応用情報技術者 試験情報＆徹底解説

ロードバランサを用いた負荷分散に関する次の記述を読んで，設問1～5に答えよ。

　C社は企業の健康保険組合向け旅行予約サイトを運営している。現在の旅行予約サイトの利用者数は，約20組合，約10万人であり，組合ごとの利用者数には20名から10,000名までばらつきがある。旅行予約サイトは，平日の昼食休憩時間(12:00～13:00)になるとアクセス数が急増する。利用者は，旅行予約サイトの会員企業にある自席のPC(以下，クライアントという)から所属企業のプロキシサーバ経由でC社の旅行予約サイトにアクセスする。
　旅行予約サイトには，アクセス数の増大やシステム障害の発生によってWebページが表示できなくなる時間を，可能な限り短くすることが求められる。C社では，レスポンスタイムの改善と信頼性の向上を目的として，システムを再構築することにした。C社情報システム部門のD君が，システムの再構築を担当することになった。

〔再構築後のネットワーク構成〕
　再構築後のシステムでは，レスポンスタイムの改善と信頼性の向上のために，DNSサーバ及びWebサーバの二重化を行う。図1に再構築後のネットワーク構成を示す。　クライアントからC社の旅行予約サイトにアクセスできるようにするために，図1中のネットワーク機器及びサーバに次の設定を行う。ロードバランサに振分け先のIPアドレスとしてaとbを登録し，DNSサーバ(プライマリ)にC社の旅行予約サイトのURLに対応するIPアドレスcをゾーン情報(DNSサーバに登録されたIPアドレスやホスト名などの情報)の一つとして登録する。また，①クライアントがどちらのDNSサーバにIPアドレスを問い合わせても同一の結果を返せるような設定を，DNSサーバ(セカンダリ)に行う。

〔ロードバランサを用いた負荷分散〕
　ロードバランサを用いてWebサーバの負荷分散を行う場合，クライアントからの初回のHTTP通信と2回目以降のHTTP通信を同一のWebサーバへ振り分ける必要がある。ロードバランサにはL4(Layer4)スイッチとして動作するものと，L7(Layer7)スイッチとして動作するものがあり，HTTP通信の振分け方が異なる。D君はこれらの違いについて調査した。

(1)　L4スイッチとして動作するロードバランサ
　L4スイッチとして動作するロードバランサは，送信されてきたIPパケット内の送信元IPアドレスとポート番号を使って，振分け先のWebサーバを決定する。振分け先の決まったIPパケットは，NAPTによるIPアドレス変換が行われ，対象のWebサーバに転送される。プロキシサーバを経由したクライアントとWebサーバの間の通信について，TCPコネクション開始時におけるロードバランサの振る舞いを図2に示す。　クライアントからプロキシサーバ経由でC社の旅行予約サイトにアクセスする場合，ロードバランサは，初回のHTTP通信についてはラウンドロビンでWebサーバを決定し，2回目以降のHTTP通信については初回と同じWebサーバに振り分ける。ロードバランサからWebサーバ1に送信されるIPパケットは，送信元IPアドレスが a.b.c.111，宛先IPアドレスがfとなる。
　D君は，②L4スイッチとして動作するロードバランサを用いた負荷分散では，大規模な組合からのアクセスが片方のWebサーバに集中し，Webサーバの負荷に偏りが生じるおそれがあると考え，L7スイッチとして動作するロードバランサを使用することにした。

(2)　L7スイッチとして動作するロードバランサ
　L7スイッチとして動作するロードバランサは，HTTP Header内のクライアント識別情報であるgやURLを用いて，振分け先のWebサーバを決定する。振分け先が決まったら，ロードバランサがクライアントの代わりにWebサーバにアクセスし，HTMLコンテンツを取得してクライアントへ返信する。プロキシサーバを経由したクライアントとWebサーバの間の通信について，TCPコネクション開始時におけるロードバランサの振る舞いを図3に示す。　クライアントからプロキシサーバ経由でC社の旅行予約サイトにアクセスする場合，ロードバランサは，gやURLを用いて図3中の(4)の時点で振分け先のWebサーバを決定する。このような振る舞いによって，C社のような利用者特性をもつシステムの場合にも，クライアント単位で負荷を分散するので，Webサーバの負荷に偏りが生じることが少ない。

本文中のa～cに入れる適切なIPアドレスを，図1中のIPアドレスを用いて答えよ。

本文中の下線①について，DNSサーバ(プライマリ)のゾーン情報が変更になった場合でも，DNSサーバ(プライマリ)とDNSサーバ(セカンダリ)が同一の結果を返せるようにするためには，何をすればよいか。35字以内で述べよ。

本文及び図中のd～fについて，(1)，(2)に答えよ。

• 図2及び図3に示した制御のための通信は，TCPのセッション確立のプロトコルである。d，eに入れる適切な字句を解答群の中から選び，記号で答えよ。
• fに入れる適切なIPアドレスを，図1中のIPアドレスを用いて答えよ。

本文中の下線②について，大規模な組合からのアクセスが片方のWebサーバに集中し，Webサーバの負荷に偏りが生じるのはなぜか。35字以内で述べよ。

本文中のgに入れる適切な字句を解答群の中から選び，記号で答えよ。