアラブル端末を利用することもあり、今後もヘルスケア等での利用が期待されています。

センサーとは、機器自体の状態を測定したり測定対象物の状況を確認するために、機械や人間が分かるデータに置き換えてくれる電子部品あるいはモジュールや装置です。IoTではそのデータをデジタルデータとして通信し、活用します。具体的なIoTで用いる主要センサーは以下の通りです。

・*温度センサー*
熱電対やサーミスタ等の素子を用います。用途は気温や物体の温度を図ることで、エアコンや室温計等に搭載されています。近年、温度センサーにおいてもサーモグラフィーを用いた非接触型が脚光を浴びており、無人ロボットでの環境データ測定等にも用いられます。

・*湿度センサー*
乾湿材料を電極で挟み、電気抵抗として測定するものです。加湿器・空気清浄機やエアコンに搭載されています。

・*圧力センサー*
隔膜が圧力を受けて変形することで、歪による電気抵抗の変化を検出します。空気・水・油の用途に応じて利用することができるため、家庭でもエアコンや給湯器・食洗器、洗濯機等に搭載されています。

・*振動センサー*
圧電素子を用い振動を測定します。主に機器が正常に動作しているか確認したり、診断したりする目的に利用します。

・*距離センサー*
光源からの照射光を受光素子でとらえ、距離に換算します。ミリ波や超音波を用いる場合もあります。実際の距離を測定する用途に加えて、車の安全システムやホームセキュリティにも採用されています。

・*速度センサー*
電磁式の場合コイルと磁石を用いて回転速度を測定します。光センサーを用いてスリットの通過時間で測定することもあります。モータの回転速度をモニターできますので、自動車やバイク・鉄道・航空機・船舶等に利用されています。

・*加速度センサー*
一般的にはバネと重り・圧電素子を用いて慣性運動量を測定します。カメラの手振れ防止機能や、スマートフォンやタブレットあるいは万歩計等に搭載されています。さらにゲーム機のコントローラにも内蔵されています。

・*ジャイロセンサー*
角速度センサーという慣性力を用いたセンサーの1種です。物体の回転や傾きを各速度として電気信号化します。加速度センサー同様にカメラやビデオの手振れ防止に使われるほか、自動車の横揺れ防止制御やカーナビゲーションの自走機能に採用されています。

産業向けや一般向けにドローンの活用が進んでいますが、ドローンの姿勢制御が優れているのはジャイロセンサーのお陰です。

・*GPSセンサー*
GPSセンサーはGPS（全地球測位システム）という衛星の測位システムを利用します。民生用に機能提供される24の衛星が発する電波のうち、4つの信号を受信することで送信時刻と受信時刻の差から受信機の位置情報を求めることができます。

GPSは元々軍事利用に開発され、その後民生用の航空機や船舶に利用拡大しました。現在では自動車のカーナビゲーションの他、スマートフォンやウェアラブル端末に搭載されたことでカメラの位置情報記録・活動量記録に用いられています。さらに、連続したトラッキング情報の記録ができることで多方面に活用されています。

・*フォトセンサー*
発光素子と受光素子を対にした光センサーで、素子間を物体が通過することで光が遮断され検知するものです。用途としてはチケット挿入機や自動販売機のコイン通過・ペットボトル通過の検知、プリンターの用紙検知等に用いられます。また、ゲートに設置することで人や資材の通過検知等にも利用されます。

・*イメージ・画像センサー*
撮像素子を用い光信号を電気信号に変換します。色の明暗のみをつたえるイメージセンサーや色調データを変換する画像センサー等があります。現在画像処理の入力センサーとして、デジカメやスマートフォンのみならず、ノートPCの内蔵カメラとして標準搭載されています。

さらに車載ドライブレコーダーやドローン撮影においても、イメージ・画像センサーを用いた録画撮影は欠かせない機能となっています。

・*音センサー*
マイクロフォンを使って電気信号に変換します。電気信号はそのままでも利用しますが、デジタル信号化することも増えています。具体的にはスマートフォンの通話に加えて自動音声認識に利用されます。AIスピーカも音声を音センサーで入力変換し、音声操作を行うものです。

### IoTで用いるアクチュエータとは？

アクチュエータとは、指定した入力信号にしたがい力学エネルギーとして駆動する機械をさします。具体的には以下のようなものが挙げられます。

・*電気式*
電気信号により駆動するもので電磁弁やモーターが該当します。電気式バルブの電磁弁は流量調整に用いられます。モーターは電気式駆動部品の代表で、家電品・医療・産業から自動車等多岐にわかり利用されています。また制御の精度を高めるためにステッピングモーターやDCモーターが用いられています。

・*シリンダ式*
水・油・空気等のをシリンダに充填し、ピストンの径の違いにより大きな力を発揮します。精密動作には電動シリンダが用いられます。用途としては生産装置から重機まで多岐に渡ります。

IoTでは用途に応じてセンサーとアクチュエータをコントロールしますので、アイデア次第でありとあらゆる機器に取り付けることができます。

### IoTデバイスの通信・接続方式

IoTデバイスは用途に応じて通信機能を実装しています。そのため、**通信距離や消費電力を考慮し通信周期や転送量から機能設計されています**。利用されている通信仕様もその用途に応じて各種の規格が存在しています。

具体的に見ていきますと、近距離ではパッシブ型のNFC・RFID、双方向のWiFiやBluetooth等が規格化されています。パッシブ型は在庫個数を数えたり、電車の改札システムに利用されています。この場合、他の端末やリーダーの求めに応じて情報を伝達するだけですので一定周期の通信には適していません。

能動的な通信を行う場合は、双方向通信規約を利用したWiFiやBluetoothを用います。WiFiは高速通信が可能ですが、エネルギー消費が大きいのが難点です。さらに通信距離のポイントを考えていきます。中長距離ではNB-IoTやLoRaWAN等のLPWA（Low Power Wide Area、低消費電力広域通信）の活用が始まっています。

一般的に5Gセルラー通信では超高速通信に対応しますが、エネルギー消費が大きくなります。LPWAでは低消費電力で実装されているため、転送速度は5Gセルラー通信に劣るものの低消費電力のため長時間の通信に適しています。以上のようにメリット・デメリットを比較しながら、ニーズに応じて必要とされる規格を選択し設計に反映させています。

低消費電力の通信規格は比較的短距離から中距離をカバーするため、一旦ゲートウェイで個々のIoTの通信を集約し、データセンターへ一括送信するする接続形式も利用されています。データを仲介し一括通信する通信中継サーバを「エッジサーバ」ということもあります。

ここではIoTの実例を、身近な例を中心に紹介していきます。以下が代表的なIoTの市場分類と活用例です。
・*自動車*
IoTの活用例として引き合いに出されるのが、自動車です。自動車の部品は多岐に渡り、多くの情報機器が搭載されています。IoTによりカーナビゲーション・渋滞予測に活用できます。さらにIoTを連携することで走行・メンテナンス・渋滞情報を総合的に通信するコネクテッドカーとして利便性を向上する試みがされています。

加えて、自動運転のレベルを高めてより安全な運転を提供することも取り組まれています。

・*宇宙航空*
宇宙航空でも多様な機器が用いられています。制御機器の監視・制御・モニターシステム・画像システムが地上局や移動体に実装されています。今後も成長が期待されています。

・*医療*
IoTは距離の影響を受けにくく監視や制御が可能なため、医療のリモート診断が高速通信5Gで実現されています。さらにロボット介護の機器や遠隔の見守り等へ活用されています。

・*産業*
産業向けにも活用が増加しています。従来はOT（オペレーショナルテクノロジー）が用いられていた産業システムや産業用機械ですが、情報通信を活用し高度な連携が可能となっています。そのため産業用システム・機器の監視と制御をIoTで実現するケースが増えています。

これにより品質管理を画像データを含めて高度化し、長期間の品質傾向も簡単に評価できるようになりました。

・*コンピュータ*
コンピュータの領域においてもさらに省スペースIT機器の組み込みや、プリンタ・コピー機への実装なと従来取り付けできないモノにも取り付けられ利用されています。

・*コンシューマ（家庭用）*
スマートホーム・スマートメータが代表例です。具体的には、エアコンや調理器具等の家電の操作に利用されています。また、AIスピーカや電気ポット等を用いたスマートフォン連動見守りサービス・遠隔監視・セキュリティサービス等で用いられています。

・*通信*
通信の領域では通信機器の管理の他、通信機能をベースとしたシステム全般が対象となっています。具体的には、バス運行管理・ロケーションシステムはバスの位置情報をベースにセンターに通信し、バス停での待ち時間表示等が実現されています。同様に、現在自販機の在庫自動発注をベンディングマシンの注文量で追加発注する際に利用されています。

この仕組みはリモートゲートウェイやローカル5Gが活用されることで、公共通信網に加えて各企業内でも実用されると予測されています。

IoTで利便性が向上しますが、セキュリティ面での対応が求められます。以下はIoTで想定される代表的なセキュリティリスクで、サイバー攻撃リスク面での考慮も必要となる項目です。

・*物理リスク*
産業機器として用いるロボットや自動車が制御不能となり、物理的事故などを引き起こすリスクです。介護ロボット等の誤作動は致命的な問題を引き起こします。

・*乗っ取りリスク*
センサーやスマートデバイスから情報が窃取されるリスクです。場合によっては踏み台として利用されるリスクもあります。インターネット接続している機器のアカウント情報管理がデフォルト設定されている場合は、特にリスクが生じやすい状態にあるため注意が必要です。

・*通信網の傍受や改ざんリスク*
仲介するインターネットや回線網から情報が傍受されたり、改ざんされたりするリスクです。SSL等を用いず暗号化されていないパケット送受信では何らかの対策が求められます。

IoTセキュリティリスクに対処するために、総務省と経済産業省によるIoT推進コンソーシアムではIoTセキュリティガイドラインをまとめています。この他に情報処理推進機構ではIoTの情報セキュリティとしてさらに多くの情報を掲載し、啓蒙に努めています。
【参考】：[IoT推進コンソーシアム IoTセキュリティWG](http://www.iotac.jp/wg/security/)
【参考】：[情報処理推進機構 IoTの情報セキュリティ](https://www.ipa.go.jp/security/iot/index.html)

### 情報通信白書から得られるIoTの現状

総務省の発行する情報通信白書では、ICTに関連するテーマをまとめています。IoTについても現状が整理されれているため、ポイントを解説します。
【参考】：[総務省 情報通信白書データベース](https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/index.html)

情報通信白書全体は454ページに及ぶため、ここではIoTに関連する事項を分かりやすく整理してみます。

・*インターネット通信量の傾向*
2010年代中頃から5年間のインターネット通信量の急激な増大は、クラウド・ビッグデータ・IoT・AI・VR/AR等の新しいテクノロジー需要によってもたらされていると考えられます。

・*クラウドの利用傾向*
クラウドの利用はIoTにもおよび、クラウドサービス利用は今後も増加が予測されています。

・*IoTデバイスの通信*
今後LoRaWAN、及び4G-LTE Cat-NB1等のLPWAモジュールが利用拡大していくと想定されています。

・*インターネット接続端末*
IoTデバイス普及により、スマートメータや自動車セルラーモジュール等のIoTデバイス端末が増加すると想定されます。また、ヘルスケアや介護用ロボットや遠隔監視・操作やドローン操作等の通信需要も想定されます。さらにウェアラブル端末が多方面で利用されるとも予測されています。

・*IoT適用領域*
自動車・宇宙航空・医療・産業用途・コンピュータ・コンシューマ・通信と分類した際に、産業用途・コンシューマ・通信の需要が多いとされており、今後医療・自動車・宇宙航空で成長度合いが高いと想定されています。
【参考】：[総務省 情報通信白書 令和3年度版 IoTデバイスの急速な普及](https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/r03/html/nd105220.html)

以上から、国際競争力を高めるうえでIoTは非常に重要な成長領域として認識されています。

### ICTに関する総務省提供の教材

総務省では、*ICTスキル総合習得プログラムとしてICTスキル教材をオープンデータとして提供しています*。本教材は自由にダウンロード利用可能です。この中でIoTもカバーされており、自身の学習や学校・企業の教材としても活用することができます。
【参考】：[総務省 ICTスキル総合習得プログラム](https://www.soumu.go.jp/ict_skill/)

なおオープンデータとは、営利目的・非営利目的を問わず二次利用可能で、機械判読可能であり、無償利用可能なデータを指します。「データ収集」「データ蓄積」「データ分析」「オープンデータ・ビッグデータ利活用事例」の4コース計426ページの大作です。よろしければご利用ください。

## IoTの活用は今後一層求められます

IoTは生活を豊かにしてくれるためにあらゆる機器への搭載が進んでいくと考えられます。また、農業や運送のスマート化は人手不足を救うことも期待されています。IoT機器から収集された情報はビッグデータ分析可能なため、この**分析作業から有効な活用を進めることがエンジニアに求められています**。

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IoTと5Gの活用事例5選！2022年開催の注目展示会も紹介

IoTは「モノのインターネット」と言われており、あらゆるものが情報共有することで生活が豊かになり利便性が向上します。ここではIoTの概要をはじめとして、その仕組みと実装ならびに実際の用途まで踏み込んで丁寧に解説していきます。

IoTは、全てのモノがインターネットに接続され、情報が相互に共有される仕組みを指します

IoTでできることはいくつかの項目に分類され、必要な機能が機器に実装されています

IoTでデジタル化されたデータは共有可能で、分析することでさらに高度な活用が可能です

IoTとは？概要から動作の仕組み・実際の用途まで丁寧に解説！

Dockerとは、OSレベル仮想化プラットフォームソリューションです。Dockerイメージを用いたコンテナ仮想化システムを構築し、仮想化実行環境を実現します。Dockerにより環境の複製と配布が容易にできるため、*開発のスクラップアンドビルドが効率的に実施できます*。
【参考】：[Docker](https://www.docker.com/)

Dockerとは？使いどころやメリット・デメリットについて解説！

Jupyter Notebookとは、オープンソースソフトウェアの統合開発環境（IDE）です。エディタ・言語処理・デバッグ・実行作業を単一操作環境から利用できるようにしています。Jupyter Notebookはデータ分析機能があるため、ビッグデータのデータ分析・統合にも用いることができます。*科学技術計算や機械学習等を目的とする方には特におすすめ*です。
【参考】：[Project Jupyter | Home](https://jupyter.org/)

JupyterLabとJupyter Notebookの違いですが、JupyterLabとJupyter NotebookはともにProject Jupyterのユーザインターフェイスとなります。JupyterLabは*Jupyter Notebookの次世代ユーザインターフェイスバージョン*で、Jupyter Notebookの機能をカバーします。

Jupyter Notebookとは？その導入・操作方法を解説

Dockerは単一OS上で複数のコンテナが実行できます。OSで用いるシステム資源は少なく、メモリー効率が高いので、「軽量で速い」と言われています。

Jupyter Notebookは、豊富なライブラリを用いてデータ分析を行うことができます。Jupyter Notebookのドキュメントはプログラムコードに加えて、数式や図式を入れることができるためデータ分析の統合開発環境として人気があります。

Dockerは環境複製が容易で開発・テスト・配布サイクルを短周期で進めることができ、Jupyter Notebookを併用することで*科学技術計算やデータ分析の分野でも効率的に開発できます*。さらにホスト側はVSCodeを用いて、VSCode Remote Developmentでコンテナ上のJupyter Notebookと接続しデータ分析を行うこともできるため、多様な業務に対応可能です。

Dockerでは、*Windows版・Mac版・Linux版のダウンロードモジュールが用意されています*。Mac版・Windows版ではDocker Desktopを利用し、Linux版ではDocker Engineをインストールしておきます。実際のインストール作業は以降で紹介します。
【参考】：[Get Started with Docker](https://www.docker.com/get-started)

### Docker Windows版のセットアップ概要

Docker Desktopは、Docker Hubのサイトからダウンロードできます。インストール時のConfiguration画面の確認が問題なければ、*簡単にインストールが完了します*。
【参考】：[Docker Desktop for Windows](https://hub.docker.com/editions/community/docker-ce-desktop-windows)
【参考】：[Install Docker Desktop on Windows](https://docs.docker.com/desktop/windows/install/)

インストール方法は以下の通りです。
・ダウンロードモジュールの起動
　Docker Desktop Installer.exeを起動します。

・Configuration画面の確認
　「Enable Hyper-V Windows Features」と「 Install required Windows components for WSL 2」のオプション設定を確認します。

・インストール実行
　手順に従い「Install」を選択し、終了後「Close」を選択します。

・管理者アカウントの追加
　管理者アカウントのadministratorとComputer Managementをdocker-usersグループに追加します。

最初の起動時には新しいライセンス条項が表示されますので、「Accept」をクリックすることで利用可能になります。

### Docker Mac版のセットアップ概要

Docker DesktopはDocker Hubのサイトからダウンロードできます。Mac版も特に*問題なくインストールが完了します*。
【参考】：[Docker Desktop for Mac](https://hub.docker.com/editions/community/docker-ce-desktop-mac)
【参考】：[Install Docker Desktop on Mac](https://docs.docker.com/desktop/mac/install/)

インストール方法は以下の通りです。
・ダウンロードモジュールの起動
　Docker.dmgをダブルクリックしインストーラを起動します。

・アプリケーションフォルダに登録
　Dockerアイコン（Docker.app）をアプリケーションフォルダーにドラッグアンドドロップします。

Windows同様、最初の起動時には新しいライセンス条項が表示されますので、「Accept」をクリックすることで利用可能になります。

Jupyter Notebookを使うには、通常パッケージマネージャを用いてJupyter Notebookをインストールします。”pip install jupyter”等でインストールします。ここではDocker Hubからイメージを入手し、DockerでJupyter Notebookを起動する作業を解説していきます。
【参考】：[Docker Hub jupyter](https://hub.docker.com/u/jupyter)

Docker Hubに登録されているイメージは18種類です。多岐に渡る用途から必要なイメージを選択します。代表的な主要イメージの用途は次の通りです。

*「基本ベースイメージ」*
・jupyter/base-notebook
　condaパッケージマネージャ2種類用notebook・jupyterhub・jupyterlabのパッケージです。

*「基本最小パッケージ」*
・jupyter/minimal-notebook
　jupyter/base-notebookにコマンドラインツールを同梱したものです。

*「R向けイメージ」*
・jupyter/r-notebook
　jupyter/minimal-notebookにRインタープリタ・ベース環境を追加したものです。

*「科学技術計算向けパッケージ」*
・jupyter/scipy-notebook
　jupyter/minimal-notebookにPython科学技術計算関連パッケージを同梱したものです。

*「科学技術計算向け機能拡張パッケージ」*
・jupyter/tensorflow-notebook
　jupyter/scipy-notebookにAIディープラーニング用ライブラリを追加したものです。


・jupyter/datascience-notebook
　jupyter/scipy-notebookとjupyter/r-notebookにデータ分析用Julia・Python・R communitiesを追加したものです。


・jupyter/pyspark-notebook
　jupyter/scipy-notebookにApache SparkとPythonモジュールを追加したものです。

*「科学技術計算向けApache Sparkフルパッケージ」*
・jupyter/all-spark-notebook
　jupyter/pyspark-notebookにApache SparkとPython・R・Scalaモジュールを追加したものです。

### Jupyter Notebookのコンテナ起動

Jupyterを起動するには、Docker CLIを用います。一般用途であれば*「基本最小パッケージ」であるjupyter/minimal-notebookを使います*。科学技術計算向けパッケージの場合は用途に応じて適切なイメージを選択します。
【参考】：[Jupyter Docker Stacks](https://jupyter-docker-stacks.readthedocs.io/en/latest/index.html)

ここでは、事前に”docker pull イメージ名”でイメージをダウンロードしておきます。バージョン指定する場合はTagを指定します。ここではTagはデフォルト指定（latest）とします。
```docker pull jupyter/minimal-notebook```

起動は次のように行います。ここではコンテナ名をnotebookとします。
```docker run -d -P -name notebook jupyter/minimal-notebook```

オプションの”-d”はバックグラウンド実行、”-P”はランダム生成されたポートを利用、”-name”はコンテナ名を設定します。必要に応じてオプション指定し、実行してください。

コンテナ内のディレクトリをホスト側のフォルダと同期させる場合は、”docker run”に-vオプションでバインドマウント指定することができます。DockerのSettingでCドライブをマウントしている場合は、以下のように利用できます。
```docker run -d -P -v c:/Users:/opt/work -name notebook jupyter/minimal-notebook```

表示されたURLにアクセスすることで、Jupyter Notebookにアクセスできます。ポート8888にHTTP接続し、ユーザーインターフェースから停止することもできます。Dockerを停止するには次のようにコマンドを起動します。
```docker stop notebook```
コンテナ削除のコマンドは次のように実行します。
```docker rm notebook```

Jupyter Notebookが起動しない場合、Docker自体が正常動作するか先に確認してください。”docker run hello-world”が起動できたらDockerは正常です。アクセスできない場合はポート番号やURLが正しいことを実行後のコンソール表示内容を確認してください。

## DockerとJupyterで開発環境を整備しましょう

Jupyter NotebookはPythonの開発環境として、科学技術計算全般に効果的です。AI分析やビッグデータ解析が脚光を浴びており、短期間での開発や分析が求められます。Dockerは開発・テスト・配布を短サイクル化することができます。

このソフトウェアスタックと環境を活用し、**高まる開発生産性向上の求めに対応するためにも必要な準備を進めていきましょう**。

Dockerは、コンテナを使った「軽量で速い」OSレベル仮想化ソリューションです。Jupyter Notebookはデータ分析の統合開発環境として人気があります。ここでは、Jupyter NotebookをDockerコンテナで実行する手順を解説していきます。

Dockerは、「軽量で速い」コンテナソリューションで開発の短サイクル化が可能です

Jupyter Notebookは、科学技術計算や機械学習に強い統合開発環境（IDE）です

Jupyter NotebookとDockerの組み合わせで、多様な開発用途に対応可能です

Jupyter NotebookのDockerコンテナ実行は難しい？手順を解説

*XAMPPとはWebアプリ開発に必要なソフトウェアがひとまとめになったパッケージ*のことです。XAMPPをインストールするだけでWebアプリをすぐに開発することができ、面倒な設定なども必要なくなります。特に開発初心者の方は開発環境を構築する段階で挫折することも多いため、XAMPPを使って簡単に構築することをおすすめします。

なお、XAMPPは実際の開発現場では使われないことが多いです。なぜならPHPなどの新バージョンが発表されても、XAMPPに入っているソフトウェアは新バージョンに更新されないためです。とはいえ、開発の練習用としてはXAMPPは非常に便利ですのでぜひ使い方を覚えましょう。

【参考】：[XAMPP Installers and Downloads for Apache Friends](https://www.apachefriends.org/jp/index.html)

Web業界で使われるXAMPPとは？特徴やメリット、注意点を解説

XAMPPの中にはApache、MariaDB、PHP、Perlの4つのソフトウェアが入っています。XAMPPのインストール方法の前に、4つのソフトウェアの概要について解説します。

**Apacheは無料で使えるWebサーバソフト**の1つです。パソコンはそのままの状態だとWebサーバとして使えませんが、Apacheを使うとWebサーバとして他のパソコンにサービスを提供できるようになります。ApacheはOSに依存せず使える上に処理速度も早いため、Webアプリ開発で主流となっています。XAMPPでは管理画面からすぐにApacheを起動させてWebアプリを開発できるようになっています。

【参考】：[Welcome! - The Apache HTTP Server Project](https://httpd.apache.org/)

MariaDBは*MySQLやSQLiteと同じデータベース管理システム*です。データベースに格納されたデータを更新したり削除したり、あらゆる操作を行うことができます。MariaDBの名前を聞いたことがない人もいるかもしれませんが、Mysqlとさほど使い方が変わらないので、MySQL経験者ならすぐに使いこなせるでしょう。

【参考】：[MariaDB Foundation - MariaDB.org](https://mariadb.org/)

MySQLとは？特徴から使い方・学習方法まで詳しく解説！

PHPは**Webアプリ開発で使われるプログラミング言語の1つ**です。PHPはWebサーバ上で動きブラウザと通信を行って、Webサイト表示に必要なデータの取得やデータベースの更新処理などを行います。PHPのメリットは学習コストが低く初心者でも簡単にマスターできる点です。CやJavaなどの言語と比べても文法が分かりやすく覚えることも少ないです。また、HTMLに直接埋め込んで使えるのメリットです。

PHPを使う場合公式サイトからインストールするのが一般的ですが、その場合設定ファイルを調整するなどの処理が必要で初心者にはややハードルが高いです。XAMPPなら細かい調整は必要なくすぐにPHPを利用できます。

【参考】：[PHP: Hypertext Preprocessor](https://www.php.net/)

PHPとは一体何か？他のプログラミング言語と異なるポイントを解説！

PerlもPHP同様*Webアプリ開発で使われているプログラミング言語*の1つです。Perlは学習コストが低い上にソースコードの記述量が少ないのがメリットです。加えて、テキスト処理機能が豊富でありスクレイピングなども得意としています。

最近PerlはWebアプリ開発で使われることが少なくなってきました。とはいえ、Perlで作られた既存のWebアプリを改良する案件なども多くあるため、Perlのスキルが活きることもあります。PHPを勉強したらPerlを習得してみるのも良いでしょう。

【参考】：[The Perl Programming Language - www.perl.org](https://www.perl.org/)

XAMPPのインストール手順について解説します。ここではOSがMacの場合を基準にして解説しますが、WindowsやLinuxなどでもそこまで基本的な流れは変わりません。

### Step1.XAMPPをダウンロードする

まず、XAMPPを公式サイトからダウンロードします。

**公式サイトのトップページの緑色の「ダウンロード」欄から、お使いのパソコンのOSに合わせたものをクリック**すると、ダウンロードが開始されます。他のページからでもダウンロードできますが、最新版がどれかわかりにくいのでトップページからダウンロードしましょう。

ただしMacの場合、bz2形式でダウンロードされるためファイルを解凍する必要があります。bz2形式を解凍できないという場合は、こちらのページからdmg形式版をダウンロードしましょう。

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