Linux Virtual Server（LVS）は、レイヤ4スイッチングを利用して、Webサーバーやメールサーバーなどのネットワーク・サー    ビスの負荷分散を可能にします。 これは非常に高速で、これらのサービスは、数万から数十万もの同時接続にまで拡張してサー    ビスを提供できるようになります。 HANBIROで運用中のクラスタ形態は多様な種類がありますが、代表的な形態は次の3種類です。

1) ロードバランシング (一般的なクラスタ形態) 最も多く使われているクラスタ形態であり、1台のロードバランスサーバーが複数のクラスタサーバーにクライアントの要求を分散させる形態です。ロードバランサー（アクティブサーバー）が障害を起すとクラスタリングされたロードバランサー（スタンバイサーバー）が稼動してロードバランシングを行います。

1台のロードバランサーがクライアントの要求を複数のリアルサーバーへ分散

2) High Availability and ロードバランシング (高可用性ロードバランサー) 2台のロードバランスサーバーがアクティブとスタンバイの役目を持つ Failover 形態システムです。アクティブサーバーがロードバランサーを起動中に障害が発生しますとスタンバイサーバーが稼動してロードバランシングを行います。 アクティブサーバーが復旧次第、スタンバイサーバーはまた待機状態に戻ります。最も安定した構成です。

2台のロードバランスサーバーの中でアクティブサーバーがクライアントの要求を複数のリアルサーバーへ分散させます。 スタンバイサーバーは常時アクティブサーバーの障害に備えます。 アクティブサーバーが復旧されればスタンバイサーバーはまた待機状態に戻ります。 クラスタサーバーのOSはWindowsサーバーでも使用可能です。

3) ロードバランシング (クラスタサーバーがロードバランサーを兼ねる形態のシステム) クラスタリングされた2台のリアルサーバーがロードバランサー機能を兼ねるクラスタ形態のシステムです。 ロードバランスサーバーを別途設置しないためコスト面で割安ですが、リアルサーバーがLinuxプラットフォームに限定される短所があり中小型サービスに適しています 。

2台のリアルサーバーが Failover 機能を持つロードバランスサーバーの役目を兼備 リアルサーバー1(アクティブロードバランスサーバー)に障害が発生した場合、リアルサーバー2(スタンバイロードバランス   サーバー)がロードバランシングを稼動、リアルサーバー1(アクティブロードバランサーサーバー)はクラスタ群から自動的に   除外されます。

クラスタサーバー間のデータは同期化されなければなりません。 HANBIROでは下記の４つの方法でサポートします。

1) データ 同期化( Data Synchronization) 簡単な仕組みにより、一定間隔でクラスタサーバー間の自動同期化を行う構成です。

データの量が少なく、アップデートの資料も少ないコンテンツの場合有用です。

2) データ同時アップロード HANBIROが開発して提供するソフトを活用し、クラスタサーバーのデータを同時にアップロードする方式です。

サーバー上のプログラムにより自動変更されるデータがある場合、1の方式(データ 同期化)で行います。

3) データサーバー データをクラスタサーバーから外し、単独運用します。

データサーバーをクラスタサーバーのマウントで活用します。 データサーバー二重化或いは同期化でFail Overシステムを構成します。 データサーバーがＦａｉｌの状態時、スタンバイサーバーを自動マウントして稼動を継続します。 データの量が2TeraByte以下の場合有用です。

4) ストレージ型データサーバー データの量が3TeraByte以上に及ぶ場合、必ずストレージサーバーシステムで構成しなければなりません。

大容量のデータを一般のサーバーで構成した場合、ファイルシステムを破壊してデータを喪失するケースもありますので、並列    ファイルシステムのストレージの構成を推奨します。 データの量によりサーバーの増設も可能であり、二重化サーバー構成でFail Overシステムを構築します。

ロードバランスサーバーはリアルサーバーが正常に稼動しているかどうかを2秒間隔でチェックします。 障害が発生したリアルサーバーはクラスタノードから自動的に除外されます。 障害から復旧したリアルサーバーはリアルタイムでクラスタノードに自動登録されます。

HDDエラー/カーネルパニック/特定デーモンAlive状態/ウェブ接続の正常有無確認などを感知し、クラスタされたあるサーバーが障害を起こした場合、ロードバランサーは該当サーバーへの分配を除去し、自動的に無停止システムを構築します。

1) ネットワーク・ロードバランスの高可用性と拡張性 ハードウェアで起動するネットワーク・ロードバランス並の機能が実現出来ます。    (Windows 2003 standard edition 以上で構築可能) ソフトウェア構成要素障害またはメンテナンス中にも継続してサービスを提供することが可能です。 サーバーさえ準備できていればセッティング時間は10分程で終了し、簡単なコントロールでサービスの開始が可能です。 最大32個のノードのサポートが可能であり、IPサービスなど様々なサービスをサポートします(IIS、FTP、WMS…)。 最も多く使われている'IIS','WMS(Windows Media サービス)'も非常に安定した環境でのサービスでサポートします。 Windowsネットワーク・ロードバランスはTCP/IPの前段で稼動します。(図1参照) OSI参照モデルの下位階層であるネットワーク層とトランスポート層の間で作動し、ハードウェアの動作と同等の機能を有    します。(表1参照)

<図1>

Application(アプリケーション層) 上位階層 Presentation(プレゼンテーション層) Session(セッション層) Transport(トランスポート層) 下位階層 NLB（ネットワークロードバランス）は物理的な階層であるネットワーク層とトランスポート層の間に存在します。 NLB(ネットワークロードバランス) Network(ネットワーク層) Data Link(データリンク層) Physical(物理層) <表1>

2) 迅速な障害感知/復旧 各クラスタノード間のハートビート通信で障害発生が感知されると、3秒内にクラスタ再分配及び自動分散が行われます。 クラスタの復旧が5秒以内に行われますのでクライアントはサーバーの異常をほとんど感じません。 NLB（ネットワークロードバランス）はDNSラウンドロビン方式に似ています。 ラウンドロビン方式はサーバーの障害が発生すると無条件にデータを分散しますが、 NLBは障害発生時、即時にチェックして   障害が発生したノードをクラスタノードから自動的に除外します。

<図2> NLB構成後、クラスタ構成ノード間のハートビート通信

<図3> クラスタ構成ノードの障害発生時、クラスタ再分配

3) NLB Sessionサポート 最初のサーバー接続後、クラスタ構成ノードが他のサーバーへ接続するのを防ぐため、ハッシング(hashing)アルゴリズムを    サポートします。 クライアントはクラスタノードに全てのセッション情報を送信しますが、送信情報を承認してクライアントと通信するのは初期セッシ    ョンを結んだサーバーになります。

ロードバランシングとは？

ウェブサーバー1台に対する接続量増加やサーバーの負荷により正常なサービスが困難な場合はサーバーの増設が必要になります。しかし、増設されたサーバーへ負荷がなるべく均等になるように処理を分散して割り当てることも必要です。 クラスタリングされたサーバーで正常なサービスが出来るよう負荷を分散し、サーバーの異常の有無を感知して障害を起したサーバーへの分散を遮断し、サービスが継続されるようにサポートします。

クラスタリングとは？

複数のコンピュータを相互に接続し(並列接続)、ユーザーや他のコンピュータに対して全体で1台のコンピュータであるかのように振舞わせる技術をクラスタリングといいます。 ロードバランサーにより、クラスタリングされたサーバー群でシステムサービスが行われます。 クラスタリングされたサーバー群の中であるサーバーが障害を起した場合、ロードバランサーで該当のサーバーへの分散を遮断するため、システム全体が止まることはなく、サービスが続行されます。

Fail Overとは？

ロードバランサーのFail状態時に備え、ロードバランサーサーバーはアクティブサーバーとスタンバイサーバーの2台で構成、運用します。 また、クラスタサーバーの中で1台をロードバランサースタンバイサーバーとして使用することも可能です。 アクティブサーバーとスタンバイサーバーで構成し、アクティブサーバーがＦａｉｌ状態時、スタンバイサーバーが自動的にアクティブサーバーの役目を代行します。 スタンバイサーバーは通常は待機状態で、アクティブサーバーのＦａｉｌの場合のみ稼動を開始します。 こうした構成をFail Overシステムといいます。さらにクラスタサーバー群のあるサーバーがＦａｉｌ状態の場合、該当サーバーへの分散を自動的に遮断し、サービスが停止しないように無停止システムの構築が可能です。(お客様は障害の影響を感じることなく、サービスを継続することができます。)