目次
CDN（コンテンツデリバリーネットワーク）は、すべてのリクエストをオリジンサーバーに送り返す代わりに、ユーザーリクエストを近くのエッジサーバーにルーティングし、キャッシュされたコンテンツを配信することで機能します。コンテンツがすでにエッジにキャッシュされている場合は、CDNはそれを即座に配信します。キャッシュされていない場合は、CDNはオリジンからコンテンツを取得し、ユーザーに配信し、将来のリクエストに備えてコピーを保存することがあります。
このガイドでは、CDNのアーキテクチャ、リクエストルーティング、キャッシング、そして最新のコンテンツ配信におけるパフォーマンス上の利点について説明します。
コンテンツデリバリーネットワークとは？
CDNは、地理的に分散したサーバーネットワークであり、ユーザーにより近い場所からコンテンツを配信することで、ウェブパフォーマンスを向上させます。
単一のオリジンサーバーからすべてのリクエストを処理する代わりに、CDNはトラフィックを近くのエッジサーバー経由でルーティングし、レイテンシーを削減し、読み込み時間を改善します。
CDNは、ウェブサイト、アプリケーション、メディア、その他のデジタルコンテンツの配信を高速化し、現代のインターネットインフラストラクチャの基礎的な部分となっています。
詳細はこちら: CDNとは？
CDNの仕組みは？
CDNは、サーバーをユーザーの近くに配置し、それらのサーバーを使用してオリジンサーバーに代わってコンテンツを配信することで機能します。
ユーザーがコンテンツをリクエストすると、CDNはそのリクエストを処理するのに最適なエッジロケーションを決定します。エッジサーバーは、コンテンツがキャッシュで利用可能かどうかを確認します。有効なキャッシュコピーが利用可能な場合、CDNはコンテンツを即座に配信します。
コンテンツが利用できない場合、CDNはオリジンサーバーからコンテンツを取得し、将来のリクエストに備えてコピーを保存することがあります。エッジからより多くのリクエストを処理することで、CDNはレイテンシーを削減し、オリジンサーバーの負荷を軽減し、さまざまなリージョン間での配信パフォーマンスを向上させます。
次のセクションでは、そのプロセスの各段階を詳しく説明します。
CDNリクエストフロー：コンテンツがステップバイステップで配信される仕組み
CDNの背後にあるリクエストフローを理解することで、キャッシング、ルーティング、エッジ配信といった概念と、実際のユーザーリクエスト時に何が起こるかが結びつきます。
以下の手順は、ユーザーがウェブサイトやアプリケーションにアクセスしてからコンテンツが配信されるまでの、一般的なリクエストの流れを追っています。
1. ユーザーがウェブページまたはデジタルアセットをリクエストする
プロセスは、ユーザーがウェブサイトを開く、ビデオストリームを開始する、ファイルをダウンロードする、またはアプリケーションにアクセスするときに始まります。ブラウザは、ページの読み込みに必要なリソース（HTMLファイル、画像、JavaScript、CSS、ビデオ、アプリケーションアセットなど）のリクエストを送信します。
2. DNSがリクエストをCDNにルーティングする
リクエストを受信後、ドメインネームシステム（DNS）は、すべてのリクエストをオリジンサーバーに直接送信する代わりに、ユーザーのリクエストをCDNに転送するのに役立ちます。
ルーティングの決定は、通常、ネットワーク状況、サーバーの可用性、ユーザーの地理的な場所などの要因に基づいて行われます。単一の配信ポイントに依存するのではなく、CDNはコンテンツ取得が始まる前に、リクエストにとってより効率的なパスを特定できます。
3. CDNが近くのPoPまたはエッジサーバーを選択する
リクエストがCDNに到達すると、プラットフォームはどの配信ロケーションが応答に最適な位置にあるかを決定します。
選択は地理的な近接性だけに基づくわけではありません。ネットワークの輻輳、エッジサーバーの健全性、容量、ルーティング効率もすべて選択プロセスに影響を与える可能性があります。
4. エッジサーバーがコンテンツがキャッシュされているか確認する
リクエストが選択されたエッジサーバーに到着すると、CDNはリクエストされたコンテンツがすでにキャッシュで利用可能かどうかを確認します。
キャッシュされるコンテンツには、画像、ビデオ、JavaScriptファイル、CSSファイル、ダウンロード可能なアセット、その他頻繁にリクエストされるリソースが含まれます。キャッシュルールは、保存されたコンテンツが有効であり、即座に配信できるかどうかを決定します。
5. キャッシュヒットによりコンテンツが即座に配信される
リクエストされたコンテンツがキャッシュで見つかり、有効なままである場合、キャッシュヒットが発生します。
この場合、エッジサーバーはオリジンサーバーに連絡することなく、コンテンツをユーザーに直接配信します。これにより、配信経路が短縮され、オリジントラフィックが削減されます。
6. キャッシュミスが発生し、オリジンサーバーからコンテンツを取得する
キャッシュミスは、リクエストされたコンテンツが利用できない、期限切れである、またはキャッシュから配信される資格がない場合に発生します。
CDNはリクエストをオリジンサーバーに転送し、コンテンツを取得してユーザーに配信します。
7. CDNはキャッシュルールに基づいてコンテンツを保存する
オリジンからコンテンツを受信した後、CDNは事前に定義されたキャッシュポリシーに従って、エッジにコピーを保存することがあります。
これらのルールは、コンテンツをキャッシュできるかどうか、有効期間、およびCDNが更新バージョンを確認するタイミングを決定します。
8. 将来のリクエストはエッジから配信される
コンテンツがキャッシュされると、後続のリクエストは多くの場合、エッジから直接配信できるようになり、オリジントラフィックが削減され、需要が増加する期間中のスケーラビリティが向上します。
CDNアーキテクチャ：CDNを機能させる中核コンポーネント
CDNは、さまざまなリージョン間で効率的にコンテンツを配信するために連携して動作する、いくつかのインフラストラクチャコンポーネントに依存しています。
オリジンサーバー
オリジンサーバーは、ウェブサイトコンテンツ、アプリケーションアセット、データベース、その他のリソースの元のバージョンを保存します。
ほとんどのユーザーリクエストがCDNから処理される場合でも、キャッシュされたコピーが利用できないか、更新が必要な場合には、オリジンはコンテンツの信頼できる情報源であり続けます。
プレゼンスポイント（PoP）
プレゼンスポイント（一般にPoPと呼ばれます）は、さまざまな都市、リージョン、ネットワークハブに分散して配置された地理的に分散したデータセンターです。
PoPはCDNのカバレッジをローカル市場に拡張し、コンテンツをユーザーにより近づけるのに役立ちます。グローバルCDNは、大規模な低レイテンシーコンテンツ配信をサポートするために、複数の国とネットワークにわたって数百のPoPを運用する場合があります。
エッジサーバー
エッジサーバーはPoP内で動作し、ユーザーからのコンテンツ配信リクエストを処理します。
すべてのリクエストがオリジンまで戻ることを要求する代わりに、エッジサーバーはキャッシュされたリソースをCDNネットワークから直接配信できるため、不要な往復が削減され、配信効率が向上します。エッジインフラストラクチャは、キャッシング、トラフィック分散、コンテンツアクセラレーション機能もサポートします。
DNSルーティング
DNSルーティングシステムは、ユーザーの場所、ネットワーク状況、サーバーの可用性などの要因に基づいて、リクエストを適切なCDNロケーションに転送します。
ロードバランシング
ロードバランシングは、トラフィックを単一のサーバーやロケーションに集中させる代わりに、利用可能なインフラストラクチャ全体にリクエストを分散させます。
バランスの取れたトラフィック分散は、リソース利用効率を向上させ、需要が高まる期間中のサービス可用性の維持に役立ちます。
CDNキャッシングの仕組み
CDNキャッシングは、コンテンツをエッジロケーションに保存することで機能し、将来のリクエストはオリジンサーバーから同じコンテンツを繰り返し取得することなく処理できるようにします。
リクエストがエッジに到達すると、CDNは有効なキャッシュコピーが利用可能かどうかを確認します。コンテンツがすでにキャッシュされている場合は、即座に配信されます。そうでない場合は、CDNはオリジンからコンテンツを取得し、将来のリクエストに備えて保存することがあります。
CDNは主に、ユーザーやリクエスト全体で変わらない静的コンテンツ（画像、CSSファイル、JavaScriptファイル、フォント、ダウンロード可能なドキュメント、ビデオファイル、静的HTMLページなど）をキャッシュします。
ユーザーごと、またはリアルタイムデータに基づいて生成される動的コンテンツは、キャッシュに適さないことがよくありますが、最新のCDNはルーティングと接続の最適化を通じて動的リクエストを依然として高速化できます。
キャッシュヒットとキャッシュミス
キャッシュヒットは、コンテンツが利用可能であり、エッジから即座に配信できる場合に発生します。キャッシュミスは、有効なコピーが存在しない場合に発生します。CDNはオリジンサーバーからコンテンツを取得し、ユーザーに配信し、エッジにコピーを保存します。同じリソースに対する将来のリクエストは、キャッシュから直接配信できるようになります。
TTLとCache-Controlルール
キャッシュされたコンテンツが無期限に利用可能であるわけではありません。Time to Live（TTL）は、キャッシュされたコピーが有効である期間を決定します。TTLが期限切れになると、CDNは将来のリクエストに備えて、オリジンから更新されたバージョンを取得します。
Cache-Controlヘッダーは、コンテンツをキャッシュできるかどうか、およびその条件に関する追加の指示を提供します。TTLおよびCache-Controlポリシーにより、チームはパフォーマンスとコンテンツの鮮度のバランスを制御できます。
CDNあり vs. CDNなし：コンテンツ配信で何が変わるのか？
CDNを使用する場合とオリジンサーバーだけに依存する場合の違いは、ウェブサイト、アプリケーション、デジタルコンテンツが複数のリージョンにわたってより多くのユーザーにサービスを提供するにつれて、より顕著になります。
キャッシングはCDNの最も重要な機能の1つですが、全体的な配信モデルの一部にすぎません。CDNあり／なしでのコンテンツ配信を比較すると、CDNインフラストラクチャの広範な影響が明らかになります。
| カテゴリ | CDNなし | CDNあり |
|---|---|---|
| リクエスト経路 | リクエストは直接オリジンサーバーに送信されます。 | リクエストは近くのCDN PoPまたはエッジサーバー経由でルーティングされます。 |
| レイテンシー | 応答時間は地理的距離の影響をより受けます。 | コンテンツはユーザーにより近い場所から配信できます。 |
| オリジン負荷 | オリジンがすべてのトラフィックを処理します。 | CDNが多くの繰り返しリクエストを吸収します。 |
| 可用性 | サービスはオリジンインフラストラクチャに大きく依存します。 | トラフィックはグローバルネットワーク全体に分散できます。 |
| トラフィックスパイク | 突然の需要がオリジンを過負荷にする可能性があります。 | トラフィックの急増はCDNネットワーク全体に分散されます。 |
| セキュリティ | 保護はオリジンに集中します。 | セキュリティ制御はネットワークエッジ全体に適用できます。 |
| グローバルユーザーエクスペリエンス | パフォーマンスは地域によって異なります。 | パフォーマンスは地域間でより一貫性を保ちます。 |
CDNはオリジンサーバーを置き換えるものではありません。代わりに、コンテンツの保存、リクエストのルーティング、およびさまざまな場所でのトラフィック管理をより効率的に行うのに役立つ、分散配信レイヤーを追加します。
CDNはどのようにウェブパフォーマンスを向上させるのか？
CDNは、ユーザーとコンテンツ間の距離を縮め、エッジロケーションからキャッシュされたアセットを配信し、トラフィックをグローバルネットワーク全体に分散させることで、ウェブパフォーマンスを向上させます。配信経路の短縮はレイテンシーの削減に役立ち、エッジキャッシングは繰り返しリクエストをユーザーの近くで処理することでオリジンサーバーの負荷を軽減します。
CDNはまた、可用性を向上させ、オリジンに需要を集中させることなくグローバルなスケーラビリティをサポートします。ビデオファイル、ソフトウェアダウンロード、高解像度画像などの大規模なアセットの場合、エッジ配信は地域全体のユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させることができます。
企業がCDNを必要とするのはいつですか？
すべてのウェブサイトがCDNを必要とするわけではありません。企業は、ウェブサイトのトラフィック、ユーザーの場所、コンテンツサイズ、またはパフォーマンス要件が単一オリジン配信モデルを超えた場合にCDNを必要とする可能性があります。
CDNは、以下の場合に特に価値があります。
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ユーザーが複数の国または地域に分散している場合
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ウェブサイトやアプリケーションが大規模なファイル、ビデオや画像などのビジュアルコンテンツ、またはソフトウェアダウンロードを配信する場合
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アプリケーションが地理的に多様なユーザーベース全体で一貫したパフォーマンスを必要とする場合
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製品やサービスのプロモーション、製品発表、ライブイベント、または季節的な需要のピーク時にトラフィックスパイクが発生する場合
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高い可用性、強力なセキュリティ、または低いオリジンサーバー負荷が優先事項になる場合
組織は、これらの要件のいくつかが同時に存在する場合にCDNを採用することがよくあります。
CDNを使用するビジネス上の利点は何ですか？
CDNの技術的な利点は、多くの場合、測定可能なビジネス成果をサポートします。
より高速で一貫性のあるコンテンツ配信は、より良いユーザーエンゲージメントをサポートし、分散インフラストラクチャは信頼性とサービス可用性を向上させます。
CDNのセキュリティ機能は、DDoS保護、ウェブアプリケーションファイアウォール制御、ボット軽減、トラフィックフィルタリングを通じて、ウェブサイトやアプリケーションの保護にも役立ちます。
複数の市場にサービスを提供する組織にとって、CDNはリージョナルパフォーマンス、アクセス制御、コンプライアンス要件、およびより信頼性の高いコンテンツ配信をサポートできます。
CDNetworksがグローバルコンテンツ配信をどのようにサポートするか
効果的なコンテンツ配信は、グローバルインフラストラクチャ、キャッシング効率、トラフィック最適化、およびエッジセキュリティに依存します。
CDNetworksは、以下の方法でこれらの要件をサポートします。
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グローバルPoPカバレッジ：90以上の国と地域に3,000以上のCDN PoPがあり、世界中のユーザーにより近い場所からコンテンツを配信するのに役立ちます。
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インテリジェントキャッシング：設定可能なキャッシュポリシーと階層的キャッシングは、キャッシュ効率を向上させ、オリジンサーバーの負荷を軽減するのに役立ちます。
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ダイナミックアクセラレーション：ルート最適化と高速化技術は、動的アプリケーションおよびキャッシュ不可コンテンツの配信パフォーマンスを向上させるのに役立ちます。
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セキュリティ機能：統合されたDDoS対策: Flood Shield 2.0
、WAF、およびトラフィックフィルタリングは、ネットワークエッジでアプリケーションを保護するのに役立ちます。
CDNetworksが組織のグローバルコンテンツ配信の高速化と保護をどのように支援するか、詳細をご覧ください。
コンテンツデリバリーネットワークに関するFAQ
CDNはどのように段階的に機能しますか？
CDNは、ユーザーリクエストを適切なエッジロケーションにルーティングし、利用可能な場合はキャッシュされたコンテンツを配信し、必要な場合はオリジンからコンテンツを取得します。
オリジンサーバーとエッジサーバーの違いは何ですか？
オリジンサーバーは、コンテンツとアプリケーションの元のバージョンを保存します。エッジサーバーはキャッシュされたコピーを保存し、ユーザーにより近い場所からコンテンツを配信します。
CDNにキャッシュされたコンテンツがない場合はどうなりますか？
リクエストされたコンテンツがエッジで利用できない場合、CDNはオリジンサーバーからコンテンツを取得し、ユーザーに配信し、キャッシュポリシーに基づいて将来のリクエストに備えてコピーを保存することがあります。
CDNは単なるキャッシュですか？
キャッシングはCDNの機能の1つです。最新のコンテンツデリバリーネットワークは、トラフィック管理、ロードバランシング、セキュリティサービス、アプリケーション高速化機能も提供します。CDNの役割はキャッシングをはるかに超えています。
CDNはどのようにウェブパフォーマンスを向上させますか？
CDNは、ユーザーとコンテンツ間の距離を縮めることでレイテンシーを削減します。エッジキャッシングはオリジンサーバーの負荷も軽減し、需要が高い期間中のパフォーマンス維持に役立ちます。
CDNはどのようにエッジサーバーを選択しますか？
CDNは、近接性、ネットワーク状況、サーバーの可用性などの要因を使用して、適切な配信ロケーションを選択します。