NGINXとマルチロケーションVPSでWebサイトをロードバランスする方法

地理的に異なる場所にある複数のVPSインスタンス間でWebサイトをロードバランシングすると、パフォーマンスを向上させ、待ち時間を短縮し、冗長性を高めることができます。NGINXをリバースプロキシとして使用することで、Webサイトやアプリケーションのコピーをホストするバックエンドサーバ間でトラフィックを分散できます。

このガイドでは、セットアップの手順を説明し、ベストプラクティスを紹介し、リバースプロキシに単一障害点をもたらすという一般的な落とし穴を、それを軽減するソリューションとともに取り上げます。

---

ステップ1：異なるリージョンにVPSサーバを配置する

例えば、ニューヨークに1台、フランクフルトに1台、シンガポールに1台といったように、複数の地域にVPSインスタンスを配置することから始めます。各VPSは以下のものを実行する必要があります：

• ウェブサイトまたはアプリケーションのコピー
• NGINX（ローカルのウェブサーバーとしても使用する場合）
• セットアップとメンテナンスのためのSSHアクセス

すべてのサーバーでコンテンツと設定が一貫していることを確認してください。

---

ステップ2: ロードバランサーとして動作するVPSのセットアップ

リバースプロキシおよびロードバランサーとして動作するVPSを1つ選択するか、この目的のために新しいVPSをプロビジョニングします。このサーバはバックエンドのVPSノードにトラフィックをルーティングします。

アップストリームグループを定義し、バックエンドノードへのリクエストをプロキシする基本的なNGINXリバースプロキシ設定を使用します。

以下は、プロキシ用のNGINX設定の例です。

http {
    upstream backend_servers {
        server vps1.example.com;
        server vps2.example.com;
        server vps3.example.com;
    }

    server {
        listen 80;

        location / {
            proxy_pass http://backend_servers;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

---

ステップ3：単一障害点への対処

問題点

NGINX リバースプロキシをホストしている VPS が単一障害点となります。このサーバがダウンすると、バックエンドサーバが稼動しているにもかかわらず、サイト全体が利用できなくなります。

解決方法

オプション1：フローティングIPによる高可用性

Keepalivedや VRRP付きPacemakerなどのツールを使用して、2つ以上のNGINXノード間にフローティングIPを作成します。1つのノードに障害が発生すると、IPは自動的に別のノードに切り替わります。

オプション2：DNSレベルのロードバランシング

複数のNGINXロードバランサーノードを実行し、ラウンドロビンDNSまたはGeoDNS（AWS Route 53、Cloudflare Load Balancingなど）を使用してトラフィックを分散します。

オプション3：エニーキャストIP（上級者向け）

BGPとエニーキャストを使用して、複数の地域から同じIPアドレスをアドバタイズします。トラフィックはユーザーの位置に基づいて最も近いノードに自動的にルーティングされます。

ヒントDNSベースの地理的ルーティングと可用性の高いNGINXプロキシを組み合わせることで、最高のカバレッジと回復力が得られます。

---

ステップ4：ヘルスチェックとフェイルオーバーロジック

NGINX Open Sourceはアクティブなヘルスチェックをネイティブではサポートしていませんが、接続エラーが発生すると障害が発生したノードへのルーティングを停止します。より高度なヘルスチェックには

• NGINX Plusを使用する
• または、cron + curl + config reloadsで外部監視とフェイルオーバーロジックを構築します。

---

ステップ 5: ドメインをロードバランサーに向ける

DNSレコードを更新して、NGINXリバースプロキシのIPアドレス（HAを使用している場合はフローティングIP）を指すようにします。複数のプロキシを使用する場合は、ロードバランシングまたはジオアウェア解決のためにDNSプロバイダを設定します。

---

オプション：地理位置を考慮したルーティング

NGINX 自体はジオロケーションベースのルーティングを処理しません：

• GeoDNS：ユーザーを最も近いサーバーにルーティングする DNS プロバイダーを使用します。
• エニーキャストIP：複数のデータセンターから同じIPを配布し、グローバルルーティングの最適化を可能にします。

ユーザーリクエスト | v +---------------------+ | GeoDNS / ロードアウェア | DNS ルーティングレイヤー | +---------------------+ | v +---------------------+ | 地域 NGINX プロキシ | (HA または Anycast IP) | +---------------------+ | v +---------------------+ | VPS バックエンドノード |

+---------------------+

最終的な考察

NGINXを使用して複数のVPSサーバー間でロードバランスをとることで、グローバルに拡張し、レイテンシを減らすことができます。しかし、覚えておいてください：リバースプロキシは可用性が高くなければなりません。

単一障害点を排除するには、DNSベースの負荷分散、フローティングIP、またはエニーキャスト・ネットワーキングを検討してください。慎重に計画を立てれば、マルチロケーションのVPSセットアップで、高速で耐障害性の高いパフォーマンスを大規模に提供することができます。

このガイドはウェブフロントエンドにのみ適しており、データベースへの接続や、高可用性のためにこれを分散させる問題や解決策についてはカバーしていません。これについては、また後日取り上げたいと思います。