# ロードバランサーの役割と仕組み：初心者向けガイド
インターネットや企業のネットワーク環境において、安定したサービス提供は非常に重要です。特に、Webサイトやオンラインサービスなど、多数のユーザーが同時にアクセスするシステムでは、サーバーの負荷分散が欠かせません。そこで活躍するのが「ロードバランサー」です。本記事では、通信・サーバー分野の初心者向けにロードバランサーの役割と仕組みについてわかりやすく解説します。
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## 1. ロードバランサーとは何か？
ロードバランサー（Load Balancer）は、複数のサーバーに対して処理要求を分散させるための装置やソフトウェアのことを指します。日本語では「負荷分散装置」や「負荷分散装置」と呼ばれることもあります。
例えば、1台のサーバーに大量のアクセスが集中すると、そのサーバーが過負荷状態になり、処理が遅延したり、最悪の場合は障害が発生してサービスが停止してしまいます。ロードバランサーは、こうした問題を防ぐために複数台のサーバーにアクセスを振り分け、負荷を均等にする役割を持っています。
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## 2. ロードバランサーの主な役割
### 2-1. 負荷の分散
最も基本的な役割は「負荷の分散」です。ユーザーからのリクエストを複数のサーバーに適切に割り振り、どのサーバーにも過大な負荷がかからないようにします。これにより、システム全体のパフォーマンスが向上し、安定したサービス提供が可能になります。
### 2-2. 可用性の向上
ロードバランサーはサーバーの状態を監視し、故障や障害が発生したサーバーへのリクエストを自動的に停止します。これにより、障害が発生してもサービス全体が停止せず、ユーザーへの影響を最小限に抑えられます。
### 2-3. スケーラビリティの実現
ユーザー数が増加しても、サーバーを追加することで対応可能です。ロードバランサーは新しく追加されたサーバーにも自動的にリクエストを振り分けるため、システムの拡張が容易になります。
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## 3. ロードバランサーの仕組み
ロードバランサーは「フロントエンド」としてユーザーからのリクエストを受け取り、適切なバックエンドサーバーに転送します。ここで重要なポイントは、どのようにリクエストを振り分けるかという「負荷分散アルゴリズム」です。
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## 4. 代表的な負荷分散アルゴリズム
### 4-1. ラウンドロビン方式
最もシンプルな方法で、順番にリクエストを割り当てる方式です。例えば、サーバーA、B、Cがある場合、1つ目のリクエストはA、2つ目はB、3つ目はC、4つ目は再びAに割り当てる、といった流れです。公平に負荷を分散できますが、サーバーの性能差を考慮しません。
### 4-2. 重み付きラウンドロビン方式
サーバーの性能に応じて「重み」を設定し、その重みに基づいてリクエストを振り分けます。性能の高いサーバーにはより多くのリクエストが割り当てられます。
### 4-3. 最小コネクション方式
現在接続中のユーザー数が最も少ないサーバーにリクエストを送る方式です。リアルタイムの負荷状況を考慮するため、より効率的な負荷分散が可能です。
### 4-4. IPハッシュ方式
ユーザーのIPアドレスに基づいて、同じユーザーからのリクエストを同じサーバーに割り当てる方式です。セッションの一貫性が求められる場合に有効です。
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## 5. ロードバランサーの種類
### 5-1. ハードウェア型ロードバランサー
専用機器として提供されるロードバランサーです。高性能で大規模な環境に向いていますが、コストが高いのが特徴です。
### 5-2. ソフトウェア型ロードバランサー
サーバー上で動作するソフトウェアとして提供されます。安価で柔軟性が高く、小規模から中規模の環境でよく利用されます。代表的な製品に「HAProxy」や「Nginx」があります。
### 5-3. クラウド型ロードバランサー
AWSのElastic Load Balancing（ELB）やMicrosoft AzureのAzure Load Balancerなど、クラウドサービスとして提供されるロードバランサーです。クラウド環境に最適化されており、簡単にスケール可能です。
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## 6. ロードバランサー導入時の注意点
### 6-1. セッションの管理
Webアプリケーションによっては、ユーザーの状態（セッション情報）をサーバー側で管理している場合があります。この場合、同じユーザーのリクエストが異なるサーバーに振り分けられると、セッション情報が引き継がれずに問題が起きることがあります。これを防ぐため、セッションの「スティッキーセッション（セッションアフィニティ）」機能を利用することがあります。
### 6-2. ヘルスチェックの設定
ロードバランサーはサーバーの正常性を確認するために、定期的にヘルスチェックを行います。適切なヘルスチェックを設定することで、障害発生時に素早く切り離し、サービスの安定性を保てます。
### 6-3. セキュリティ対策
ロードバランサーはインターネットからの入口となるため、セキュリティ対策も重要です。SSL/TLSの終端処理や、DDoS攻撃への対策機能を持つ製品もあります。
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## 7. まとめ
ロードバランサーは、複数のサーバーに負荷を分散することで、システムのパフォーマンス向上、可用性の確保、スケーラビリティの実現に欠かせない重要な存在です。負荷分散アルゴリズムや種類を理解し、自社の環境やニーズに合ったロードバランサーを選択・導入することが、安定したサービス提供の第一歩となります。
今後、インターネットサービスを運用する際には、ぜひロードバランサーの仕組みと役割を知り、効果的に活用してください。
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以上が、ロードバランサーの役割と仕組みについての初心者向け解説です。ご質問や詳細な導入方法についてもお気軽にお問い合わせください。