アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパーアプリケーションデリバリーコントローラー（ADC）の概要 www.citrix.co.jp アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパー 2 アプリケーションデリバリーコントローラー（ADC）は、アプリケーションのパフォーマンスを向上させる機能を搭載した⾼度なロードバランサーです。今日では、企業規模にかかわらず、従業員が地理的に分散し、構造が異なるさまざまなデータを扱う企業においては、 Web アプリケーションから Microsoft Exchange、SharePoint およびデータベースまで、複雑なアプリケーション環境を最適化するために ADC が⽋かせません。興味深いことに、ADC という⾔葉が使われるようになる 10 年以上前まで、企業は Web サイトの可⽤性とスケーラビリティをロードバランサーに頼っていたのです。このホワイトペーパーでは、負荷分散システムの基礎知識と ADC への進化を説明します。ロードバランサー負荷分散は、ワークロードを複数のサーバー間で分散することで、リソース使⽤率の最適化、スループットの最大化、応答時間の最短化、過負荷の回避を実現するネットワーキングの手法です。負荷分散サービスは、通常、マルチレイヤスイッチまたはドメインネームシステム（DNS）サーバーなどの専⽤のソフトウェアまたはハードウェアによって提供されます。1 台のサーバーの代わりに、複数のサーバーに負荷を分散することで冗⻑性が確保され、信頼性を⾼めることができます。ラウンドロビン DNS ラウンドロビン DNS は、初期の負荷分散⽅式の 1 つです。この技術では、複数の IP アドレスが 1 つのドメイン名に関連付けられており、接続しているクライアントに提供するサーバーのアドレスが DNS によって決定されます。この技術は、クライアントに複数のバックエンドサーバーの存在を公開します。DNS サーバーに対する制御の程度と、必要な負荷分散の粒度に応じて、この技術には利点と⽋点があります。負荷分散では、1 台のサーバーが⾏う作業量を複数のサーバー間で配分することで、同じ時間でより多くのタスクを処理し、通常は、すべてのユーザーに迅速にサービスを提供できるようにします。負荷分散は、ハードウェアかソフトウェアのいずれか、または両⽅の組み合わせで実現できます。インターネットサービスの場合、ソフトウェアプログラムによるロードバランサーが、ネットワークポートで、サービスへのアクセスを要求する外部クライアントが接続するのを待機します。ロードバランサーは、各要求の処理に最も適した「バックエンド」サーバーを選択して、その要求を転送します。「バックエンド」サーバーは、ロードバランサーに応答するようになっています。このようにして、ロードバランサーは、内部で分散した処理を明らかにすることなく、クライアントに返信することができます。また、クライアントが直接バックエンドサーバーにアクセスできないようにすることで、内部ネットワークの構造を隠し、サーバーへの直接の攻撃を防止するセキュリティレイヤが構築されます。 www.citrix.co.jp アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパー 3 インターネットファイアウォールロードバランサーサーバー1 サーバー2 サーバー3 サーバー4 図 1：単純なロードバランサー一部のロードバランサーには、すべてのバックエンドサーバーが利⽤できない場合に対応するメカニズムを備えているものがあります。このメカニズムには、バックアップロードバランサーへの要求の転送や、停電に関するメッセージの表示などがあります。負荷分散により、IT チームは耐障害性に極めて優れたサービスを提供することができます。また、アプリケーショントラフィックの増減に合わせて必要なキャパシティを自動調整する機能もあります。 TCP/IP 負荷分散 TCP/IP 負荷分散は、多数の着信サービス要求を複数のサーバーに配分するメカニズムです。DNS ラウンドロビンとは異なり、すべてのクライアントが単一の IP アドレスに接続します。要求の配分は、サービスに固有の負荷分散アルゴリズムによって調整されます。これにより、サービスの応答時間、サービスの信頼性、および全般的なユーザーエクスペリエンスが向上し、最適化されます。 www.citrix.co.jp アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパー 4 サーバー1 サーバー2 アクティブロードバランサーサーバー3 インターネットクライアントパッシブロードバランサー図 2：Web サーバーファームでのクライアントの負荷分散の例複数のサーバーが、単一のホスト名または TCP/IP ネットワークアドレスで識別される 1 つの構成としてグループ化されます。サービスを要求するアプリケーションまたはクライアントは、ロードバランサーがホスティングしている単一のホスト名に要求を送信します。ロードバランサーは要求を受信し、タスクを実⾏させるためにグループ内のいずれかのサーバーを選択します。ロードバランサーは、クライアントの要求に応えられる適切なサーバーを選択する際に、負荷分散アルゴリズムを使⽤します。要求の送信先のバックエンドサーバーを決定するために、ロードバランサーはさまざまなスケジューリングアルゴリズムを使⽤します。シンプルなアルゴリズムには、ランダム選択やラウンドロビンなどがあります。より⾼度なロードバランサーでは、サーバーから報告される負荷、最近の応答時間、アップ/ダウンのステータス（監視ポーリングによる判断）、アクティブな接続数、地理的位置、機能、または割り当てられているトラフィック量などの要素が考慮されます。アプリケーションデリバリーコントローラーの登場 2000 年の後半には、Web サーバーは静的なコンテンツだけでなく、アプリケーションまで配信するようになりました。企業は、従業員、顧客、パートナー、請負業者にミッションクリティカルな機能を提供するために Web ベースのアプリケーションを使⽤していました。これらのミッションクリティカルなアプリケーションは、コンテンツを動的かつリアルタイムに配信していたために、単純なサーバー負荷分散では対応できませんでした。ビジネス要件を満たすために、ポリシーおよび⾼度なアプリケーションレイヤの知識を使⽤し、さまざまな基準に基づいてユーザーをアプリケーションサーバーに接続させる必要がありました。直接変更を加えることなく、多くの社内アプリケーションに対応するために、ADC はクライアントの要求（サーバーからの応答を含む）の内容を変換する（書き換える）ことができます。 www.citrix.co.jp アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパー 5 Web/アプリケーションサーバー（MS Exchange SAP、MS Lync など）可用性負荷分散健全性の監視パフォーマンスキャッシング圧縮パフォーマンス SSL オフロード接続ポーリングセキュリティ SSL VPN Web App Firewall 図 3：ADC によるアプリケーションのワークロードの最適化 ADC は通常、ファイアウォールと 1 つ以上のアプリケーションサーバー間にあるデータセンターに配置されます。ユーザーがデータセンターにアプリケーションやコンテンツを要求すると、ADC は、ビジネス要件をサポートするためにポリシーや⾼度なアプリケーションレイヤの設定を使⽤してデータセンター管理者が実装するさまざまな基準に基づいて、ユーザーを目的のサーバーへルーティングします。ADC は、アプリケーションファイアウォールを使⽤してセキュリティの脅威からネットワークとアプリケーションを保護しながら、ユーザーが特定の目的で必要とするアプリケーションを得られるようにします。ADC は、アプリケーションの動作を把握し、特定のトラフィックを深く調べることで、インテリジェントな決定を⾏うことができます。アプリケーションサーバーのパフォーマンスを最適化するには、多くのコンピューティング集約タスクをオフロードする必要があります。このようにしない場合には、サーバーの CPU に負荷がかかり、要求されたアプリケーションをユーザーへ配信することが困難になります。ADC に追加された一般的な機能としては、SSL オフロード技術、圧縮率の強化、TCP と HTTP プロトコルの最適化、および仮想化対応などの機能があります。 ADC の圧縮機能は、帯域幅の使⽤率を最大にすることで、トラフィック量の増大に対応でき、ネットワークのアップグレードの必要性をなくします。最新の ADC では、新しいプロトコルインテリジェンスや、コンテンツ形式の変換およびトランザクション保証などの新しいサービスなどの機能強化が⾏われています。ADC は多くの機能を搭載しています。主な機能のいくつかを以下に示します。 • 非対称負荷：負荷分散の割合を手動で設定し、一部のバックエンドサーバーに他のサーバーよりも大きな作業負荷を割り当てることがでます。他のサーバーよりも多くのキャパシティを持つ一部のサーバーを考慮するこの⽅法は、初歩的な⽅法として適宜使⽤されます。 • 優先アクティブ化：サーバーの可⽤性が一定の数値を下回るか、⾼負荷になった場合に、スタンバイサーバーをオンラインにできます。これにより、データセンター内のリソースの効率的な利⽤が可能になります。 www.citrix.co.jp アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパー 6 • SSL オフロードおよびアクセラレーション：Secure Socket Layer（SSL）要求の暗号化と認証の要件を処理することは、Web サーバーの CPU に対する要求の大半となることがあり、この要求が増えるにつれユーザーが経験する応答時間が遅くなります。Web サーバーからこの要求を削減するには、ADC を使⽤して SSL を終端させることができます。いくつかの ADC アプライアンスには、アプリケーションのパフォーマンスを向上させるために SSL を処理するための専⽤ハードウェアが組み込まれています。 • 分散型サービス拒否（DDoS）攻撃の防御：分散型サービス拒否攻撃（DDoS 攻撃）は、標的としたユーザーがマシンやネットワークのリソースを使⽤できないようにすることが目的です。ADC は、プロトコル解析とコンテンツスイッチング機能を使⽤して、タイプと要求内容に基づいてさまざまなサーバーへ要求を振り分けます。これらの機能を設定して、最も時間がかかり、重要でない要求をキューに入れたり、形状の不適切な HTTP リクエストや存在しない要素を参照する要求を拒否することができます。攻撃者とサーバーとの間に割り込むことで、ADC は望ましくない要求をブロックすると同時に、重要なアプリケーションへのトラフィックを維持することができます。 • HTTP 圧縮：あらゆる最新の Web ブラウザで利⽤可能な Gzip およびデフレート圧縮を利⽤して、HTTP オブジェクトの転送データ量を削減します。応答のデータ量が大きく、クライアントの距離が遠く離れているほど、この機能は、データを取得するラウンドトリップの回数を減らすことで応答時間を早めることができます。 • TCP オフロード：ベンダーによって⽤語は異なりますが、通常の処理として、各クライアントからの HTTP リクエストごとに TCP 接続を⾏う⽅法です。この機能は、HTTP を利⽤して、複数のクライアントからの単一の TCP ソケットへの複数の HTTP 要求をバックエンドサーバーへ統合します。 • TCP バッファリング：サーバーからの応答をバッファリングし、遅いクライアントへのデータをドリップフィードすることができます。これにより、クライアントへ直接リクエスト全体を送信する必要がある場合よりも速く、Web サーバーが他のタスクのためにスレッドを解放させます。 • ヘルスチェック：サーバーをポーリングしてアプリケーションレイヤの健全性をチェックし、応答に失敗したサーバーをプールから削除することで可⽤性を向上させます。 • HTTP キャッシング：静的コンテンツを格納し、Web サーバーに接続することなく一部の要求を処理することができます。これは、負荷のかかっているサーバーからの応答を⾼速化するだけでなく、コンテンツを配信するために必要なサーバーの数を減らすことによって、パフォーマンスを向上させます。 • コンテンツフィルタリング：ロードバランサーは、悪意のある攻撃から保護できるように、トラフィックを通信中に自動的に変更することができます。 • HTTP セキュリティ：HTTP エラーページを非表示にし、HTTP 応答からサーバーの識別ヘッダーを削除し、エンドユーザーが操作できないようにクッキーを暗号化することができます。 www.citrix.co.jp アプリケーションデリバリーコントローラー | ホワイトペーパー 7 • プライオリティキューイング：レートシェーピングとも呼ばれ、トラフィックごとに優先順位を変える機能です。 • コンテンツアウェアスイッチング：ADC は、要求が暗号化されていない（HTTP）との前提で、要求された URL に基づいて複数のサーバーに要求を送信できますが、要求が（HTTPS で）暗号化されている場合には、（復号化された）HTTPS 要求を ADC 側で終了し、ポリシーを適⽤します。 • クライアント認証：Web サイトへのアクセスを許可する前に、さまざまな証明機関に照らしてユーザーを認証します。 Citrix NetScaler は、⾼度な負荷分散機能を搭載した、業界をリードするアプリケーションデリバリーコントローラーです。世界中の多数のネットワークに導入されており、あらゆるエンタープライズやクラウドサービスの配信を最適化、保護、制御しています。NetScaler の負荷分散機能では、すべてのユーザーにアプリケーションとサービスが 100％利⽤可能であることが保証されます。アプリケーションのパフォーマンスを最大化するために、インテリジェントなデータ圧縮、静的および動的コンテンツのキャッシング、およびネットワークの効率を向上させる複数の TCP 最適化など、各種の強⼒な⾼速化機能が搭載されています。NetScaler App Firewall は、Web アプリケーションレイヤへの攻撃から保護します。 Citrix NetScaler アプリケーションデリバリーコントローラーの詳細については、 http://www.citrix.co.jp/products/netscaler-application-delivery-controller/overview.html をご覧ください。まとめアプリケーションは、あらゆるビジネスの生命線であるため、24 時間年中無休で、可⽤性、信頼性、および安全性を確保することが不可⽋です。ADC は、エンタープライズアプリケーション環境を最適化する各種の機能を提供する重要な役割を果たします。ADC を使⽤して、企業はさまざまなエンタープライズアプリケーションの信頼性、エンドユーザーのパフォーマンス、データセンターリソースの使⽤とセキュリティを最適化しています。市場は、特に Web サイトの可⽤性とスケーラビリティを確保するために開発された負荷分散システムからさらに進化をとげています。 www.citrix.co.jp 8 Citrix について Citrix Systems, Inc.（NASDAQ:CTXS）は、モバイルワークスタイルを可能にするクラウドソリューションカンパニーです。どこにいても、オフィスにいるのと同じように、簡単かつ安全に仕事とコラボレーションすることが可能です。モバイル化によって多様化が進む中、 Citrix は、モバイル、デスクトップ仮想化、クラウドネットワーキング、クラウドプラットフォーム、コラボレーション、データ共有の各分野における業界最先端のソリューションを提供し、お客様のビジネスの俊敏性を向上します。現在、Citrix の製品は、世界中の 26 万以上の企業や組織において 1 億人以上の人々に利⽤されています。2012 年度の年間売上⾼は 25 億 9,000 万ドルでした。詳細については www.citrix.com をご覧ください。 ©2014 Citrix Systems, Inc. All rights reserved. Citrix、NetScaler、NetScaler App Delivery Controller および NetScaler App Firewall は、 Citrix Systems, Inc.またはその子会社の登録商標であり、米国の特許商標局およびその他の国に登録されています。その他の商標や登録商標はそれぞれの各社が所有権を有するものです。 E0813/PDF J1014/PDF www.citrix.co.jp