負荷分散において、NginxとLVS(Linux Virtual Server)の違いがよくわかりません。

Question

負荷分散において、NginxとLVS(Linux Virtual Server)の違いを教えていただきたいです。

調べたところNginxはOSIの第7層でHTTPベース、ユーザー空間で機能し、 Virtual ServerはOSIの第4層、カーネル空間で機能するという情報が出てきました。

機能する階層が異なることで具体的にどのような仕組みの違いが生まれるのでしょうか。。

以上、お分かりになる方がいらっしゃいましたら、よろしくお願いいたします。

Answer 1

OSI の階層の違い、ユーザー空間/カーネル空間の違いがあるというのは正しいのですが、LVS が L4 までしか扱えないので、L7 を扱うにはユーザー空間でプログラムを動かす必要があるね、という制約・事情からくるものであって、結果として違いが生じているのだと思います。
その違いがあるから仕組みが違うということではなく、プログラムの実装によります。

Nginx と LVS の違いでいうと、Nginx は「リバースプロキシ」型、LVS は「パケット転送」型です。
※「リバースプロキシ」型 vs 「ロードバランサー」型と言われることもありますが、「ロードバランサー」だと広義で負荷分散全般を指すこともあるので、あえて用語を考えてみました。

Nginx の場合

Nginx の「リバースプロキシ」の機能の場合、クライアント - Nginx 間の通信と、Nginx - Webサーバー間の通信はそれぞれ別の通信となります。

(例)
    Client <-(HTTPS)-> Nginx <-(HTTP)-> Web Server 1
                             <-(HTTP)-> Web Server 2

Webサーバーから見た接続元は Nginx です。
それぞれ別の通信なので、プロキシでプロトコルを変換(上記例では TLS あり/なしを変換)することや、中身を変更(HTTPヘッダを付加/削除など)することもあります。

LVS の場合

LVS は、クライアントから届いた IPパケットをバックエンドサーバーに転送します。
LVS-DR はそのまま転送、LVS-NAT は宛先IPアドレスを変換(DNAT)して転送します。

参考: 7. LVS: LVS-DR (ASCII の図があります)

送信元IPアドレスは変換しないので、バックエンドサーバーから見た接続元はクライアントです。
LVS はクライアントとバックエンドサーバーの IPパケットを中継しているだけで、プロトコルを変換したり、中身を変更することはしません。

その他

L7 だからすべてリバースプロキシ型かというと、そうではなく、UltraMonkey-L7 などパケット転送型もあるようです。
また、L4 でリバースプロキシ型を使うこともあります(Nginx stream モジュール、inet/xinet など)。

Comments

[takashi31]

よくわかりました！ありがとうございます。