Apache HTTP ServerとApache Tomcatの違いとセットアップ方法を徹底解説

Apache HTTP ServerとApache Tomcatは、Webサービスの提供において重要な役割を担うサーバーソフトウェアです。多くのWebサイトやアプリケーションで利用されており、それぞれ異なる特性を持っています。

Apache HTTP Server（通称Apache）は、静的なコンテンツ（HTML、CSS、画像など）の配信を主な目的としたWebサーバーです。一方、Apache TomcatはJava ServletやJavaServer Pages（JSP）を動作させるアプリケーションサーバーで、動的なWebアプリケーションを実行するために用いられます。

この違いを理解することは、適切なサーバー構成やアプリケーションの設計に役立ちます。本記事では、Apache HTTP ServerとApache Tomcatの役割の違いを明確にし、それぞれのセットアップ方法を詳しく解説します。さらに、両者を連携させる方法や実運用でのトラブルシューティングについても掘り下げていきます。

Apache HTTP Serverとは

Apache HTTP Server（以下Apache）は、世界で最も広く利用されているWebサーバーソフトウェアの一つです。静的コンテンツ（HTML、CSS、JavaScript、画像など）をクライアントに配信する役割を担い、高速かつ安定した動作が特徴です。

Apacheの主な役割

Apacheは主に以下のような役割を果たします。

静的ファイルの配信：WebサイトのHTMLや画像をリクエストに応じてクライアントへ送信します。
リバースプロキシ：バックエンドのアプリケーションサーバーへのリクエストを仲介し、負荷分散やセキュリティ強化に貢献します。
モジュールによる拡張性：必要な機能をモジュールとして追加でき、アクセス制御やキャッシュ、SSL対応など多岐にわたる機能を持たせられます。

Apacheの特徴

高い安定性と信頼性：長年の運用実績があり、大規模なWebサイトでも安定した稼働が可能です。
オープンソース：ライセンス料が不要で、コミュニティによる継続的な開発とサポートが行われています。
クロスプラットフォーム対応：Windows、Linux、macOSなど多くのプラットフォームで動作します。

Apacheはシンプルでありながら非常に柔軟性が高く、様々な用途で利用できるため、多くの企業や開発者がWebサーバーとして選択しています。

Apache Tomcatとは

Apache Tomcatは、Javaアプリケーションを実行するためのサーバーであり、特にJava ServletやJavaServer Pages（JSP）を処理することに特化したアプリケーションサーバーです。Apache Software Foundationによって開発・管理されており、軽量でありながら強力な機能を備えています。

Tomcatの主な役割

Tomcatは以下の役割を果たします。

Java Servletの実行：Javaで記述されたサーバーサイドのプログラム（Servlet）を処理し、動的なWebアプリケーションを提供します。
JSPの実行：HTMLにJavaコードを埋め込んだJSPファイルをコンパイル・実行し、動的なWebページを生成します。
HTTPリクエストの処理：クライアントからのリクエストを受け取り、ServletやJSPを通してレスポンスを生成して返します。

Tomcatの特徴

軽量で高速：必要最小限の機能で動作し、比較的軽量なためセットアップも簡単です。
Java EEの一部をサポート：完全なJava EE（Jakarta EE）アプリケーションサーバーではありませんが、ServletやJSPなどの基本的なJava EE技術を提供します。
柔軟なデプロイ：WARファイル（Web Application Archive）形式でのアプリケーションデプロイが容易で、ホットデプロイ機能により迅速なアプリケーションの更新が可能です。

Tomcatの主な用途

Webアプリケーションの開発・運用
REST APIサーバーの構築
テスト環境や開発環境での利用

Tomcatは、シンプルな構成でありながら、Javaアプリケーションの開発・運用において重要な役割を果たします。多くのエンタープライズ環境で利用されており、Java開発者にとっては欠かせないツールとなっています。

Apache HTTP ServerとTomcatの主な違い

Apache HTTP ServerとApache Tomcatは、Webサーバーとして広く利用されていますが、対象とするコンテンツや処理方法に大きな違いがあります。ここでは、両者の主な違いを明確にし、用途に応じた選択のポイントを解説します。

1. 処理対象の違い

Apache HTTP Server：
静的コンテンツ（HTML、CSS、JavaScript、画像など）を主に処理。
サーバーサイドスクリプト（PHP、Perlなど）の実行環境としても利用可能（mod_phpやmod_perlなどのモジュールを通じて）。
Apache Tomcat：
動的コンテンツを生成するJavaアプリケーションを処理。
Java ServletやJSPを通じて、リクエストに応じた動的なWebページを生成。

2. アーキテクチャの違い

Apache HTTP Server：
リクエストを受け取り、静的ファイルをそのままクライアントに返すシンプルな構造。
モジュールによって機能を拡張可能（SSL、キャッシュ、プロキシ機能など）。
Apache Tomcat：
Java VM上で動作し、Java Servletコンテナがリクエストを処理。
Javaアプリケーションが動的にページを生成してレスポンスを返す。

3. 使用例とユースケース

Apache HTTP Serverの用途：
静的なWebサイトやブログのホスティング。
CDN（コンテンツデリバリネットワーク）のフロントエンド。
リバースプロキシサーバーとしての活用。
Apache Tomcatの用途：
JavaベースのWebアプリケーションの運用。
REST APIの提供。
JSP/Servletを用いた企業内システムの運用。

4. パフォーマンスとスケーラビリティ

Apache HTTP Server：大量の静的コンテンツ配信に最適で、軽量かつ高速。
Apache Tomcat：Javaアプリケーションの処理が必要な場合はTomcatが適切。

5. 連携方法

Apache HTTP ServerとTomcatは、mod_proxyやmod_jkなどを使用して連携することで、静的コンテンツをApache HTTP Serverが、動的コンテンツをTomcatが処理するハイブリッドな環境を構築できます。

このように、両者は補完関係にあり、適切に使い分けることで効率的なWebシステムを構築できます。

Apache HTTP Serverのセットアップ方法

Apache HTTP Serverのセットアップは比較的簡単で、多くのOSでサポートされています。以下では、LinuxおよびWindows環境でのインストール手順を解説します。

Linux環境でのインストール

1. パッケージのインストール
Linuxでは、パッケージマネージャーを使用してApacheをインストールできます。

Debian/Ubuntu系:

sudo apt update
sudo apt install apache2

CentOS/RHEL系:

sudo yum install httpd

2. サーバーの起動と自動起動の設定

Debian/Ubuntu系:

sudo systemctl start apache2
sudo systemctl enable apache2

CentOS/RHEL系:

sudo systemctl start httpd
sudo systemctl enable httpd

3. ファイアウォールの設定

ポート80を許可:

sudo ufw allow 'Apache'
sudo ufw reload

Windows環境でのインストール

1. Apache公式サイトからダウンロード
Apache Lounge からWindows版のバイナリをダウンロードします。

2. 解凍と配置
ダウンロードしたZIPファイルを解凍し、C:\Apache24などのディレクトリに配置します。

3. Apacheの設定ファイル（httpd.conf）の編集
C:\Apache24\conf\httpd.confを開き、必要に応じて以下を編集します。

サーバールートの指定：

ServerRoot "C:/Apache24"

ドキュメントルートの指定：

DocumentRoot "C:/Apache24/htdocs"

4. Apacheのインストールとサービス登録
コマンドプロンプトを管理者権限で開き、以下を実行します。

cd C:\Apache24\bin
httpd.exe -k install

5. サーバーの起動

httpd.exe -k start

Apacheの動作確認

ブラウザで http://localhost にアクセスし、「It works!」と表示されればセットアップは完了です。

初期設定の確認ポイント

80番ポートが他のプロセスに占有されていないか確認。
httpd.confでのポート設定を必要に応じて変更。
エラーログ（logs/error.log）を確認して問題がないか確認。

Apache HTTP Serverのセットアップはシンプルですが、正しい設定を行うことで安定したWebサーバー環境を構築できます。

Apache Tomcatのセットアップ方法

Apache Tomcatのセットアップは、Javaアプリケーションを実行するために必要な手順です。以下では、LinuxおよびWindows環境でのインストールと基本的な設定方法を解説します。

事前準備

Tomcatの実行にはJava環境（JDK）が必要です。インストールされていない場合は、以下のコマンドでJDKをインストールします。

Debian/Ubuntu系:

sudo apt update
sudo apt install openjdk-11-jdk

CentOS/RHEL系:

sudo yum install java-11-openjdk

Windowsでは、Oracle公式サイトからJDKをダウンロードしてインストールします。

Linux環境でのTomcatインストール

1. Tomcatのダウンロード
公式サイトからTomcatの最新版をダウンロードします。

wget https://downloads.apache.org/tomcat/tomcat-9/v9.0.70/bin/apache-tomcat-9.0.70.tar.gz

2. 解凍と配置

tar -xvzf apache-tomcat-9.0.70.tar.gz
sudo mv apache-tomcat-9.0.70 /usr/local/tomcat9

3. 実行権限の付与

sudo chmod +x /usr/local/tomcat9/bin/*.sh

4. Tomcatの起動

sudo /usr/local/tomcat9/bin/startup.sh

5. 自動起動の設定
/etc/systemd/system/tomcat.serviceを作成し、以下を記述します。

[Unit]
Description=Apache Tomcat 9
After=network.target

[Service]
Type=forking
User=root
ExecStart=/usr/local/tomcat9/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat9/bin/shutdown.sh

[Install]
WantedBy=multi-user.target

サービスの登録と起動：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable tomcat
sudo systemctl start tomcat

Windows環境でのTomcatインストール

1. Tomcat公式サイトからダウンロード
Apache Tomcat公式サイトからWindows版のTomcatをダウンロードします。

2. 解凍と配置
ダウンロードしたZIPファイルを解凍し、C:\Tomcat9などのディレクトリに配置します。

3. Java環境変数の設定
環境変数に以下を追加します。

JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-11
CATALINA_HOME=C:\Tomcat9
PATH=%CATALINA_HOME%\bin

4. Tomcatの起動
コマンドプロンプトで以下を実行します。

cd C:\Tomcat9\bin
startup.bat

Tomcatの動作確認

ブラウザで http://localhost:8080 にアクセスし、「Apache Tomcat」の管理画面が表示されればセットアップ完了です。

初期設定のポイント

8080ポートが他のアプリケーションに使用されていないか確認。
conf/server.xmlでポート番号を変更可能。
アクセス制限を解除する場合は、conf/tomcat-users.xmlを編集して管理者ユーザーを追加します。

Tomcatのセットアップは簡単ですが、適切な権限設定とセキュリティ設定を行うことで、安全で安定した運用が可能になります。

Apache HTTP ServerとTomcatの連携方法

Apache HTTP ServerとTomcatを連携させることで、静的コンテンツはApache HTTP Serverが処理し、動的コンテンツ（ServletやJSP）はTomcatが処理するハイブリッドな環境を構築できます。この連携により、サーバーの負荷分散やパフォーマンスの向上が期待できます。

ここでは、mod_jkとmod_proxyの2つの方法を使った連携手順を解説します。

方法1: mod_jkを使った連携

mod_jkは、Apache HTTP ServerとTomcat間でリクエストを転送するためのモジュールです。

1. mod_jkのインストール

Debian/Ubuntu系:

sudo apt install libapache2-mod-jk

CentOS/RHEL系:

sudo yum install mod_jk

2. workers.propertiesの設定
/etc/libapache2-mod-jk/workers.propertiesを編集し、Tomcatへの接続情報を記述します。

worker.list=worker1
worker.worker1.type=ajp13
worker.worker1.host=localhost
worker.worker1.port=8009

3. Apacheの設定ファイルを編集
/etc/apache2/sites-available/000-default.confまたはhttpd.confに以下を追加します。

JkWorkersFile /etc/libapache2-mod-jk/workers.properties
JkMount /app/* worker1

4. Tomcat側の設定
conf/server.xmlでAJPコネクタを有効にします。

<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

5. Apacheの再起動

sudo systemctl restart apache2
sudo systemctl restart tomcat

これで、http://localhost/appへのアクセスがTomcatに転送されます。

方法2: mod_proxyを使った連携

mod_proxyは、リバースプロキシとしてTomcatにリクエストを転送する方法です。シンプルで設定が容易なため、広く利用されています。

1. mod_proxyのインストール

Debian/Ubuntu系:

sudo a2enmod proxy proxy_http

CentOS/RHEL系:

sudo yum install mod_proxy

2. Apacheの設定ファイルを編集
/etc/apache2/sites-available/000-default.confまたはhttpd.confに以下を追加します。

<VirtualHost *:80>
    ProxyPass /app http://localhost:8080/app
    ProxyPassReverse /app http://localhost:8080/app
</VirtualHost>

3. Tomcat側の設定
conf/server.xmlでTomcatが8080番ポートで動作していることを確認します。

4. Apacheの再起動

sudo systemctl restart apache2
sudo systemctl restart tomcat

これで、Apacheがフロントエンドとして動作し、Tomcatへのリクエストを転送します。

mod_jkとmod_proxyの違い

mod_jk：AJPプロトコルを使用し、高速な通信が可能。細かい設定が可能で、大規模システム向け。
mod_proxy：HTTPプロトコルを使用し、設定がシンプルで導入しやすい。小規模から中規模向け。

プロジェクトの規模や要件に応じて適切な方法を選択しましょう。

トラブルシューティングとよくあるエラー

Apache HTTP ServerやTomcatのセットアップや連携時には、様々なエラーが発生する可能性があります。ここでは、よくあるエラーとその解決方法を紹介します。

1. Apache HTTP Serverのよくあるエラー

1.1. ポート競合エラー
エラー内容:

(98)Address already in use: AH00072: make_sock: could not bind to address 0.0.0.0:80

原因: ポート80が他のプロセスで使用されています。
解決方法:

sudo netstat -tuln | grep :80
sudo kill <PID>
sudo systemctl restart apache2

ポートを変更する場合は/etc/apache2/ports.confでポート番号を編集します。

1.2. 権限エラー
エラー内容:

Forbidden - You don't have permission to access this resource.

原因: DocumentRootのパーミッションが不足しています。
解決方法:

sudo chown -R www-data:www-data /var/www/html
sudo chmod -R 755 /var/www/html

1.3. 設定ミスによる起動失敗
エラー内容:

AH00526: Syntax error on line X of /etc/apache2/apache2.conf

原因: 設定ファイルに誤りがあります。
解決方法:

sudo apachectl configtest

エラーのある行を修正し、再起動します。

2. Tomcatのよくあるエラー

2.1. 8080ポートの競合エラー
エラー内容:

Address already in use: bind: 8080

原因: 他のプロセスが8080ポートを使用しています。
解決方法:

sudo netstat -tuln | grep :8080
sudo kill <PID>

または、conf/server.xmlで以下のようにポート番号を変更します。

<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1" />

2.2. デプロイエラー
エラー内容:

SEVERE: Error deploying web application directory /usr/local/tomcat/webapps/app

原因: アプリケーションのWARファイルが破損しているか、依存関係が不足しています。
解決方法:
WARファイルを再ビルドし、/usr/local/tomcat/webappsに再配置します。

2.3. メモリ不足エラー
エラー内容:

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

原因: Tomcatのメモリ設定が不足しています。
解決方法:
setenv.shまたはcatalina.shに以下を追加します。

export CATALINA_OPTS="-Xms512m -Xmx1024m"

3. ApacheとTomcat連携時のエラー

3.1. 502 Bad Gatewayエラー
原因: Tomcatが起動していないか、AJPコネクタが無効です。
解決方法:

Tomcatが起動していることを確認します。

sudo systemctl status tomcat

AJPコネクタが有効か確認し、server.xmlの該当箇所が以下のようになっていることを確認します。

<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

3.2. 404エラー
原因: TomcatのWebアプリケーションが正しくデプロイされていません。
解決方法:

webappsフォルダ内にWARファイルが存在することを確認します。
Tomcatのログcatalina.outを確認し、デプロイエラーがないかを確認します。

4. ログでエラーを確認する方法

Apacheのログ：/var/log/apache2/error.log
Tomcatのログ：/usr/local/tomcat/logs/catalina.out

エラーログをこまめに確認することで、問題を迅速に特定し解決できます。

運用とパフォーマンスチューニング

Apache HTTP ServerとTomcatの安定した運用には、適切なチューニングとセキュリティ対策が欠かせません。ここでは、運用中にパフォーマンスを最大化する方法と、セキュリティ向上のための設定を紹介します。

1. Apache HTTP Serverのパフォーマンスチューニング

1.1. KeepAliveの有効化
KeepAliveを有効にすると、同一クライアントとの接続を維持し、複数のリクエストを処理できます。これにより、接続確立のオーバーヘッドが削減されます。
/etc/apache2/apache2.confまたはhttpd.confに以下を追加します。

KeepAlive On
MaxKeepAliveRequests 100
KeepAliveTimeout 5

1.2. マルチプロセッシングモジュール（MPM）の最適化
MPMはApacheのリクエスト処理モデルを決定します。event MPMは非同期処理で効率が良いため推奨されます。

sudo a2dismod mpm_prefork
sudo a2enmod mpm_event
sudo systemctl restart apache2

mpm_event.confで以下の設定を調整します。

<IfModule mpm_event_module>
    StartServers 2
    MinSpareThreads 25
    MaxSpareThreads 75
    ThreadLimit 64
    ThreadsPerChild 25
    MaxRequestWorkers 150
</IfModule>

1.3. キャッシュの設定
mod_cacheを有効にし、静的ファイルのキャッシュを行うことで、応答時間を短縮します。

sudo a2enmod cache
sudo a2enmod cache_disk

/etc/apache2/mods-enabled/cache.confに以下を追加します。

CacheEnable disk /
CacheRoot /var/cache/apache2
CacheDirLevels 2
CacheDirLength 1

2. Tomcatのパフォーマンスチューニング

2.1. Javaヒープサイズの最適化
Tomcatがメモリ不足になるとパフォーマンスが低下します。ヒープサイズを適切に設定することでメモリ管理が改善します。
setenv.shまたはcatalina.shに以下を追加します。

export CATALINA_OPTS="-Xms512m -Xmx2048m"

2.2. コネクタのチューニング
Tomcatのconf/server.xmlで、最大スレッド数や接続数を調整します。

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           maxThreads="200"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443" />

2.3. gzip圧縮の有効化
クライアントへのレスポンスをgzip圧縮することで、転送データ量を削減します。
conf/web.xmlに以下を追加します。

<filter>
    <filter-name>gzipFilter</filter-name>
    <filter-class>org.apache.catalina.filters.GzipFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>gzipFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

3. セキュリティ強化のための設定

3.1. Apacheのバナー情報を隠す
Apacheのバージョン情報は攻撃の対象となる可能性があります。
/etc/apache2/conf-enabled/security.confを編集し、以下を追加します。

ServerTokens Prod
ServerSignature Off

3.2. Tomcatの管理ツールのアクセス制限
Tomcat Managerアプリケーションへのアクセスを制限します。
conf/tomcat-users.xmlに管理者アカウントを追加します。

<role rolename="manager-gui"/>
<user username="admin" password="strongpassword" roles="manager-gui"/>

3.3. HTTPSの導入
Let’s Encryptを利用して無料でSSL証明書を取得し、HTTPS通信を有効にします。

sudo apt install certbot python3-certbot-apache
sudo certbot --apache

4. ログのローテーションと監視

Apacheログのローテーション

sudo nano /etc/logrotate.d/apache2

以下の設定を追加します。

/var/log/apache2/*.log {
    weekly
    rotate 52
    compress
    missingok
    notifempty
}

Tomcatログの監視
conf/logging.propertiesでログレベルを調整します。

org.apache.catalina.level = INFO
org.apache.coyote.level = WARN

5. 負荷分散とスケールアウト

Apache HTTP Serverをリバースプロキシとして構成し、複数のTomcatインスタンスへ負荷分散を行います。
httpd.confに以下を追加します。

<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember http://localhost:8080
    BalancerMember http://localhost:8081
</Proxy>

ProxyPass /app balancer://mycluster
ProxyPassReverse /app balancer://mycluster

これにより、複数のTomcatインスタンス間でリクエストが分散され、スケールアウトが可能になります。

まとめ

本記事では、Apache HTTP ServerとApache Tomcatの違い、セットアップ方法、連携手順、トラブルシューティング、そして運用・パフォーマンスチューニングについて詳しく解説しました。

Apache HTTP Serverは静的コンテンツの配信に特化し、TomcatはJavaアプリケーションの動的コンテンツを処理します。それぞれの役割を理解し、適切に使い分けることでWebサーバーのパフォーマンスとセキュリティを大幅に向上させることができます。

また、両者を連携させることで、効率的かつ柔軟なWebアプリケーション環境を構築でき、負荷分散やスケールアウトにも対応可能です。

適切なチューニングと運用によって、ApacheとTomcatのポテンシャルを最大限に引き出し、安定したWebサービスを提供しましょう。