プロキシとロードバランサー

ストーリー

「Webアプリにアクセスしてるけど、実はリクエストは直接アプリサーバーに届いてるわけじゃない」

「え？じゃあどこに届いてるんですか？」

「リバースプロキシだ。nginxがリクエストを受け取って、裏にいるアプリサーバーに転送してる。しかもアプリサーバーは複数台あって、ロードバランサーが振り分けてる」

「そんな複雑な構成になってたんですか...」

「これが本番環境の現実だ。この構成を理解しないと、トラブルの原因を見つけられないぞ」

プロキシとは

プロキシ（Proxy）は、クライアントとサーバーの間に入って通信を仲介するサーバーです。

フォワードプロキシ

クライアント側に配置。クライアントの代わりにリクエストを送信します。

クライアント → フォワードプロキシ → インターネット → Webサーバー

用途:
- アクセス制限（特定サイトのブロック）
- キャッシュ（同じコンテンツの高速配信）
- 匿名化（クライアントIPの隠蔽）

リバースプロキシ

サーバー側に配置。サーバーの代わりにリクエストを受け付けます。

クライアント → リバースプロキシ → アプリサーバー

用途:
- SSL終端（HTTPSの処理を代行）
- ロードバランシング（複数サーバーに振り分け）
- キャッシュ（静的コンテンツの高速配信）
- セキュリティ（アプリサーバーを直接公開しない）

nginx - リバースプロキシの定番

nginx（エンジンエックス）は、最もよく使われるリバースプロキシ/Webサーバーです。

基本的な構成例

# /etc/nginx/sites-available/default

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;   # アプリサーバーに転送
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

構成の読み方

SSL終端の例

server {
    listen 443 ssl;
    server_name example.com;

    ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;   # 裏側はHTTPでOK
    }
}

nginxがHTTPSを処理し、アプリサーバーにはHTTPで転送します。これをSSL終端（SSL Termination）と呼びます。

ロードバランサー

ロードバランサーは、複数のサーバーにリクエストを振り分ける仕組みです。

なぜ必要か

1台のサーバー:
  クライアント → [サーバー] ← 100%の負荷

3台のサーバー + ロードバランサー:
  クライアント → [LB] → [サーバー1] ← 約33%の負荷
                      → [サーバー2] ← 約33%の負荷
                      → [サーバー3] ← 約33%の負荷

振り分けアルゴリズム

nginxでのロードバランシング

upstream app_servers {
    server 192.168.1.101:3000;
    server 192.168.1.102:3000;
    server 192.168.1.103:3000;
}

server {
    listen 80;

    location / {
        proxy_pass http://app_servers;
    }
}

本番環境の典型的な構成

インターネット
    ↓
[CDN / WAF]              ← コンテンツ配信・攻撃防御
    ↓
[ロードバランサー]        ← リクエストの振り分け
    ↓         ↓
[Web/App 1] [Web/App 2]  ← アプリケーションサーバー
    ↓         ↓
[DBプライマリ] ← [DBレプリカ]  ← データベース

トラブルシューティングのポイント

障害がどの層で起きているかを切り分けることが重要です。

nginx のトラブルシューティング

設定のテスト

# 設定ファイルの構文チェック
sudo nginx -t

# 設定のリロード（サービス停止なし）
sudo nginx -s reload

ログの確認

# アクセスログ
tail -f /var/log/nginx/access.log

# エラーログ
tail -f /var/log/nginx/error.log

よくあるnginxエラー

まとめ

チェックリスト

• フォワードプロキシとリバースプロキシの違いを説明できる
• nginxの基本的な設定を読める
• ロードバランシングの振り分け方式を3つ言える
• 502/504エラーの原因を推測できる

次のステップへ

プロキシとロードバランサーの仕組みを理解しました。 次のセクションでは、これまで学んだ全てを使ったネットワーク障害対応の実践演習に挑戦します。

推定読了時間: 30分