ロードバランサー

高速道路の料金所で、精算窓口が1つしか開いていなかったらどうなるでしょうか。お盆や年末年始の帰省ラッシュのように車が延々と詰まって、道路全体が大渋滞になってしまいますよね。でも窓口を10か所に増やして、入口の誘導員が空いている窓口へ車をどんどん振り分ければ、車はスイスイ流れていきます。

インターネットの世界もまったく同じです。人気アーティストのライブチケットの先行販売や、大学の履修登録の日には、何十万人もの人が同時にウェブサイトへアクセスします。このとき、リクエストを処理するコンピューター(サーバー)が1台だけだと、押し寄せる仕事をさばききれず過負荷になって、画面が真っ白のまま固まってしまいます。

そこで大きなサービスは、同じ仕事をこなすコンピューターを何台も並べて用意しておきます。そしてそのコンピューターたちのすぐ手前に、ロードバランサーを置きます。ロードバランサーは日本語では「負荷分散装置」と呼ばれます。アクセスしてきた人たちを、手の空いているコンピューターへアクセス量をまんべんなく分けて送り、どの1台にも負荷が偏らないようにしてくれる、大切な装置です。

ロードバランサーがお客さんを振り分けるときは、いくつかの賢い分配ルール(アルゴリズム)を使います。いちばんシンプルな方法は、1番サーバー、2番サーバー、3番サーバーというように、順番にお客さんを1人ずつ送っていく方式です。ぐるぐる回るという意味で「ラウンドロビン」と呼ばれます。

ただ、お客さんが頼む仕事の重さは人それぞれです。短い文章を1つ読んですぐ帰る人もいれば、容量の大きい動画をダウンロードして、コンピューターを長いあいだ占領する人もいます。そこで、今つながっているお客さんがいちばん少ないコンピューターをリアルタイムで探して、新しいお客さんを送る方式もよく使われています。

さらに、用意したコンピューターの性能がそれぞれ違うこともあります。最新型のコンピューターには仕事を3つずつたっぷり送り、旧型には1つずつだけ送る、といったこともできます。このように状況に応じて、サーバーの余裕の度合いに合わせて、いちばん効率のよい道へお客さんを案内します。

もう少し正確に言うと、ロードバランサーは仕事を分けるだけではありません。働いているコンピューターが正常に動いているかどうかを、数秒から数十秒おきに信号を送って確かめる「ヘルスチェック(状態確認)」という機能も、あわせて担っています。

もし何台かのうち1台が突然故障して止まったら、どうなるでしょうか。ロードバランサーは、何回か続けて応答がないコンピューターを見つけると、そのコンピューターへはもうお客さんを送りません。きちんと動いている正常なコンピューターだけに、お客さんを回します。こうして故障したサーバーを自動的に外してくれる、頼もしい防御壁の役割を果たします。

おかげで、コンピューターが数台突然故障しても、ほとんどのユーザーは故障に気づかないままサービスを使い続けられます。また、アクセスが爆発的に増えて後ろに新しいサーバーをつなぎ足しても、ロードバランサーが新しいコンピューターにもお客さんを振り分けてくれるので、サービスの拡張がとても簡単になります。