ロードバランサ配下のPHPセッションをmemcachedで共有する方法

こんにちは、UOZUです！

先にエンハンスドロードバランサのセッション維持機能について記事を書きましたが、今回はセッション維持機能の無いロードバランサのPHPセッションをmemcachedで共通化してみようと思います。

PHPセッションの管理サンプル

PHPセッションでは、ブラウザ側のCookieにセッションIDを持たせ、サーバー側に保存されたセッション情報と照合することで、同じ利用者の状態を管理します。

デフォルトではセッション情報は各サーバーのローカルディスクに保存されるため、ロードバランサ配下で接続先サーバーが切り替わると、セッション情報を正しく参照できない場合があります。

サンプルコードを作って試してみます。

[root@uozu-lb1 ~]# vi /var/www/html/session.php
<?php
session_name("php_uozu");
session_start();
if (isset($_SESSION['count'])) {
    $_SESSION['count']++;
} else {
    $_SESSION['count'] = 1;
}
?>
<?php echo gethostname(),"\n", $_SESSION['count'], "\n" ; ?>

「php_uozu」でセッション情報を管理し、すでにブラウザにセッションCookieがある場合、ホスト名の下の数字が増える単純なスクリプトです。

[root@uozu-lb1 ~]# curl http://localhost/session.php
uozu-lb1
1

[root@uozu-lb1 ~]# curl http://localhost/session.php
uozu-lb1
1

[root@uozu-lb1 ~]# curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://localhost/session.php
uozu-lb1
1

[root@uozu-lb1 ~]# curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://localhost/session.php
uozu-lb1
2

また、ブラウザ上のCookieの情報と、サーバ内のセッション情報は同じ名前で保存され、アクセスの際に突合されるという仕組みになっています。

[root@uozu-lb1 ~]# cat cookie.txt
# Netscape HTTP Cookie File
# https://curl.se/docs/http-cookies.html
# This file was generated by libcurl! Edit at your own risk.

localhost       FALSE   /       FALSE   0       php_uozu        ar8ejnsnknl66vikfbtv66lhee

[root@uozu-lb1 ~]# ll -t /var/lib/php/session/
total 12
-rw------- 1 apache apache 10 Aug  9 21:27 sess_ar8ejnsnknl66vikfbtv66lhee
-rw------- 1 apache apache 10 Aug  9 21:27 sess_mo3peefa8jf2unhh14o6poa1mk
-rw------- 1 apache apache 10 Aug  9 21:27 sess_ge4mfdmdcc6lso1eiogap0lfq1

[root@uozu-lb1 ~]# cat /var/lib/php/session/sess_ar8ejnsnknl66vikfbtv66lhee
count|i:2;

ロードバランサ利用の際の問題

ロードバランサを利用した際、ロードバランサ自身にセッション維持機能は無く、常に振り分けアルゴリズムはleast connection(変更不可)となる為、アクセス後にどのサーバーにつながるかは保証されておらず、正しくPHPセッションが利用できなくなります。

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb1
1

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb2
1

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb1
2

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb2
2

memcachedとPHPの設定変更

サーバ内のPHPセッションの保存方法（session.save_handler）ですが、デフォルトではfilesとなっているので、サーバのローカルディスクに追記されていきます。

[root@uozu-lb1 ~]# less /etc/php-fpm.d/www.conf

php_value[session.save_handler] = files
php_value[session.save_path]    = /var/lib/php/session

memcachedを導入し、このセッション情報の保存先を変更していきます。

今回は検証のため 0.0.0.0 で待ち受けていますが、待ち受けIPはプライベート側のIPアドレスに限定し、パケットフィルターやOSのファイアウォールでWebサーバー間の通信だけを許可する構成をおすすめします。

[root@uozu-lb1 ~]# dnf install memcached php-pecl-memcached

[root@uozu-lb1 ~]# cat /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 127.0.0.1,::1"

[root@uozu-lb1 ~]# vi /etc/sysconfig/memcached
[root@uozu-lb1 ~]# cat /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::"


[root@uozu-lb1 ~]# systemctl enable --now memcached

[root@uozu-lb1 ~]# ss -tnl
State          Recv-Q          Send-Q                   Local Address:Port                    Peer Address:Port
LISTEN         0               1024                           0.0.0.0:11211                        0.0.0.0:*
LISTEN         0               128                            0.0.0.0:22                           0.0.0.0:*
LISTEN         0               1024                              [::]:11211                           [::]:*
LISTEN         0               511                                  *:80                                 *:*
LISTEN         0               128                               [::]:22                              [::]:*

[root@uozu-lb1 ~]# vi /etc/php-fpm.d/www.conf

php_value[session.save_handler] = memcached
php_value[session.save_path]    = "localhost:11211,203.0.113.132:11211"

[root@uozu-lb1 ~]# php-fpm -t
[09-Aug-2026 21:44:24] NOTICE: configuration file /etc/php-fpm.conf test is successful

[root@uozu-lb1 ~]# systemctl restart php-fpm

また、同様の作業は他のサーバーでも行います。

memcached設定後の動作確認

設定変更後、改めてcurlでロードバランサからPHPセッションの管理サンプルにアクセスをしてみます。

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb1
1

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb2
2

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb1
3

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb2
4

$ curl -c cookie.txt -b cookie.txt http://203.0.113.130/session.php
uozu-lb1
5

無事、サーバ間でPHPセッションの共通化が出来ました。

$ cat cookie.txt
# Netscape HTTP Cookie File
# https://curl.haxx.se/docs/http-cookies.html
# This file was generated by libcurl! Edit at your own risk.

133.125.230.181 FALSE   /       FALSE   0       php_uozu        3peamno9nun1ftu3o7k1po66sg

memcachedの中にもセッション情報が入っていることが確認できますね。

[root@uozu-lb1 ~]# memcached-tool localhost:11211
  #  Item_Size  Max_age   Pages   Count   Full?  Evicted Evict_Time OOM
  2     120B       240s       1       1      no        0        0    0

[root@uozu-lb1 ~]# echo 'stats cachedump 2 1' | nc localhost 11211
ITEM memc.sess.key.3peamno9nun1ftu3o7k1po66sg [10 b; 1786281655 s]
END

[root@uozu-lb1 ~]# echo 'get memc.sess.key.3peamno9nun1ftu3o7k1po66sg' | nc localhost 11211
VALUE memc.sess.key.3peamno9nun1ftu3o7k1po66sg 0 10
count|i:5;
END

ただし、memcachedを利用したセッションは、memcachedやサーバが再起動してしまうと消えてしまうため注意が必要です。

さいごに

今回は、ロードバランサ配下でPHPセッションを利用する際の問題と、memcachedを使ってセッション情報を共通化する方法を確認しました。

PHPのデフォルト設定では、セッション情報は各サーバーのローカルディスクに保存されます。そのため、ロードバランサによって接続先サーバーが切り替わると、同じセッションIDを持っていても、別サーバー側ではセッション情報を参照できない場合があります。

session.save_handler を memcached に変更し、複数サーバーから同じセッション保存先を参照できるようにすることで、接続先サーバーが切り替わってもPHPセッションを継続できることを確認できました。

ただし、memcachedに保存したセッション情報は、memcachedやサーバーの再起動で消える可能性があります。また、memcachedを外部から接続できる状態にすると危険なため、待ち受けIPやファイアウォール設定には注意が必要です。

状態	セッション保存先	ロードバランサ配下での挙動
デフォルト設定	各サーバーのローカルディスク	接続先サーバーが変わるとセッション情報を共有できない
memcached設定後	memcached	接続先サーバーが変わってもセッション情報を参照できる
memcached再起動後	消失する可能性あり	セッションが消えるため注意が必要
永続化したい場合	NFSなどの共有ストレージも候補	性能・ロック・障害影響を考慮する必要あり