オブザーバビリティとは？定義、メリット、ツール

Observability（オブザーバビリティ）とは、メトリクス、ログ、パフォーマンス指標といった外部出力を調べることで、複雑なシステムやアプリケーションの内部状態を監視・測定・把握する能力のことです。

こうしたリアルタイムかつ大量に収集されたデータの出力は、ドメイン横断的なデータ相関分析や機械学習の活用と組み合わさることで、プロアクティブなインサイト、自動化された分析、実用的なインテリジェンスをもたらします。

システムは、その出力のみを用いて現在の状態を推定できる場合に**「オブザーバブル（observable）」**であるとみなされます。外部出力が細かいほどシステムのオブザーバビリティは高まり、問題の根本原因をより迅速かつ正確に特定し、解決できるようになります。

現代の分散型ソフトウェアシステムやクラウドコンピューティングにおいて、オブザーバビリティはアプリケーションとインフラストラクチャの信頼性、パフォーマンス、セキュリティを確保する上でますます重要な役割を果たしています。

背景

**「オブザーバビリティ」**という用語は、工学における制御理論に由来します。制御理論は、動的システムを望ましい水準に維持するために、そのシステムを記述・理解し、自動化することを扱う分野です。例えば、配管内を流れる水量や、システムからのフィードバックに基づいて坂道での車両速度を自動制御することなどが挙げられます。

オブザーバビリティはどのように機能するのか？

ITおよびクラウドコンピューティングにおいて、オブザーバビリティは、さまざまなシステムコンポーネントから可能な限り多くのデータを収集・集約・分析するために設計されたソフトウェアツールやプラクティスに基づいています。これにより、データが処理・利用のために別のシステムへ送信されるという最も重要なタイミングにおいて、システムの内部状態を包括的に把握できます。

これらのコンポーネントには、ハードウェアおよびネットワークインフラストラクチャ、アプリケーション、サーバーレスサービス、ミドルウェア、データベースなどが含まれます。

オブザーバビリティの3本柱

オブザーバビリティがどのように機能するかを理解するには、オブザーバビリティの基盤となる3種類のテレメトリデータを指す**「オブザーバビリティの3本柱」**を確認することが重要です。

- ログ（Logs）

- メトリクス（Metrics）

- トレース（Traces）

オブザーバビリティソリューションによってこれら3本柱が統合されると、分散システムに対する深い可視性が得られ、チームはさまざまな問題の根本原因にたどり着けるようになります。これにより、アプリケーションやネットワークを効果的に監視・トラブルシューティング・デバッグし、システムのパフォーマンスを改善できます。最終的な目標は、顧客体験への期待、サービスレベルアグリーメント（SLA）、その他のビジネス要件を満たすことです。

ログ

ログとは、特定の時点で発生したあらゆるイベントを記録した、詳細かつ不変のテキスト記録です。発生時刻を示すタイムスタンプと、コンテキストを提供するペイロードが含まれます。ログは、あらゆるソフトウェア、ユーザーの操作、ネットワークアクティビティから生成されます。

開発者は、トラブルシューティングやデバッグの目的でこれらのログを「再生」して活用できます。この詳細な情報に加えて、ログには価値のあるメタデータや追加データが含まれており、クエリを実行しやすくなっています。システムの健全性に関する有用な情報を得るための実証済みの方法として、ログはシステムに問題が発生した際に最初に確認する場所であることが一般的です。

オブザーバビリティソリューションは、ログやイベントデータを他のパフォーマンスインサイトと共に一元管理することで、チームがログを掘り下げる手間を省き、企業全体にわたる可視性を提供します。また、オブザーバビリティソリューションは、将来の分析のためにログをカタログ化したり、あらかじめ定義されたイベントに対して特定のアラートタスクを起動させたりすることもできます。

これにより対応速度が大幅に向上し、チームは同じ問題の解決と再発防止に向けたプロアクティブなソリューションを開発できるようになります。

メトリクス

メトリクスとは、タイムスタンプ、名前、KPI、値といった特定の属性を含む、一定の時間間隔で測定される数値です。メトリクスは計算・集計・平均化できるよう設計されています。ログとは異なり、メトリクスはデフォルトで構造化されているため、クエリの実行やストレージの最適化がしやすく、より長期間保持することが可能です。

メトリクスの例としては、アプリケーションが5分間でどれだけのメモリやCPU容量を使用したかを測定することや、使用量が急増した際にアプリケーションがどれだけのレイテンシを経験したかを測定することが挙げられます。

現在、企業はほぼあらゆる業務にメトリクスを適用しており、成功の定義や初期段階でのトレンドの発見に活用することで、最適な対応策の判断に役立てています。

メトリクスは時間の経過に伴うトレンドや異常を報告できますが、何かが壊れている際に得られるインサイトは限定的であることが少なくありません。オブザーバビリティソリューションは、メトリクスを活用して正確なシステムパフォーマンス値を測定し、対応策を生み出します。サービスレベルインジケーター、レイテンシ、ダウンタイム値といった項目に関するシステムデータポイントからメトリクスを構築することで、オブザーバビリティソリューションは組織全体または特定のシステムパフォーマンスに関する実用的な可視化を提供し、新たに発生する問題箇所やパフォーマンスのボトルネックを先回りして把握するのに役立ちます。

トレース

トレースは、ユーザーリクエストが分散システムを通過するエンドツーエンドの経路を表します。リクエストがホストシステムを通過する際、それに対して実行される各操作（「スパン」と呼ばれます）には、その操作を実行するマイクロサービスに関連する重要なデータが記録されます。このリクエストは、UIやモバイルアプリを起点として分散アーキテクチャ全体を経由し、再びユーザーへと戻ってきます。

要するに、トレースはリクエストを処理するために行われたすべての操作、あるタッチポイントから別のタッチポイントへの呼び出しの連鎖、呼び出しが発生した時刻、そして各ホップ間のレイテンシを記録します。

1つ以上のスパンで構成される各トレースを確認することで、分散システム内での経路を追跡し、ボトルネックや障害の原因を特定できます。

オブザーバビリティソリューションは、根本原因を特定するための問題追跡タスクを一元化します。この作業は、分散ネットワークにおいて手動で行うと非常に煩雑になり、クラウドネットワーク、エッジサーバー、IoTの登場によってさらに複雑になっています。分散トレーシング（または分散リクエストトレーシング）を通じて、オブザーバビリティソリューションは企業全体にわたり、ドメインやシステムを問わずシステム機能への可視性を提供できます。

オブザーバビリティソリューションが活用する3本柱

オブザーバビリティソリューションは、3種類のテレメトリデータをリアルタイムで統合・相関させるための単一の統合コンソールを提供します。これにより、DevOps、サイト信頼性エンジニアリング（SRE）チーム、IT担当者といった各チームは、アプリケーションのパフォーマンス問題の兆候・原因・解決策となり得るイベントを完全に理解するための、包括的でコンテキストに基づいた情報を得られます。これらのチームは、問題がいつ発生したかだけでなく、より重要な「なぜ」発生したのかを理解できます。これこそがオブザーバビリティソリューションを利用する価値です。

さらに、アプリケーション、ネットワーク、システム全体にわたる障害を迅速に特定し、解決に至るまで影響を受けたシステムを継続的に監視できます。これは、エンドユーザー体験がエラーの影響を受けることなく、途切れることのないサービス提供を実現するというIT運用の能力にとって極めて重要です。

なぜオブザーバビリティが必要なのか？

オブザーバビリティは、複雑なシステムに対するより高い制御力をもたらすことから、ソフトウェア開発においてますます重要になっています。

デジタルトランスフォーメーションを追求する中で、あらゆる規模の組織がアプリケーションのモダナイズを進め、マイクロサービスを採用し、分散システムアーキテクチャへの依存を強めています。また、アジャイル開発、継続的インテグレーション・継続的デプロイメント（CI/CD）、DevOps、複数のプログラミング言語といった最新の開発プラクティスの導入も急速に進んでいます。

これらすべてが相まって、異なるクラウド、システム、アプリケーション、データベースインフラストラクチャにまたがる、複雑かつ多様で分散したIT環境を生み出しています。

オブザーバビリティが解決する課題

そこで次の課題が浮上します。それをどう管理するのかということです。最新技術の導入は、従来のよりシンプルな監視システムでは対処できない特有の問題をもたらします。例えば、次のようなものです。

分散システム

分散システムは、はるかに多くの相互接続された部品で構成されているため、発生し得る障害の数や種類も多くなります。また、分散システムが絶えず更新を受けることから、新しい種類の障害が発生する可能性もますます高まっています。

さらに、分散環境はよりシンプルな環境と比べて「未知の未知（unknown unknowns）」をより多く生み出すため、分散環境内の問題はその理解も格段に難しくなります。監視（モニタリング）は「既知の未知（known unknowns）」しか監視できないため、複雑な環境における問題に十分に対処できません。

オブザーバビリティは、分散システムの予測不可能性に対してより適しています。問題が発生した際に、「なぜXが機能していないのか？」「現在何がレイテンシを増加させているのか？」といった、システムの振る舞いに関する問いを立てることができます。

クラウド環境とクラウドネイティブインフラストラクチャ

分散システムの大きな構成要素として、ハイブリッドクラウド、マルチクラウド戦略、クラウドネイティブインフラストラクチャが、マイクロサービス、サーバーレス機能、コンテナ技術という形で企業に採用されるケースが増えています。クラウド上、オンプレミス、あるいはその両方で稼働する数千ものプロセスについて、クラウドインフラストラクチャによってさらに複雑化した分散システムの中でその発生源を追跡する必要があります。

オブザーバビリティツールは、従来のIT監視技術では対応が困難な、これらの分散アーキテクチャにおける多数の通信経路や相互依存関係を追跡できます。また、アプリケーションやサービスがどこにデプロイされているかにかかわらず、ITインフラストラクチャ全体と、ますます増大するデータ量を可視化することも可能です。

エッジデバイス

モノのインターネット（IoT）デバイスの増加は、こうした環境の監視・管理における新たな課題をもたらしています。これらの環境ではリアルタイムのインサイトと迅速な対応が求められるため、データ収集のための軽量エージェントの構築、エッジに適したデータ形式やプロトコルの採用、分散型のデータ処理・分析技術の導入などが必要になる場合があり、なおかつ堅牢なセキュリティおよびプライバシー機能も維持しなければなりません。

オブザーバビリティツールは、従来の監視システムの機能を拡張し、ITスタック全体に対するより高い可視性とインサイトをチームに提供することで、問題の根本原因を迅速に特定し、分析とトラブルシューティングを強化します。これにより、組織はアプリケーションやビジネスに関する予測・見通しをプロアクティブに立てられるようになります。

オブザーバビリティとモニタリングの違いとは？

オブザーバビリティに関してよくある質問の一つが、モニタリング（監視）との違いです。オブザーバビリティとモニタリングの主な違いは、モニタリングが事後対応型であるのに対し、オブザーバビリティはプロアクティブな対応に基づいている点です。

本質的に、モニタリングは何を監視すべきかを事前に指定されて初めて機能するものであり、あらかじめ何を監視すべきかを把握しておく必要があります。一方、オブザーバビリティでは、システムの経時的な挙動を観察し、それに関する適切な問いを立てることで、何が重要かを見極めることができます。

モニタリング

モニタリングとは、システムデータを収集・分析することで、システムのパフォーマンスを経時的に観察する行為です。モニタリングツールはエラーの追跡、問題の特定、アラートや通知の送信に役立ちます。モニタリングは、ユーザー体験に影響を与える読み込み時間など、インフラストラクチャやアプリケーションの現在の状態をチームが理解し、推測を立てるのに役立ちます。

オブザーバビリティ

オブザーバビリティはモニタリングの範囲を超えて拡張され、実用的なインサイトを提供することで問題解決の加速を支援します。オブザーバビリティ戦略では、発生した事象をより深く掘り下げ、裏側で起きている「なぜ」（根本原因）を明らかにします。こうした実用的なインサイトは、包括的なデータパフォーマンスに基づいて高い精度を実現するよう構築されています。

多くの企業は、ハードウェアやソフトウェア全体にわたる一連のメトリクスを監視し、アラートシステムを構築することで、環境を継続的にモニタリングしています。メトリクスの値が設定された閾値を超えると、アラートが発報されます。しかし、モニタリングは完全なオブザーバビリティではありません。なぜなら、メトリクスの値が設定された閾値を超える根本原因までは提供しないからです。

要するに、モニタリングソリューションは何かが正常でないことを知らせてくれますが、なぜ正常でないのかまでは教えてくれません。オブザーバビリティソリューションは、何かが不具合を起こした理由を明らかにし、その原因を突き止めるための追加作業を不要にします。

オブザーバビリティのメリットとは？

オブザーバビリティソリューションは、ITエコシステム全体からの統合的なインサイトを提供することで、システムパフォーマンスの最適化に注力する開発者のワークフローをよりスムーズかつ管理しやすくする、さまざまなメリットをもたらします。

主なメリットは次のとおりです。

「未知の未知」を発見・対処するためのより高い可視性： オブザーバビリティソリューションは、複雑な分散システム全体を俯瞰する一元化されたダッシュボードビューを企業に提供し、存在すら知られていない問題を明らかにします。これは、ITインフラストラクチャの死角をなくしながらインシデント対応力を高めるという、オブザーバビリティの中核的なメリットの一つです。オブザーバビリティは、これまで気づくことも探そうと思うこともなかった状況を発見し、その根本原因を特定することで解決を加速させます。
プロアクティブな問題解決： フルスタックのオブザーバビリティを活用すれば、開発中および開発後にエラーとその根本原因を容易に特定できます。これにより、チームは問題を見つけるだけでなく、修正に集中し、問題を是正するための自動化されたステップをプロアクティブに実行できるようになります。開発の早い段階で問題を発見・解決することは、そもそも問題が影響を及ぼす前に防げるため、ユーザー体験の向上にもつながります。
パフォーマンスとコストの最適化： オブザーバビリティソリューションは、システムのボトルネックや十分に活用されていないリソースなど、改善すべき領域を特定し、パフォーマンスの向上とより効率的なリソース配分を可能にします。これにより、不要なリソースコストを特定・削減してコストを削減できます。
開発の加速： オブザーバビリティは監視とトラブルシューティングの効率を高め、開発プロセスをさらに効率化します。これにより、提供速度が向上し、エンジニアがビジネスや顧客のニーズに応えるための革新に充てられる時間も増加します。
データドリブンな意思決定： オブザーバビリティソリューションは、システムのパフォーマンスや挙動に関する最新の情報を提供し、最大限の効果と継続的な改善を実現するデータドリブンな意思決定を可能にします。

オブザーバビリティはどのように導入すればよいか？

オブザーバビリティを実現するには、適切なテレメトリデータを収集するために、システムやアプリケーションに適切なツールを導入する必要があります。オブザーバブルなシステムを構築する方法としては、独自のツールを開発する、オープンソースソフトウェアを利用する、あるいは商用のオブザーバビリティソリューションを購入するといった選択肢があります。

自社開発、オープンソース、商用ソリューションのいずれを選択する場合でも、オブザーバビリティツールにおいて注目すべきポイントは次のとおりです。

最新のイベント処理技術をサポートすること：システム全体から関連するすべての情報を収集し、価値あるシグナルを無関係なノイズから切り分け、チームが対処できるようコンテキストを付加します。TrueWatchは、技術スタック全体を追跡・監視する20以上の機能を提供し、社内運用に対する深い可視性を実現することで、有用なインサイトとプロアクティブなトラブルシューティングを可能にします。
ユーザーフレンドリーであること：学習・利用のしやすさも重要です。これにより、オブザーバビリティソリューションを企業のワークフローにシームレスに組み込み、そのメリットを享受できます。
既存のツールと統合できること：ITシステムで使用している言語やフレームワークをサポートしている必要があります。選択したオブザーバビリティソリューションのツールが現在のスタックと連携しない場合、オブザーバビリティの取り組みは失敗に終わってしまいます。TrueWatchは、AWS、Azure、Google Cloud、Huawei Cloud、Tencent Cloudといった世界最大級の6大クラウドを含む、400以上の連携をサポートしています。どのようなプログラムを使用していても、TrueWatchはシームレスに統合し、運用をサポートします。
リアルタイムのデータとコンテキストを提供すること：発生と同時に、ダッシュボード、レポート、クエリを通じてリアルタイムに情報を提供します。これにより、チームは問題の範囲や影響、迅速な解決方法を容易に把握できます。
集計データを可視化すること：インサイトを迅速かつ容易に理解できる形式で提示します。TrueWatchは、データ機能や多数のメトリクスを、ダッシュボード、インタラクティブなサマリー、グラフ、図解、その他の可視化形式で提示します。
機械学習を活用すること：データを自動的に集計・相関分析・優先順位付け・整理することで、異常やその他のセキュリティインシデントをより迅速に検知・対応できるようにします。
最後に、選択するオブザーバビリティソリューションは、デプロイ速度、システムの安定性、顧客体験など、ビジネスにとって重要な指標を目に見える形で改善し、ビジネス価値をもたらすものであるべきです。TrueWatchのユーザーは、MTTR（平均修復時間）が最大8倍高速化し、コストを50%削減するなど、解決時間の大幅な短縮を実現できます。

まとめ

最大87%の組織がオブザーバビリティの専門家を雇用している（State of Observabilityに関する最新の調査による）ことからも分かるように、さまざまなIT環境にわたるシステムを稼働させ続ける上で、オブザーバビリティはこれまで以上に重要になっています。

20以上の機能と400以上の連携を備えたTrueWatchは、ITスタック全体にわたる完全な可視性を提供し、アプリケーションとインフラストラクチャを最適化するために必要なアラートとインサイトを、分かりやすい可視化形式で提供します。