L4ロードバランシングの必要性とは

Question

普段あまりアクセスや処理が多くないシステムを運用しているため、ロードバランシングに関しては全く素人です。ですがジョジョに規模が大きくなりつつあるため、今のうちに予習予行練習しておきたいと考えています。

---

ロードバランサとしてはHTTPのL7スイッチでは、nginxなどがあるかと思います。

例えばguincornとnginxでアプリケーションを運用する場合にロードバランスする場合、
3つのサーバインスタンスにそれぞれ、nginx1, gunicorn2 というようにすることでアプリケーションのロジック処理等の負担を半減できるように思います。

例)
インスタンス1 (199.10.20.1) : nginx(ロードバランサ)
インスタンス2 (175.55.19.5) : nginx(リバースプロキシ) >> gunicorn
インスタンス3 (188.56.23.9) : nginx(リバースプロキシ) >>gunicorn

nginxの設定としては、

http {
    upstream ap {
        server 175.55.19.5;
        server 188.56.23.9;
    }
    server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://ap;
        }
    }
}

これでL7上でのロードバランスができていると思います。

この構成の下に更にL4レベルのロードバランサ(L4スイッチ)が入るとどのような良いことがあるのでしょうか?
この例ですと、ロードバランサとして使用しているnginxすらも2つ(以上)にしてしまうということだと思うのですが...

結局処理に時間のかかるアプリケーションのロジックを処理するアプリケーションサーバを別々のインスタンスで処理することさえすれば問題無いように感じます。
もしあまり寄与度が無いようであればさらっとだけ学習しようと思います。

何かご意見等お聞きできましたら幸いです。

-- 追
今気づいたのですが、L4スイッチは物理機器のようなので使用する場合には
各L7ロードバランスのあるマシンが物理的に配線できる距離にないといけないということでしたら
かなりのマイナスポイントになります...

Answer 1

ご意見とのことなので...

一般的にはL7を前段において負荷分散するのが主な利用用途なのではないかと思っています。
(Web向けの場合は。)

L7は何かというと、ご存知の通りlayer 7 で動作しますので、
HTTP/HTTPS で利用されますね。

逆に、L4はlayer 4 で動作しますので、
TCP/UDP あたりで動作するのではないかと思います。

この辺りからも、そもそも併用するのではなく、用途が違うことが想像できるかと思います。
(併用することは、不可能ではないかもしれませんが...)

HTTP/HTTPS 以外で 負荷分散したい場合は、L4を採用するのがよいのではないでしょうか。

間違ったことを書いていたら、ご容赦ください。

Comments

[akiyama_pga]

ご指導ありがとうございます。
おっしゃります通り、その用途が全く別のものでした。

L7が主にHTTP/Sプロトコル内でのスイッチを行うのに対し、
L4はポート等(echo, DNS, http...)によりスイッチするもの

つまり、HTTP上のみ(同一ポート)でロードバランスする用途においてL4スイッチは全く意味をなさない...
ということがわかりました。

もし、今後HTTP以外のサービスも同IP上で行う場合には、L7に行く前のL4上でそもそもスイッチしてやる
(サービスによりサーバマシンを振り分ける)ために
L4スイッチを活用したいと思います。

もしL4ロードバランスをする場合、構成としては以下のような形になる理解でよろしいでしょうか?

アクセス-->188.88.88.88: 80(L4ロードバランサ) => 202.36.65.11: 80 (HTTP用サーバマシン)
アクセス-->188.88.88.88: 53(L4ロードバランサ) => 177.55.26.22: 53 (DNS用サーバマシン)

[TakaseHiromichi]

はい、L4についてはご提示いただいた構成も可能かと思います。
(そもそも、用途が違う時点でドメインも異なるものをふる可能性が高いと思いますので、
上述の構成になることはほとんどないかと思いますが...)

[akiyama_pga]

ありがとうございます。
確かに実際にL4レベルでロードバランスする話がそこまで巷に無いのはそのような理由なのだと実感しました。
しかし、よい勉強になりました。
お付き合い頂きありがとうございました。