web-ap-db 3層構造のネットワーク図に関して

Question

実現したいこと

よくシステム構成としてwebサーバ-apサーバ-DBサーバの3層構造について、クライアントからwebサーバへのリクエストとwebサーバからapサーバへの通信をロードバランサーを経由して通信する構成について知りたいです。
。　　　　クライアント
。　　　　　　　l
。　　　ロードバランサー1
。　　　　　l 。。。。 l
。　　　web1。。。web2
。　　　　　　　 l
。　　　ロードバランサー2
。　　　　　l。。。。。l
。　　　web1。。。。web2
。　　　　　　　l
。　　　　　DBサーバ 　

発生している問題・分からないこと

以下構成は技術的に可能なのでしょうか。
①
。　　　　　クライアント
。　　　　　　　　l
。　　　　ロードバランサー
。　　　　　　　　l
。　ーーーーーーーーーーーーーーーー
。　l。。。l。。。l。。。l。。。l
。web1。web2。ap1。ap2。DB

ひとつのロードバランサーでクライアント→webの負荷分散、web→apの負荷分散は可能でしょうか。
また、全て同じネットワーク帯できちんとweb→ap→dbの通信はされるのでしょうか。

②
。　　　　　　　クライアント
。　　　　　　　　　　l
。　　　ーーーーーーーーーーーーー
。　　　l。。。。。。。l。。。。。。l
。　　LB1。。。。。。LB2。。。。DB
。　l。。。l。。。。l。。。。l
。web1。web2。。ap1。。ap2

①と同じ型になるかと思いますが、3層構造の場合、
直列に繋ぐ以外にネットワーク帯を分け、ルーターにルーティングを施すなどでwebからの通信はap、apからの通信はdbと指定する必要があり、同ネットワーク帯でそれぞれの通信をロードバランサー(LB)でことは可能なのでしょうか。

構成上、技術的に不可能なのでしょうか。

該当のソースコード

特になし

試したこと・調べたこと

• teratailやGoogle等で検索した
• ソースコードを自分なりに変更した
• 知人に聞いた
• その他

上記の詳細・結果

web,ap,dbの3層構造として例と挙げられているのは直列繋ぎ(アドレス帯は異なる？）でサーバが並列に構成されている例が一旦見当たらなかったので技術的に無理なのかと思っていますが、なぜ無理なのかが不明のためご教授いただければと思います。

追加確認項目
web-ap-db と一本の線で繋がっていますが、webサーバがdbサーバと疎通をとるのにapサーバを経由しないといけないということでしょうか。

補足

特になし

Answer 1

webアプリの3層構造というのはあくまでも概念的なモノなので、物理構成に
しても論理構成にしても、ネットワークの組み方は(ほとんど)自由です。
(結果としてweb->ap->DBの通信ができれば良いです。)

ただし一般的には、インターネット側から直接殴られる位置にapサーバや
DBサーバを置くことは無いので、質問にある構成(意味が不明瞭ですが
VLANとか無いと仮定すると)のような見た目になることはほぼ確実にありません。
特にDBサーバは大切に奥の方に隠しておくモノです。

webとapの両方を1台のロードバランサで兼用する構成は、私は見たことが
ありませんが、ロードバランサの仕様によってはできるかもしれません。
(仕様的にできたとしても、あんまりやらないと思いますけど。)

(1-1) 先のLBの仕様とか絵で書き切れていない情報を補完してあげれば
「技術的に可能」だと思います。(でもたぶん誰もやらないと思います。)
(1-2) 「全て同じネットワーク帯～通信」はロードバランサの仕様に
よりますが、特に不可能な理由は思いつきません。
(それぞれ自分の通信先のIPアドレスを知っていればいいだけなので。)

(2-1) 構成図だけ見ると、web->apとか、ap->DBの経路がLBを(逆方向に)
くぐっているので、LBの仕様によってはできるかもしれませんが、
一般的にはこういった絵は描かないと思います。

「並列」っぽく見える構成図を書くことは「無理」ではありません。
繰り返しますが、3層構造は概念的なモノなので、構成図として「並列」に
見えても、通信経路としては必ず「直列」になっています。
世の中の構成図が「直列」で描いてあるのは、あえて誤解を招くような
「並列」の絵を描きたくないとか、実際の構成も「直列」にすることが
ほとんどなので、そうなっていると思われます。

(追加確認項目)
webサーバはDBサーバと通信しません。
「DBサーバと疎通」とか「apサーバを経由」という表現は「通信経路として
素通り」をイメージしているように聞こえますが、実際にはwebサーバの
リクエストを受けてapサーバでアプリケーションが動いて、
そのアプリケーションの中でDBサーバにアクセスしています。
「素通り」することはありません。

蛇足ですが、(1)と(2)を「同じ型」と認識しているあたりから、
ネットワーク関係の基礎的な知識がかなり足りていないと思いますので、
遠回りでも一般的な話を身につけてから再度検討し直した方が良いかと
思われます。
(たぶん違うと思いますが、業務でインフラを担当されているという話で
あれば、外注さんに丸投げしてください。)

Answer 2

F5社 BIG IP 2600 1台構成において、Webの負荷分散、かつAPの負荷分散を実現しました。
BIG IPではVLANが実装されているので、L3スイッチを構成してVLAN毎の負荷分散を行い実現しました。

おそらく、機能的には3式(Web、AP、DB)の負荷分散も可能かと思われますが、物理ポート数、3式の負荷を計算して機器を選定する必要があるかと思います。

物理アプライアンス/仮想アプライアンス、必要ポート数、機器に対する負荷等を検討して、導入予定のベンダに問い合わせしてみては如何でしょうか。