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ITインフラのキホン：まずはインフラアーキテクチャーを見てみよう【前編】

抄録：『絵で見てわかる ITインフラの仕組み新装版』

EnterpriseZine編集部[編]

更新日: 2020/11/19
公開日: 2020/09/07

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1.3 垂直分割型アーキテクチャ

分割型においては、サーバーの分割方式、すなわち役割分担を考える必要があります。複数のサーバーでまったく別のことを実施するのか、または似たようなことを実施するのかという観点です。

本節では、サーバーごとに別の役割を担う形とする、「垂直分割型アーキテクチャ」を紹介します。垂直型と記しているのは、特定のサーバーから見たときに、別の役割を持つものは「上」や「下」のレイヤーに位置するという考え方に基づいています。

1.3.1 クライアントサーバー型アーキテクチャ

クライアントサーバー型は、垂直分割型の1つの例です。図1.6のように、業務アプリケーション、ミドルウェア、データベースなどのソフトウェアをそれぞれ「物理サーバー」で動かします。

それらのソフトウェアに対して、「クライアント」または「端末」と呼ばれる小型コンピュータからアクセスし、利用する形となります。クライアントとサーバーは、「クラサバ」やClient/Serverの頭文字を取って「C/S」とも呼ばれます。

クライアントサーバー型の特徴は、クライアント側に専用ソフトウェアをインストールする必要があることです。クライアント（端末）には主にPCが利用されますが、最近ではスマートフォンやタブレットも端末となり得ます。

たとえば、株式売買システムでは、グラフ表示や株価の傾向分析はPCで実施し、必要に応じてサーバーから株価データを取得する方式が多いです。この方式では、サーバー側はデータの入出力のみを実施すればよいため処理1件当たりの負荷が少なく、多くのPCからのリクエストを同時にさばくことが可能となります。

しかし、特に企業のITシステムでは、業務アプリケーションの機能追加やバグ修正などで、必ず定期的な更新（アップデート）が必要となります。クライアントサーバー型では、業務アプリケーション変更のたびに、クライアント側のソフトウェアのアップデートも生じます。

皆さんのPC上でも、Microsoft社のWindows UpdateやOracle社のJavaのアップデートがあると思いますが、面倒に感じてスキップしたことはありませんか? 利用者から見ると使い勝手が悪くなりますし、必ずしも利用者がアップデートしてくれるとは限らず、システムのリスクとなり得ます。

また、サーバーに処理の多くが集中することで、拡張性に限界が生じる可能性があります。これらのデメリットを改善しようとしたのが、次に紹介する3階層型です。

■メリット

クライアント側で多くの処理を実行できるため、少数のサーバーで多数のクライアントを処理できる

■デメリット

クライアント側のソフトウェアの定期アップデートが必要

サーバーの拡張性に限界が生じる

1.3.2 3 階層型アーキテクチャ

3階層型は、垂直分割型のもう1つの例で、クライアントサーバー型を発展させたものです。図1.7のように「プレゼンテーション層」「アプリケーション層」「データ層」の3層に分割されていることから、3階層型と呼ばれます。

それぞれの層の役割は明確に分かれています。

プレゼンテーション層

ユーザーからの入力を受け取る
Webブラウザ向けの画面表示を行なう

アプリケーション層

ユーザーからのリクエストに応じて、業務処理を行なうデータ層
アプリケーション層からのリクエストに応じて、データの入出力を行なう

3階層型システムでは、ユーザーはWebブラウザからシステムにアクセスします。たとえばインターネット検索システムでは、ユーザーがWebブラウザに入力した画面は、まずプレゼンテーション層のWebサーバーに送られます。

Webサーバーはそのリクエストを、後ろのアプリケーション層にいるアプリケーションサーバー（APサーバー）に渡します。APサーバーが検索キーワードをもとに何を検索すべきか判断し、後ろのデータ層にいるデータベースサーバー（DBサーバー）に対してデータをリクエストします。この処理の流れは、第3章でもう少し詳しく紹介します。

クライアントサーバー型と比較してのメリットは、特定のサーバーへの負荷の一極集中がなくなったことが挙げられます。また、業務アプリケーションの更新に伴うクライアントのアップデートが必要ではなくなり、ユーザーはWebブラウザを準備するだけでよくなります。

それに、このアーキテクチャでは、すべての処理がAPサーバーやDBサーバーを必要とするわけではありません。たとえば、画像ファイルを読むだけであればWebサーバーのみで処理が完結するため、そこで処理を折り返すことで、ほかのサーバーに負荷を与えません。

ただし、システム全体の仕組みとしては、クライアントサーバー型よりは複雑であると言えます。