【サーバーNo.548】今更聞けない！サーバー負荷分散をサクッと解説

サーバー負荷分散は、サーバーにかかる処理の負荷を効率的に分散させる技術です。本記事では、サーバー負荷分散の基本から具体的な活用方法までを、初心者にもわかりやすく解説します。

Table of Contents

サーバー負荷分散とは？

サーバー負荷分散とは、複数のサーバーに処理を分散させ、一部のサーバーに負荷が集中しないように調整する仕組みです。これにより、サービスの安定性とスピードが保たれます。

わかりやすい具体的な例

人気の飲食店で複数のレジを開けて行列を減らすイメージ

flowchart LR A[お客様の注文] --> B[レジ1] A --> C[レジ2] A --> D[レジ3] B --> E[調理] C --> E D --> E E --> F[料理提供] note1((注釈: レジがサーバー、注文がリクエスト))

飲食店で一つのレジにお客様が集中すると、待ち時間が増えます。同様に、一つのサーバーにリクエストが集中すると遅延が発生します。レジを増やしてお客様を分散させるのがサーバー負荷分散の考え方です。

高速道路の料金所で複数レーンに車を分ける仕組み

flowchart LR A[車の列] --> B[料金所1] A --> C[料金所2] A --> D[料金所3] B --> E[出口] C --> E D --> E note1((注釈: 料金所がサーバー、車がリクエスト))

高速道路の料金所で一つのレーンだけ開いていると渋滞します。複数のレーンに車を分散させることでスムーズに通行できるのが、サーバー負荷分散と同じ発想です。

サーバー負荷分散はどのように考案されたのか

インターネットの普及により、同時アクセス数が急増したことで、1台のサーバーでは処理しきれない課題が顕在化しました。その結果、1990年代に負荷分散技術が登場し、商用サービスの安定運用を支える仕組みとして発展しました。

flowchart TD A[インターネット普及] --> B[アクセス急増] B --> C[サーバーダウン発生] C --> D[負荷分散技術の必要性] D --> E[複数サーバー導入] note1((注釈: 複数サーバーで安定運用))

考案した人の紹介

サーバー負荷分散の概念は、Anil Singhal氏とBipin Patel氏によって1996年に考案されました。彼らはインターネットトラフィックの増加によるサーバーダウン問題を解決するため、ロードバランサーの製品F5 BIG-IPを開発し、商用化しました。

考案された背景

1990年代後半、インターネット利用者の急増とECサイトの台頭が進み、サーバーダウンによる損失が深刻化しました。これを背景に、企業は複数サーバーでの負荷分散導入を急速に進めました。

サーバー負荷分散を学ぶ上でつまづくポイント

多くの人が「どのタイミングでどのサーバーに振り分けるのか」で混乱します。特に、ラウンドロビン方式、IPハッシュ方式といった振り分けアルゴリズムの違いが理解しづらい要因です。それぞれの方式は、リクエスト元やタイミングに応じて異なるので混乱しやすいですが、一つ一つの仕組みを図で確認すると理解が進みます。

サーバー負荷分散の構造

サーバー負荷分散は、ロードバランサー（負荷分散装置）がクライアントのリクエストを受け取り、複数のバックエンドサーバーに適切に振り分ける仕組みです。振り分けはアルゴリズム（ラウンドロビンや最小接続数など）に基づき行われ、サーバーの過負荷を防ぎます。

flowchart LR A[クライアントリクエスト] --> B[ロードバランサー] B --> C[サーバー1] B --> D[サーバー2] B --> E[サーバー3] C --> F[レスポンス] D --> F E --> F note1((注釈: ロードバランサーが振り分け制御))

サーバー負荷分散を利用する場面

サーバー負荷分散は、大規模なWebサービスやアクセスが集中するイベント時に活用されます。

利用するケース1

ECサイトの大規模セール開催時は、一斉にアクセスが集中します。この際、サーバー負荷分散を活用し、複数サーバーでリクエストを分散することで、購入処理やページ表示の遅延を防ぎます。ユーザー体験の維持と売上損失回避に貢献します。

flowchart TD A[セール開始] --> B[大量アクセス] B --> C[ロードバランサー稼働] C --> D[サーバー群で処理分散] D --> E[安定稼働] note1((注釈: サーバーダウンを防止))

利用するケース2

オンラインゲームでは、プレイヤー数の増減が激しく、負荷が変動します。サーバー負荷分散を導入することで、プレイヤーの接続先を均等に分散し、遅延やサーバー切断を防ぎ、快適なプレイ環境を提供します。

flowchart LR A[プレイヤー接続要求] --> B[ロードバランサー] B --> C[ゲームサーバー1] B --> D[ゲームサーバー2] B --> E[ゲームサーバー3] C --> F[プレイ環境安定] D --> F E --> F note1((注釈: 負荷の均等化で遅延防止))

さらに賢くなる豆知識

実は、クラウドサービスの多くもサーバー負荷分散を標準搭載しています。Amazon Web Services（AWS）のELBやGoogle CloudのLoad Balancingは、その一例です。これにより、小規模な企業でも容易に負荷分散環境を構築できます。

あわせてこれも押さえよう！

サーバー負荷分散の理解を深めるために、あわせて学びたい5つのサーバー関連用語を紹介します。

ロードバランサー

サーバー負荷分散の中核装置で、リクエストを各サーバーに振り分けます。

DNSラウンドロビン

ドメイン名に複数IPアドレスを設定し、順番に応答する負荷分散手法です。

CDN（コンテンツデリバリーネットワーク）

コンテンツを地理的に分散したサーバーで提供し、遅延を最小限に抑えます。

冗長構成

サーバーを二重化・多重化し、障害発生時もサービスを継続可能にします。

仮想サーバー

物理サーバー上に複数の仮想環境を構築し、柔軟なリソース配分ができます。

まとめ

サーバー負荷分散を理解することで、サービスの安定運用やユーザー体験向上につながります。仕事でのWebサービス設計や、インフラ管理に役立つ知識となります。効率的なシステム運用の第一歩として、ぜひ習得してください。