CDNとは何か?| CDNの仕組みは?

Webサイトとインターネットサービスへのコンテンツを高速で効率的、安全な配信を実現させるために、CDNが内部でどのように機能しているかを紹介します。

学習目的

この記事を読み終えると、以下のことができるようになります。

  • Define a content delivery network (CDN)
  • CDNを利用する利点をいくつか説明します。
  • CDNの仕組みについてさらに詳細を読んでください。

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CDNとは何か?

コンテンツ配信ネットワーク(CDN)とは、インターネットコンテンツを高速配信するために連携する地理的に分散されたサーバーのグループを指します。

CDNを使用すると、HTMLページ、JavaScriptファイル、スタイルシート、画像、動画を含むインターネットコンテンツの読み込みに必要となるアセットを素早く転送することができるようになります。CDNサービスの人気は高まる一方で、Facebook、Netflix、Amazonなどの主要サイトからのトラフィックを含め、多数のWebトラフィックがCDNを介して提供されています。

正しく設定されたCDNは、分散サービス妨害(DDoS)攻撃など、よくある悪意のある攻撃からWebサイトを保護するために役立ちます。

CDNは、Webホストと同じですか?

CDNはコンテンツをホストせず、必要とされる適切なWebホスティングサービスの代わりにはなりませんが、ネットワーク Edgeでコンテンツをキャッシュするために役立ち、それがWebサイトのパフォーマンスを向上させています。多くのWebサイトが従来のホスティングサービスでパフォーマンスのニーズを満たそうと苦労しています。これが、CDNが選ばれる理由です。

CDNを利用すると、キャッシングを活用してホスティング帯域幅を減らすこと、サービスの中断を防止すること、セキュリティを向上させることが可能なため、従来のWebホスティングに付随する大きな難問を解決するためによく選ばれています。

CDNを利用する利点とは?

CDN利用の利点はインターネットプロパティのサイズとニーズによって異なりますが、多くのユーザーにとっての主な利点は、4つのコンポーネントに分類することができます:

  1. Webサイトのロード時間の改善 - (他の最適化の中でも)近くのCDNサーバーを利用してWebサイトの訪問者の近くでコンテンツを配信することにより、訪問者が体験するページのロード時間が短縮されます。訪問者は、読み込みが遅いサイトだと判断すれば、1クリックで簡単に離れてしまう傾向が強いのですが、CDNは直帰率を下げてサイトにとどまる時間を伸ばすことができます。言い換えれば、Webサイトのスピードが速ければ、より多くの訪問者にゆっくりとそのサイトを楽しんでもらうことができるということです。
  2. 帯域幅の費用を削減 - Webサイトホスティングにおける帯域幅の消費コストは、Webサイト運営において主要な費用です。キャッシングや他の最適化を通じて、CDNはオリジンサーバーが提供しなければならないデータ量を減らすことができます。このため、Webサイト所有者のホスティングコストを削減できるのです。
  3. コンテンツの可用性と冗長性の向上 - 大量のトラフィックやハードウェアの障害が通常のWebサイト機能を損なうことがあります。分散型という特性のおかげで、CDNはさらに多くのトラフィックに対応でき、その他のオリジンサーバーよりもハードウェア障害に耐え得るのです。
  4. Webサイトセキュリティの向上 - CDNはDDoS軽減やセキュリティ証明書、その他の最適化を提供することで、セキュリティを向上させる可能性があります。

CDNの仕組みは?

本質的にCDNはサーバーのネットワークであり、可能な限り、迅速に、安価で、信頼できる状態で、安全にコンテンツを配信するという目標でつながっています。スピードと接続性を向上させるために、CDNは異なるネットワーク間にある、エクスチェンジポイントにサーバーを配置します。

インターネットエクスチェンジポイント(IXP)とは、異なるネットワークで発信されるトラフィックへの相互アクセスを提供するために、複数のインターネットプロバイダーが接続するプライマリロケーションのことです。高速で高度に相互接続されたロケーションへのアクセスを持つことで、1つのCDNプロバイダーが高速データ配信で、コストを抑え、通過時間も短縮できます。

CDNとは何か

IXPでのサーバー間の配置を超えて、CDNは標準クライアント/サーバーデータの転送で数多くの最適化を行っています。CDNはデータセンターを世界の戦略的ロケーションに配置し、セキュリティを向上させ、あらゆる種類の障害やインターネットの混雑に耐え得るようにデザインされています。

遅延 - CDNがどのようにWebサイトのロード時間を改善しているか?

Webサイトの読み込みコンテンツに関しては、サイトのスピードが低下するとユーザーはすぐにサイトから離れてしまいます。CDNサービスでは、次の方法で、ロード時間の短縮を行なっています:

  • グローバル分散型のCDNだからこそ、ユーザーとWebサイトリソース間の距離が縮まったと言えます。Webサイトのオリジンサーバーがある場所に接続する代わりに、ユーザーはCDNを通して地理的に近い距離にあるデータセンターと接続することができます。移動時間の短縮は、サービスの速さに直結しています。
  • 効果的な負荷分散(ロードバランシング)とソリッドステートハードドライブなど、ハードウェアやソフトウェアの最適化もデータを迅速にユーザーの元へ届けるのに役立ちます。
  • CDNは縮小や圧縮といった方法を使用して、ファイルサイズを小さくすることで、転送されるデータの容量を削減できます。ファイルサイズが小さいほどロード時間が短くなるということです。
  • CDNはまた、接続の再利用性を最適化し、TLS false startを有効化することで、 TLS/SSL 証明書を使用するサイトを高速化することもできます。

CDNがWebサイトの読み込みを高速化させるすべての方法をご覧ください

信頼性と冗長性 - CDNはどのようにWebサイトを常にオンラインに保つのか?

アップタイムは、インターネットプロパティを持つ人にとって重要なコンポーネントです。悪意のある攻撃を受けたり、または単に人気が高まっただけでも、ハードウェアの障害やトラフィックの急増が起こり、Webサーバーがダウンしたり、ユーザーがサイトまたはサービスにアクセスできなくなったりする可能性があります。多能なCDNはダウンタイムを最小限に抑える機能をいくつか備えています。

  • 負荷分散(ロードバランシング)は、異なるサーバーを通してネットワークトラフィックを均等に分散させるため、トラフィックの急激な増加を簡単に計ることができるようになります。
  • インテリジェンスフェイルオーバーは、ハードウェアの誤作動が原因で複数のCDNサーバーがオフラインになっても、中断のないサービスを提供します。フェイルオーバーは、使用可能な他のサーバーにトラフィックを再分散できるのです。
  • データセンター全体に技術的な問題が発生した場合、エニーキャストルーティングがトラフィックを他に利用可能なデータセンターに転送し、Webサイトへのアクセスを失うユーザーが出ないようにしています。

CDNがWebサイトをオンラインに維持する方法を説明します

データセキュリティ - CDNは、どのようにデータを保護するのか?

情報セキュリティは、CDNにとって不可欠なものです。CDNは、高い水準の認証、暗号化、整合性を保証する、新しいTLS/SSL証明書を使ってサイトを保護し続けることができます。CDNに関連するセキュリティ上の懸念について紹介し、安全にコンテンツを配信するために何をすべきかを探ります。CDN SSL/TLSセキュリティについてお読みください

帯域幅の費用 - CDNはどのように帯域幅コストを抑えるか?

オリジンサーバーがリクエストに応答するたびに、帯域幅は消費されます。Cloudflare CDNなど、CDNがどのようにオリジンリクエストと帯域幅の費用を削減するかをご確認ください。