<a href='#'>負荷バランスとは？初心者にもわかる基礎ガイド｜仕組みと活用法</a>共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

負荷バランスとは何か

インターネットの世界には、多くの人が同時にアクセスします。サーバー1台にだけ仕事を集中させると、処理が遅くなることや、最悪の場合サービスが止まってしまうことがあります。そこで登場するのが 負荷バランス、英語では load balancing と呼ばれます。簡単に言えば、仕事を複数の資源に分けて配分し、どの資源にも過度な負荷がかからないようにする仕組みです。これにより、表示が速く安定したサービスを提供できます。

負荷バランスが必要な理由

アクセスが急増しても、1つのサーバーだけでは対応しきれません。負荷バランスを使うと、複数のサーバーで分担して処理を行い、故障時には他のサーバーが代わりに動きます。結果として、サイトの表示速度が安定し、利用者の体験が良くなります。学校のイベントサイトやオンライン授業、ゲームのサーバーなど、同時アクセスが多い場面で特に役立ちます。

仕組みと仕掛け

負荷バランスの中心は ロードバランサと呼ばれる機器やソフトウェアです。ロードバランサは外部からのリクエストを受け取り、適切なサーバーへ振り分けます。振り分け方にはさまざまなアルゴリズムがあり、用途に応じて選択します。

よく使われるアルゴリズム

アルゴリズム	特徴	用途の例
ラウンドロビン	順番に割り当てる	同等の力を持つサーバー群
最小接続数	現在の接続数が少ないサーバーへ振り分ける	接続負荷を均等に保つ場合
IPハッシュ	利用者のIPを元に決める	セッションの継続性が重要な場合

実装のポイント

実務ではハードウェアだけでなくクラウドのサービスを使うことが多いです。代表的な考え方として クラウドのロードバランサ や DNSベースの分散 などがあります。ロードバランサはヘルスチェックと呼ばれる機能を使い、登録済みのサーバーが生きているかを定期的に確認します。もしサーバーが落ちていたら、自動で他のサーバーへ振り分けを変更します。

セキュリティ面でも注意が必要です。外部からの攻撃対象になりやすいため、ファイアウォール設定、DDoS対策、SSL/TLSによる暗号化の導入を組み合わせて使います。クラウドのロードバランサを使うと設定が直感的で学習にも適しています。

セッション管理と注意点

負荷バランスを導入する際にはセッションの持続性をどう扱うかが重要です。状態をサーバー側に保持している場合、同じ利用者が別のサーバーへ振り分けられるとログイン状態や入力中のデータが途切れることがあります。これを避けるには セッション共有 や stickiness（セッションを特定のサーバーに固定する仕組み）などの工夫が必要です。

導入のポイント

初心者は小さな構成から始めましょう。自分のPCで複数の仮想サーバーを用意して負荷分散の仕組みを体験すると理解が深まります。クラウドを使う場合は、設定画面でロードバランサを作成し、アルゴリズムを選ぶだけで動作を確認できます。学習のコツは「どのように振り分けるか」を意識することと、「障害時の代替ルート」を想定することです。

まとめ

負荷バランスは現代のウェブとアプリの土台となる考え方です。使い方を間違えなければ、表示スピードが安定しサービスの信頼性が高まります。初めは用語とアルゴリズムの違いを押さえ、次に実装方法を学ぶと良いでしょう。

負荷バランスの同意語

負荷分散: システム全体の処理負荷を複数のサーバやリソースに分散して、性能と可用性を高める技術・設計思想。
ロードバランシング: 英語の load balancing の日本語表現で、トラフィックを複数のノードに分散して処理を均等化する仕組み。
ロードバランス: ロードバランシングの略称として使われる表現。負荷を分散することを指す。
負荷分散機能: アプリケーションやインフラに備わる、負荷を分散させる機能のこと。
負荷分散装置: 負荷を分配する役割を持つハードウェアやソフトウェアの機器。
負荷分散アルゴリズム: 負荷分散を決定するルール・手法の総称。代表例にはラウンドロビンや最小接続法などがある。
アクティブ-アクティブ負荷分散: 複数ノードが同時にリクエストを処理する形態の負荷分散。
アクティブ-スタンバイ負荷分散: 待機ノードを用意し、障害発生時に切替える形態の負荷分散。
負荷分配: 負荷を複数のリソースへ分配すること。分散と同義に使われることがある。
ロードバランサー: 負荷分散を実現する装置・ソフトウェア。実務では機器名として用いられることが多い。

負荷バランスの対義語・反対語

不均衡: 負荷が均等に分布していない状態。全体のバランスが崩れており、特定のノードが過剰負荷になりやすい。
負荷の偏り: 特定のノードに負荷が偏って集まる状態。均等性が失われ、リソースの偏在が発生する。
負荷の集中: 負荷が少数のサーバーに集中して乗る状態。集中サーバーがボトルネックになりやすい。
バランス崩れ: 負荷バランスが乱れ、不均衡になっている状態。
アンバランス: 不均衡そのものを指すカジュアルな表現。読みやすく使われる呼称。
不均等な負荷分布: 負荷が等しく分配されていない状態。ムラが生じ、効率が低下する。
負荷分布のムラ: 負荷分布にムラ・揺らぎが生じている状態。均等性が欠ける。
均等性の欠如: 負荷が均等に広がっていない状態。全体最適が難しくなる。
局所的な過負荷: 特定のノードだけ過負荷になっている状態。全体の安定性を損なう。
負荷偏重: 特定ノードに負荷が偏って集まること。リソースの不均衡を招く。
負荷の片寄り: 負荷が一方向や一部へ寄ってしまう現象。均等性が崩れる。
負荷分散の崩壊: 負荷を分散する機構が機能せず、分布が崩れてしまう状態。
負荷分布の不均等性: 負荷分布の不均等性そのものを指す表現。均等性が欠ける。

負荷バランスの共起語

負荷分散: 負荷を複数のサーバや経路に分散させ、処理を均等化して可用性と性能を高める仕組み。
ロードバランシング: 負荷分散の別称で、トラフィックを複数のサーバへ分散させて処理を平準化する技術の総称。
負荷分散アルゴリズム: サーバをどう選ぶか決めるルール。代表例にはラウンドロビン、最小接続、最小応答時間、IPハッシュなどがある。
ラウンドロビン: 順番にサーバへ割り当てる方式。均等に負荷を分散しやすいが、サーバの負荷状態を考慮しない点がある。
重み付きラウンドロビン: 各サーバに重みを付けて、余裕があるサーバへより多く割り当てる方式。
最小接続法: 現在のアクティブ接続数が最も少ないサーバへリクエストを振り分ける方式。
最小応答時間法: レスポンス時間が最も短いサーバへ割り当てる方式。
IPハッシュ: クライアントのIPアドレスを起点にサーバを決定する方式。セッションの安定性に影響することがある。
DNSラウンドロビン: DNSの応答で複数のIPを返してクライアントを分散させる手法。
アクティブ-アクティブ: 複数のサーバが同時にトラフィックを処理する冗長構成。
アクティブ-パッシブ: 1台を主に稼働させ、障害時に待機側へ切替える構成。
セッション継続性: 同一クライアントのセッションを同じサーバに保持して、ログイン状態などを安定させる仕組み。
セッションアフィニティ: 特定のセッションを特定のサーバに結びつけて継続させる手法。
ヘルスチェック: 各サーバの健全性を定期的に監視する機能。
ヘルスエンドポイント: 健全性を返す専用のURLやエンドポイント。
フェイルオーバー: サーバ障害時に健全な別のサーバへ自動で切替える機構。
冗長化: 部品を複数用意して故障時もサービスを継続する構成。
可用性: システムが停止せずに機能を提供し続ける能力。
SLA: サービス提供者と利用者間の可用性・性能等の合意。
自動スケーリング: 需要に応じて自動でリソースを増減させる機能。
スケーリング: リソースの拡大・縮小全般のこと。
L4ロードバランサ: 第4層（トランスポート層）で動作するロードバランサ。IPとポートで分配。
L7ロードバランサ: 第7層（アプリケーション層）で動作。HTTP/HTTPSの情報を元に分配。
Nginxロードバランサ: Nginxを用いたロードバランシング。設定が柔軟で軽量。
HAProxy: 高性能なオープンソースのロードバランサ。高度な分配とヘルスチェックをサポート。
F5 BIG-IP: 商用の高機能ロードバランサ。大規模環境で統合管理や高度な機能を提供。
ELB: AWSのElastic Load Balancing。クラウド上で自動的に負荷分散を提供。
ALB/NLB: クラウドのアプリケーションロードバランサ(ALB)およびネットワークロードバランサ(NLB)。
クラウドロードバランシング: クラウドプロバイダが提供する負荷分散機能。自動スケーリングと組み合わせやすい。
ジオロケーション負荷分散: クライアントの地理的位置に基づいてトラフィックを分散する手法。
マルチAZ: 複数の可用性ゾーンに跨る冗長構成。
マルチリージョン: 複数のリージョンへ分散して可用性と耐障害性を高める構成。
トラフィック分散: 総トラフィックを複数の経路・サーバへ分散すること。
レイテンシ: 通信の遅延を示す指標。低いほど良いとされる。
応答時間: リクエストに対するサーバの応答までの時間。
スループット: 単位時間あたりに処理できるリクエスト量。
CPU使用率: サーバのCPUリソースの使用状況。高すぎるとボトルネックになりやすい。
リソース使用率: CPU・メモリ等の総合リソース使用状況。
バックエンド: 負荷分散の対象となる実際のサーバ群やサービス群。
マイクロサービス: 大きなアプリを小さな独立サービスに分割したアーキテクチャ。
セッション粘着性: セッションを特定のサーバに固定して継続させる性質。

負荷バランスの関連用語

負荷分散: 複数のサーバへトラフィックを分配して、応答性と可用性を向上させる仕組み。
ロードバランサー: トラフィックをバックエンドの複数サーバへ振り分ける装置またはソフトウェア。
L4負荷分散: 第4層（TCP/UDP）で分散を行う。アプリケーションの情報を使わず高速だが機能は限定的。
L7負荷分散: 第7層（HTTP/HTTPS）で分散を行い、URLやヘッダなどアプリ情報を利用して決定できる。
ラウンドロビン: サーバを順番に割り当てる基本的な分散アルゴリズム。
最少接続: 現在接続数が最も少ないサーバへ割り当てるアルゴリズム。
重み付きラウンドロビン: サーバごとに割り当て重みを設定し、重みに応じて振り分ける。
IPハッシュ: クライアントのIPアドレスを基に割り当て先を決めるアルゴリズム。
ランダム分散: サーバをランダムに選んで割り当てる分散方法。
ヘルスチェック: バックエンドの健全性を定期的に検査し、異常なサーバを除外する機能。
VIP: ロードバランサが持つ仮想IPアドレス。外部からのアクセスの入口。
TLS終端（SSL termination）: TLS/SSLの復号・処理をロードバランサで行い、バックエンドは平文で通信するケースがある。
SSLオフロード: TLS処理を負荷分散機で実施してバックエンドの計算負荷を軽減する。
フェイルオーバー: 障害発生時に別のバックエンドへ自動的に切り替える機構。
高可用性（HA）: 障害時にもサービスを止めず提供できる構成・設計思想。
自動スケーリング: 需要に応じてバックエンドの台数を自動的に増減させる機能。
DNS負荷分散: DNSを利用してトラフィックを分散する手法。TTLを使って分散の程度を調整することが多い。
DNSラウンドロビン: DNSレコードに複数のIPを登録し、名前解決の都度順に返す分散手法。
Ingressコントローラ: Kubernetes環境でHTTP/HTTPSのルーティングと負荷分散を提供する機構。
AWS ELB / ALB / NLB: Amazon（関連記事：アマゾンの激安セール情報まとめ）のクラウドが提供するロードバランサ。ALBはL7、NLBはL4寄りの性能を特徴とすることが多い。
Google Cloud Load Balancing: Google Cloud Platformのロードバランサ。グローバル/リージョン分散をサポート。
Azure Load Balancer: Microsoft Azureのロードバランサ。主にL4での分散を提供。
F5 BIG-IP: 企業向けのハードウェア/ソフトウェア型ロードバランサ。
Haproxy: オープンソースの高性能ロードバランサ・プロキシサーバ。
Nginx: ウェブサーバとしても動作するが、ロードバランサとしても利用されるソフトウェア。
パスベースルーティング: URLのパスに基づいてバックエンドを振り分けるルール。
ホストベースルーティング: リクエストのホスト名に基づいてバックエンドを振り分けるルール。
セッションアフィニティ（Sticky sessions）: 同一クライアントの連続リクエストを同じバックエンドへ固定する機能。
レイテンシ: リクエストが完了するまでの時間（遅延）。
スループット: 一定時間あたりに処理できるリクエスト量やデータ量。
エラーレート: 全リクエスト中のエラー発生割合。
冗長性: 複数の経路・機器を用意して故障時にもサービスを継続する設計。
フォールトトレランス: 障害が発生しても機能を維持する能力。
監視 / 健康状態監視: 負荷分散の状態やバックエンドの健全性を継続的に監視する仕組み。