はじめに
本書の目的
この文書は、Webページを公開・管理する際に必要な「Webサーバー」について、基本から丁寧に学べるよう作成しました。定義や役割、構成要素、主要な機能、アプリケーションサーバーとの違いなどを、具体例を交えて分かりやすく説明します。
対象読者
初心者から中級者まで、サイト管理や運用に関心がある方、Webの仕組みを学びたい開発者や運用担当者を想定しています。専門用語は必要最小限にとどめ、実例で補います。
本書の構成
全5章で構成します。第2章でWebサーバーの概念、第3章で構成要素、第4章で具体的な機能、第5章でアプリケーションサーバーとの違いを扱います。各章は独立して読めますが、順に読むと理解が深まります。
読み方のポイント
まずは全体像をつかみ、疑問があれば該当章に戻って詳しく読むとよいです。実際の設定や運用は、説明を基に少しずつ試してみてください。
Webサーバーとは何か
定義と役割
Webサーバーは、ブラウザなどのクライアントからの要求に応じてWebページや画像、ファイルを届ける専用のソフトウェアまたはコンピュータです。サイト運営の中心となり、訪問者が見たい情報を提供します。
動作の流れ（簡単なステップ）
- ブラウザでURLを入力する。
- ブラウザがサーバーへリクエストを送る。
- サーバーが該当するファイルやデータを探す。
- 見つかった情報をブラウザへ返す。
この一連の動きを通じてページが表示されます。
よく扱うデータの例
HTML（文章や構造）、画像（JPEG/PNG）、スタイル情報（CSS）、動きのある要素（JavaScript）、場合によっては動画やダウンロード用ファイルを配信します。
身近な具体例
個人ブログや会社のコーポレートサイト、ネットショップ、写真共有サービスなど、私たちが日常で見る多くのWebページはWebサーバーから配信されています。
注意点（簡単に）
多くの人が同時にアクセスすると負荷が上がります。また、正しく設定しないと情報が漏れる危険があります。運営側は速度と安全性の両方を意識して管理します。
Webサーバーの構成要素
全体像
Webサーバーは大きくハードウェアとソフトウェアに分かれます。そこに周辺システムが連携して、利用者にページやファイルを届けます。
ハードウェア
CPU・メモリ・ストレージ・ネットワーク装置が基本です。高トラフィックならCPUとメモリを増やし、ディスクは読み書き速度の速いものを使います。今は物理サーバーの代わりにクラウドの仮想マシンが使われることが多いです。
ソフトウェア（HTTPサーバー）
代表例はApache、Nginx、IISです。これらがHTTPリクエストを受け取り、該当するファイルやアプリケーションに渡します。設定ファイルで動作を細かく制御でき、拡張用のモジュールやプラグインを追加できます。TLS/SSLは暗号化の仕組みで、証明書を使って安全な通信を実現します。
コンテンツの保管と動的連携
静的ファイル（HTML、CSS、画像）はサーバーのストレージかCDNに置きます。動的ページはWebサーバーがアプリケーションサーバーやデータベースに問い合わせて生成します。データベースはユーザー情報や投稿などを保存します。
周辺システム
ファイアウォールやWAFで不正アクセスを防ぎます。ロードバランサーは複数のWebサーバーに負荷を分散します。キャッシュ（ブラウザ、プロキシ、Redisなど）で応答を速くします。監視ツールとログは障害検知や解析に役立ちます。
運用面で重要な要素
ログの管理、バックアップ、証明書更新、自動デプロイなどを整えておくと運用が安定します。設定ミスや権限管理に注意し、安全に運用することが大切です。
Webサーバーの主要な機能
認証とアクセス制御
Webサーバーは利用者の身元確認やアクセス制限を行います。基本認証やトークンベース認証を使い、特定のページやディレクトリへのアクセスを制限できます。例：管理画面をIDとパスワードで保護する。
帯域幅制限（レート制御）
同時接続数や転送速度を制限してサーバー負荷を抑えます。大量アクセスによるサービス停止を防ぐために、IPごとの接続数制限や1秒あたりのリクエスト制限を設定します。
設定の最適化とパフォーマンスチューニング
キャッシュ（静的ファイルの保存）、圧縮（gzipなど）、接続の持続（Keep-Alive）などを組み合わせて応答速度を改善します。設定はサイトの規模や利用パターンに合わせて変えます。
動的コンテンツの提供
PHPやJava Servletコンテナなどと連携して、ユーザーごとに変わるページを生成します。Webサーバーはリクエストを適切なバックエンドに渡し、結果をクライアントに返します。
負荷分散と冗長化
複数のサーバーに処理を振り分けて応答性能を保ちます。ヘルスチェックで故障を検出し、止まったサーバーを自動で外すことで可用性を高めます。
ログと監視
アクセスログやエラーログを記録して問題を追跡します。監視ツールと連携し、異常時にアラートを出します。トラブルの原因特定や改善に役立ちます。
セキュリティ機能
SSL/TLSで通信を暗号化し、HTTPヘッダーでクリックジャッキングやXSS対策を行います。更新や設定で脆弱性を低く保つことが大切です。
以上が主要な機能で、これらを組み合わせることで安全で速いWebサイト運用が可能になります。
Webサーバーとアプリケーションサーバーの違い
概要
Webサーバーは静的ファイル（HTML、画像、CSS、JavaScriptなど）の配信を主に担当します。一方、アプリケーションサーバーはプログラムを実行して動的なページやデータ処理を行います。CMSではアプリケーションサーバーがページを生成し、その結果をWebサーバーが配信する役割分担が多いです。
役割の違い（具体例）
- Webサーバー：ブラウザからの要求に対して静的な画像やHTMLを返します。例：サイトのロゴや固定ページ。
- アプリケーションサーバー：ユーザーのログイン処理やデータベースへの問い合わせ、テンプレート合成を行います。例：商品検索やユーザーのダッシュボード生成。
連携の仕組み
多くの場合、Webサーバーが外部からの接続を受け取り、静的な要素は自分で返します。動的処理が必要な場合はアプリケーションサーバーへリクエストを転送します。転送方法にはプロキシ（逆プロキシ）、FastCGI、API経由などがあります。
使い分けの目安
- コンテンツがほとんど静的ならWebサーバーだけで十分です。
- ユーザーごとの処理やデータベース連携が多ければアプリケーションサーバーを組み合わせます。
導入時の注意点
- セキュリティ：動的処理は攻撃対象になりやすいのでアクセス制御や入力検証を行ってください。
- パフォーマンス：キャッシュやロードバランサーを用いて処理負荷を分散します。
- 運用：ログや監視を分けて管理すると原因追跡が楽になります。
