ロードバランサー
ロードバランサーとは、複数のサーバーに対してアクセスの負荷を分散させる装置やシステムのことです。
外部からのリクエストやトラフィックを集約し、各サーバーの負荷状況を監視しながら最適なサーバーに振り分けることで、全体の処理能力を最大限に活用し、システムの安定性と応答速度を向上させます。
主な機能には以下があります。
- 負荷分散：リクエストを複数サーバーに均等に分配し、過剰な負荷集中を防ぐ。
- サーバーの死活監視：サーバーの稼働状態を常にチェックし、故障したサーバーへのアクセスを停止。
- セッション管理（パーシステンス）：同じユーザーのリクエストは一貫して同じサーバーに割り当て、連続性を保つ。
- 障害時のサービス継続：障害のあるサーバーを除外し、他の正常なサーバーでサービスを継続可能にする。
これにより、ロードバランサーは大規模サービスの安定運用、拡張性向上、レスポンス向上を支えています。
主な方式
負荷分散の方式にはネットワーク層でのL4ロードバランシングとアプリケーション層でのL7ロードバランシングがあり用途によって使い分けられます。
L4ロードバランシング
L4ロードバランシンはOSI参照モデルの第4層にあたるトランスポート層（主にTCPやUDPプロトコル）で動作するロードバランサーのことです。このタイプのロードバランサーは、IPアドレスやポート番号に基づいてトラフィックを振り分けます。つまり、通信の内容までは解析せず、接続の確立情報や通信チャネル（ポート）を使って負荷分散を行うため、高速かつ大規模なトラフィック処理に適しています。
特徴としては、以下のような点があります。
- 通信パケットの内容（HTTPのURLやヘッダーなど）には関与せず、ネットワーク層とトランスポート層の情報だけで振り分けを行う。
- 負荷分散処理が軽量で高速、通信の遅延が少ない。
- TCPやUDPのトラフィックに対応しているため、Web以外のアプリケーションにも利用可能。
例えばAWSのNetwork Load Balancer（NLB）がこのタイプであり、大量トラフィックの分散に使われる。
このようにトランスポート層ロードバランサーは、「どのサーバーに送るか」をネットワークレベルで素早く判断し、主に性能重視の用途に向いています。
L7ロードバランシング
L7ロードバランシングとはOSI参照モデルの第7層であるアプリケーション層で動作するロードバランシングのことです。大雑把にいえば振り分け機能のあるリバースプロキシです。この層では通信の内容そのもの（例えばHTTPのURLパスやヘッダー、Cookieなどの情報）を解析して、それに基づいてトラフィックの振り分けを行います。
特徴としては、以下のような点があります。
- URLのパスやホスト名、HTTPヘッダーの内容に基づく細かなルーティングが可能。
- 特定のユーザーグループや地域、端末に応じて異なるサーバーへトラフィックを振り分けられる。
- Cookieを使ったセッション維持（スティッキーセッション）にも対応し、同一ユーザーのリクエストを同じサーバーに送ることができる。
- SSLの終端（復号化）やコンテンツの圧縮、キャッシュの適用などの付加機能も提供できる。
例えば、大規模なWebサイトや複雑なWebアプリケーションでの柔軟なトラフィック制御に最適。
一方、トランスポート層（L4）のロードバランサーと比べると、内容解析を行うため処理が複雑でオーバーヘッドが大きくなりますが、その分より詳細かつ賢い振り分けが可能です。