Network Sandbox

分散システムの負荷分散をリアルタイムで可視化・学習するためのサンドボックス環境です。

🎯 概要

Network Sandbox は、ロードバランサー、マルチ言語ワーカー、モニタリングスタックを組み合わせた教育・実験用プラットフォームです。様々な負荷分散アルゴリズムの動作を視覚的に理解し、カスタム実装を簡単にテストできます。

✨ 機能

• 4種類の負荷分散アルゴリズム: ラウンドロビン、最小接続、重み付け、ランダム
• マルチ言語ワーカー: Go, Rust, Python 実装
• リアルタイムUI: WebSocket による即時更新
• サーキットブレーカー: 障害時の自動切り離し
• Prometheus/Grafana: フルモニタリングスタック
• スワップ可能アーキテクチャ: カスタム実装との簡単な入れ替え

🚀 クイックスタート

# リポジトリをクローン
git clone https://github.com/Hiroki-org/network-sandbox.git
cd network-sandbox

# 起動
docker-compose up -d

# アクセス
# - クライアントUI: http://localhost:3000
# - Grafana: http://localhost:3001 (admin/admin123)
# - Prometheus: http://localhost:9090

📁 プロジェクト構造

network-sandbox/
├── client/                    # React フロントエンド
├── load-balancer/            # Go ロードバランサー
├── workers/
│   ├── go/                   # Go ワーカー
│   ├── rust/                 # Rust ワーカー
│   └── python/               # Python ワーカー
├── grafana/                  # Grafana ダッシュボード設定
├── prometheus/               # Prometheus 設定
├── docker-compose.yml        # サービス定義
├── docker-compose.override.yml.example  # カスタマイズ例
└── .env.example              # 環境変数テンプレート

🔧 カスタマイズ

環境変数

cp .env.example .env
# .env を編集してカスタマイズ

カスタム実装への入れ替え

このプロジェクトは スワップ可能なアーキテクチャ を採用しています。自作のロードバランサーやワーカーを簡単に組み込めます。

方法1: docker-compose.override.yml を使用

cp docker-compose.override.yml.example docker-compose.override.yml

# docker-compose.override.yml
services:
  # 自作ロードバランサーに差し替え
  load-balancer:
    build:
      context: ./my-custom-load-balancer
      dockerfile: Dockerfile
    environment:
      - MY_CUSTOM_CONFIG=value

  # 自作ワーカーを追加
  my-worker:
    build:
      context: ./my-workers/custom
      dockerfile: Dockerfile
    environment:
      - PORT=8090
      - WORKER_NAME=my-worker-1
      - WORKER_COLOR=#FF00FF

方法2: 環境変数でイメージを指定

# .env
LB_IMAGE=your-registry/my-load-balancer:latest
WORKER_GO_IMAGE=your-registry/my-go-worker:latest

カスタムワーカーの作成

Custom Worker Guide を参照してください。

必須エンドポイント:

• GET /health - ヘルスチェック
• POST /task - タスク処理
• GET /metrics - Prometheus メトリクス
• GET /status - ステータス情報

📊 モニタリング

Grafana ダッシュボード

http://localhost:3001 でアクセス:

• Load Balancer Overview: リクエスト数、レイテンシ、アルゴリズム状態
• Worker Health: 各ワーカーの負荷、キュー深度、ヘルス状態

カスタムメトリクス

ロードバランサー:

• lb_requests_total - 総リクエスト数
• lb_request_duration_ms - レイテンシ分布
• lb_worker_health - ワーカー健全性

ワーカー:

• worker_requests_total - 処理リクエスト数
• worker_active_requests - アクティブリクエスト数
• worker_processing_time_ms - 処理時間

🎮 UI コントロール

クライアントUI (http://localhost:3000) で以下を制御できます:

• 負荷生成: リクエストレートとタスク重み調整
• アルゴリズム選択: リアルタイムで切り替え
• 統計表示: 成功/失敗数、平均応答時間
• ワーカー状態: 各ワーカーの負荷とヘルス

🧪 負荷分散アルゴリズム

アルゴリズム	説明	適用シーン
Round Robin	順番に振り分け	均一負荷のワーカー
Least Connections	最も空いているワーカーへ	可変処理時間
Weighted	重みに基づいて振り分け	異なる性能のワーカー
Random	ランダム選択	シンプルな分散

🐛 トラブルシューティング

コンテナが起動しない

# ログを確認
docker-compose logs -f load-balancer
docker-compose logs -f worker-go-1

# 再ビルド
docker-compose build --no-cache
docker-compose up -d

メトリクスが表示されない

1. Prometheus ターゲット確認: http://localhost:9090/targets
2. ワーカーメトリクス確認: curl http://localhost:8081/metrics

📝 ライセンス

MIT License