WEBサーバをAPサーバで置き換えることはできるのでしょうか

Question

3層構造のWEBアプリケーションではWEBサーバ、APサーバ、DBサーバで構成されるようですが
Apache、NginxによるWEBサーバをAPサーバに置き換えて
APサーバ（静的コンテンツを返す）、APサーバ（アプリケーションを実行する）、DBサーバ
のようにすることもできると思います。この構成のデメリットは何でしょうか
APサーバでは大量のアクセスをさばききれない、Apache、Nginxが静的コンテンツを返すのに特化しているからでしょうか

Comments

[maisumakun]

「APサーバ（静的コンテンツを返す）」と「WEBサーバ」の違いは何でしょうか？

[maikeru]

「APサーバ（静的コンテンツを返す）」はnode.jsやgolangなどサーバサイドで利用される言語でhtml/cssファイルを返すプログラムで「WEBサーバ」はApache、Nginxなどという意味でした

[AbeTakashi]

置き換えるという意味がちょっと不明というか、両者ともほぼ同じことを言っている気もします。例えばnginx + php-fpm + MySQLであれば、nginxはWEBサーバでもあり、APサーバ（静的コンテンツを返す）.であるとも言えます（httpプロトコルを使ってることが明確か、そうでないかの違いくらい）。WEBサーバ、APサーバの定義や範囲がそれほど明確ではないので、もし具体的な構成によるメリット・デメリットを聞きたいのなら、後者の二つのAPサーバは具体的に何を指すかを示した方がいいと思います。

ちなみに過去に同じような質問もあります
https://teratail.com/questions/29400

[maikeru]

Nginxを使用せずphp-fpm + MySQLではだめなのかが気になりました
nginx + php-fpm + MySQLではnginxが静的コンテンツを返すと思うのですがnginx使わずにphp-fpmでもできますよね？

[maisumakun]

> nginx使わずにphp-fpmでもできますよね？

できません。php-fpmはHTTPに応答できないので、単体でWebサーバとしては使えません。

Answer 1

APサーバ（静的コンテンツを返す）、APサーバ（アプリケーションを実行する）、DBサーバのようにすることもできると思います。この構成のデメリットは何でしょうか

絶対的にこうだ、というものではないと思います。
そもそも、WEBサーバ、APサーバの区分けは相対的なものです。たとえば、Railsのアプリで、以下の構成だとApacheはWEBサーバです。

Apache(REeverse Proxy=WEBサーバ) - Puma（APサーバ） - MySQL(DBサーバ)

以下の構成だとApacheはAPサーバです。

Nginx(WEBサーバ) - Apache+mod_passenger（APサーバ） - MySQL(DBサーバ)

後者だと、Nginxはなくても問題ないわけですが、Nginxがキャッシュサーバとしての性能が優れているので、ウェブサイトとしての性能が向上することを期待してNginxを配置するわけです。

しかし、であれば、下記の構成でよいのではないかという話も出てきて、こちらが最近の主流かと思います。

Nginx(REeverse Proxy=WEBサーバ) - Puma（APサーバ） - MySQL(DBサーバ)

さて、上記の構成でNginxを取り除くことは可能でしょうか。PumaはHTTPSに対応しているので、一応以下の構成でも動きます。

Puma（WEBサーバ 兼 APサーバ） - MySQL(DBサーバ)

ところが、この構成だと、2つの問題があります。まず、WEBサーバの性能がNginxほどではないということ。次にセキュリティの問題があります。
上記の構成で80/TCPなり443/TCPなりで待ち受けするには、Pumaをroot権限で動かさなければなりません。

参考: [rails5 + puma]一般ユーザで443ポートのpumaを起動できない

そうすると、万一Railsのアプリケーションに脆弱性があった場合に、サーバのroot権限が奪取されることになります。この問題はApache Tomcat等でも現実に存在します。なので、仮にPumaやTomcatでHTTPSで待ち受ける場合には、Pumaを一般権限で動かして3000ポート等で待ち受けておき、ルータやiptablesなどで443等に振り向けてやります。ApacheやNginxの場合はいったんはroot権限で起動した後一般ユーザの権限で動作するのでこの問題は緩和されてます。

また、一部のPumaの脆弱性は前段にNginxをたてることで緩和されます。

JVNDB-2020-002385 - JVN iPedia - 脆弱性対策情報データベース

まとめると、3層構造のアプリケーションには性能やセキュリティ面でのメリットがある 場合があります が、構成にもよるため、個別の検討が重要ということです。

Answer 2

nginx使わずにphp-fpmでもできますよね？

に関してだけ答えます。

参考）
https://www.php.net/manual/ja/features.commandline.webserver.php

上記のリンクを読んで頂くと分かると思いますが、PHPのビルドインサーバーにはかなりの制限があります。他の言語でも同じようなことがあると思います。餅は餅屋で、ということだと思います。

追記）
maisumakunさんが回答してくれていますが、php-fpmだけではできないです（できるかもと思って軽く調べてみた限りで）。FastCGI Process Managerとしての機能しかありません。PHPをWEBサーバとして利用する場合にはApacheやnginxの力を借りるか、ビルドインサーバを使うかになると思いますので、上記のような答えになります。他の言語でも事情は同じような感じかと思います（Javaとかは微妙に違うかもしれませんが）

Comments

[maisumakun]

> 他の言語でも事情は同じような感じかと思います（Javaとかは微妙に違うかもしれませんが）

Go、Node.js、RubyのPumaなど、APサーバ自体がHTTPで動く、という例もあまり珍しいものではないです。