アプリケーションへのトラフィックを効率的に負荷分散。Application Load Balancer をグラレコで解説

ALB の主な機能や特徴を、以下の項目に分けてご説明します。

• Elastic Load Balancing
• 高可用性
• DDoS 攻撃対策
• コンテンツベースのルーティング
• リスナーとターゲット
• 処理フロー
• 料金体系

それでは、項目ごとに詳しく見ていきましょう。

AWS では現在、4 種類のロードバランサーを提供しています。これらのロードバランサーを総称して、Elastic Load Balancing (以下、ELB) と呼びます。ここでは、ELB が提供するロードバランサーの種類と特徴を説明します。

4 種類のロードバランサーの機能と特徴は以下のとおりです。一般的なウェブサイトやウェブアプリケーションの負荷分散には主に ALB が利用されますが、高い負荷が予想される場合は NLB を利用するなど要件に応じて自由に選択できます。

• Classic Load Balancer (CLB)
  トランスポート層 (レイヤー 4) およびアプリケーション層 (レイヤー 7) で動作します。前世代のロードバランサーのため、古いアーキテクチャを利用するなど特別な理由がない限り ALB または NLB の利用が推奨されます。
• Application Load Balancer (ALB)
  アプリケーション層 (レイヤー 7) で動作し、HTTP または HTTPS トラフィックを負荷分散します。マイクロサービスやコンテナを含む、さまざまなアプリケーションに対してトラフィックのルーティング機能を提供します。
• Network Load Balancer (NLB)
  トランスポート層 (レイヤー 4) で動作し、TCP、UDP または TLS トラフィックの負荷分散に利用します。大規模なトラフィックを高速に負荷分散できます。
• Gateway Load Balancer (GLB)
  ネットワーク層 (レイヤー 3) で動作します。AWS 上で提供されるサードパーティのセキュリティ製品のデプロイ、スケール、管理を行います。GLB は、2019 年にサービスを開始した ELB が提供する最も新しいロードバランサーです。
  

ロードバランサーごとの機能や特徴について詳しくは、「製品の比較」をご覧ください。

AWS が提供するロードバランサーは、受信トラフィックを複数のアベイラビリティーゾーン (AZ) にある Amazon EC2 インスタンスに分散することで、月間 99.99% 以上の高可用性を実現できます。ユーザーからのアクセスを複数のターゲット (トラフィックの転送先) に自動で振り分けることで、トラフィックが急増 (スパイク) した場合でも安定したシステムの稼働が可能になります。

また、物理的に離れた AZ にターゲットを分散することで、特定の AZ で災害などの障害が発生した場合でも、残りのターゲットに負荷を分散することで、サービスを停止することなくアプリケーションの稼働を継続することが可能です。

ELB のルーティングアルゴリズムについて詳しくは、「ルーティングアルゴリズム」をご覧ください。

ウェブアプリケーションは、常にさまざまな外部からの脅威にさらされています。そのため、アプリケーションを構成するインフラは、あらかじめあらゆる種類の攻撃に備えておく必要があります。

ロードバランサーの重要な役割の一つは、サーバーへの過剰なアクセスを的確に分散させることで、DDoS 攻撃に代表される物量的なアクセス攻撃に対する耐久性を提供することです。

その他 DDoS 攻撃に対して耐久性を持つアーキテクチャについて詳しくは、ホワイトペーパー「AWS Best Practices for DDoS Resiliency (英語のみ)」をご覧ください。

ALB では、パスやホスト名などリクエスト URL に基づくルーティング以外にも、さまざまなリスナールールの条件を指定できます。また、HTTP メソッドベースおよび IP アドレスベースのルーティング以外の条件では、ワイルドカード (* と ?) を使った値を使用できます。

ALB が提供するリスナールールについて詳しくは、「ルールの条件のタイプ」をご覧ください。

ALB のターゲットグループについて詳しくは、「Application Load Balancer のターゲットグループ」をご覧ください。

上記のとおり ALB の主なコンポーネントは、リスナー、リスナールール、ターゲット、ターゲットグループの 4 つで構成されています。各コンポーネントの役割は以下のとおりです。

2018 年 11 月以降、EC2 インスタンスや IP アドレスに加えて、Lambda 関数を ALB のターゲットとして選択できるようになりました。これにより、ALB へのトラフィックをトリガーにして直接 Lambda 関数を実行できます。また、ALB のコンテンツベースのルーティング機能を使って、リクエストの内容に応じて複数の Lambda 関数にトラフィックを振り分けることができるため、複雑なサーバーレスアプリケーションを簡単に構築できるようになります。

ALB のターゲットとして Lambda 関数を登録する方法について詳しくは、「ターゲットとしての Lambda 関数」をご覧ください。

ALB では、HTTP と HTTPS の 2 つのプロトコルをサポートしています。HTTPS リスナーを使用する場合は、ロードバランサーに SSL/TLS サーバー証明書を少なくとも 1 つデプロイする必要があります。SSL/TLS サーバー証明書は、AWS Certificate Manager(ACM) で作成できるほか、AWS Identity and Access Management (IAM) にアップロードした証明書や独自の証明書をインポートして利用することもできます。

また、ALB は Server Name Indication (SNI) をサポートしており、複数の SSL/TLS サーバー証明書を 1 台のロードバランサーに紐付けることが可能です。SNI を利用することで、ドメインごとに異なるサーバー証明書をデプロイできるため、単一のサーバーで複数のドメインを含むアプリケーションであっても、簡単にセキュアな HTTPS 通信を導入することができます。

ALB にデプロイする SSL/TLS サーバー証明書について詳しくは、「SSL 証明書」をご覧ください。

これまでに紹介した ALB の各種機能をもとに、ALB がクライアントからのリクエストを受け取った後の一連の処理フローを見ていきます。

ALB のリスナールールについて詳しくは、「Application Load Balancer のリスナールール」をご覧ください。

ALB を含む ELB の利用料金について詳しくは、「Elastic Load Balancing 料金表」をご覧ください。

最後に、本記事で紹介した機能の全体図を見てみましょう。