ロードバランサーの構築(dockerを例に)

以前から興味のあったロードバランサーをdockerで構築。

Contents

1 ロードバランサーとは?
2 実装

ロードバランサーとは?

定義

主にwebサーバーの処理を分散させる仕組みで、そのために処理を振り分けることをさします。

通常はリクエスト→webサーバーという流れですが、

ロードバランサーを入れるとリクエスト→ロードバランサー→webサーバー(通常は2台以上のことが多いです。)

のようになります。

メリット

負荷軽減

一般的には高負荷状態のシステムに対して組まれることが多く、サーバーを２台以上にすることで１台１台の負荷を軽減することができます。

可用性の向上

１台のサーバーがダウンしても、他のサーバーが生きていれば、システムが継続して稼働できるようになります。このような性質のことを可用性と呼びます。

拡張性の向上

サーバーを増やしたりすることでシステムの規模を拡張させることが容易になります。

デメリット

コスト増加

当たり前ですが、サーバーの数だけ、サーバー費用がかかります。またメンテナンスの手数も増えることになります。

実装上の変更が必要

複数のサーバーからアクセスすることになるので、特定のサーバーにしかないリソースへのアクセスをしている実装は変更する必要があります。

具体的にはセッションの保存に関してサーバーではなく、DBで保存するようにしましょう。また画像ファイルやその他、動的に生成させるファイルなどもサーバーにおかず、共通のサーバーかあるいはS3のようなクラウドサービスで管理する必要があります。

またGitで反映するときにも同時に反映できるようにスクリプトを組んだりする必要があります。

参考リンク

わわわIT用語辞典ロードバランサ (load balancer)

実装

例えばテストで実際にAWSやVPCを立てるのは面倒なので、dockerを使うのが一番お手軽だと思います。

https://github.com/umanari145/load_balancer

.
├── README.md
├── balancer
│   └── nginx.conf
├── docker
│   ├── web1
│   │   ├── Dockerfile
│   │   └── default.conf
│   └── web2
│       ├── Dockerfile
│       └── default.conf
├── docker-compose.yml
├── web1
│   └── index.html
└── web2
    └── index.html

├── README.md

├── balancer

│ └── nginx.conf

├── docker

│ ├── web1

│ │ ├── Dockerfile

│ │ └── default.conf

│ └── web2

│ ├── Dockerfile

│ └── default.conf

├── docker-compose.yml

├── web1

│ └── index.html

└── web2

└── index.html

docker-compose.yml

version: '3'

services:
  balancer:
    container_name: 'balancer'
    image: nginx
    volumes:
      - ./balancer/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
    ports:
      - 8080:80
    networks:
      - balancer

  web1:
    container_name: 'web1'
    build:
        context: "./docker/web1"
        dockerfile: "Dockerfile"
    volumes:
      - ./web1:/var/www/html
    ports:
      - 7000:80
    networks:
      - balancer

  web2:
    container_name: 'web2'
    build:
        context: "./docker/web2"
        dockerfile: "Dockerfile"
    volumes:
      - ./web2:/var/www/html
    ports:
      - 7001:80
    networks:
      - balancer

networks:
  balancer:
    driver: "bridge"

version: '3'

services:

balancer:

container_name: 'balancer'

image: nginx

volumes:

- ./balancer/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf

ports:

- 8080:80

networks:

- balancer

web1:

container_name: 'web1'

build:

context: "./docker/web1"

dockerfile: "Dockerfile"

volumes:

- ./web1:/var/www/html

ports:

- 7000:80

networks:

- balancer

web2:

container_name: 'web2'

build:

context: "./docker/web2"

dockerfile: "Dockerfile"

volumes:

- ./web2:/var/www/html

ports:

- 7001:80

networks:

- balancer

networks:

balancer:

driver: "bridge"

balancer/nginx.conf

実際に処理を振り分けるnginxの処理を記述します。

events {
    worker_connections  16;
}
http {
    upstream balancer.local {
        server web1;
        server web2;
    }

    server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://balancer.local;
        }
    }
}

events {

worker_connections 16;

}

http {

upstream balancer.local {

server web1;

server web2;

}

server {

listen 80;

location / {

proxy_pass http://balancer.local;

}

上記のような書き方だと処理が交互に分散されますが、2:1で振り分けるなど等分ではない振り分け方などもあります。

docker/web1/Dockerfile(web2も同様)

FROM nginx

COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

FROM nginx

COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

docker/web1/default.conf(web2も同様)

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    location / {
        root   /var/www/html;
        index  index.html index.htm;
    }

}

server {

listen 80;

server_name localhost;

location / {

root /var/www/html;

index index.html index.htm;

}

web1/index.html
(web2も同様ですが、テストでは均等にアクセスしているかを検証するために違う文字を入れるのもありです。)

<!DOCTYPE html>
<html>
    <body>
        <p>webserver1</p>
    </body>
</html>

<!DOCTYPE html>

<html>

<body>

<p>webserver1</p>

</body>

</html>

Docker でロードバランサ・アプリケーションサーバ・DBサーバの環境構築

Nginxのロードバランシング機能を使ってみよう！

実践編ーDockerを使ってnginxでリバースプロキシを立ててみる
(ロードバランサーではなくリバースプロキシですが、参考になりました。)