現在、196社以上のコンテンツ配信ネットワーク（CDN）スタートアップが存在し、特に著名な企業にはLimelight、Akamai、Cloudflare、Fastlyなどが挙げられます。これらの企業はA+資金調達を実現しており、CDN企業は自社のネットワークを活用して、企業が安全に接続し、保護し、オンラインプレゼンスを構築することを可能にしています。エンタープライズ向けCDNは、統合ツール群を提供しコンテンツ配信の高速化を実現します。スケーラブルで高性能なネットワークであり、オンライン動画配信やコンテンツ配信に最適です。CDNは強力な暗号化によるユーザー情報保護を通じて、サイトやアプリをDDoS攻撃から守ることも可能です。さらに3G、4G、5G、Wi-Fiネットワークを介して複数拠点へライブコンテンツを配信することも可能です。
コンテンツ配信ネットワーク（CDN）の理解
CDNは画像やスクリプトなどの静的コンテンツ、動的コンテンツ、ライブストリームを処理し、グローバルビジネスに不可欠な存在です。オリジンサーバーからトラフィックを移動させることで、DDoS攻撃や不正アクセスに対するセキュリティ層を追加します。以下に、CDNについてさらに知っておくべきことをご紹介します。
CDNとは？
コンテンツ配信ネットワーク（CDN）は、ユーザーに近い複数の場所にウェブコンテンツをキャッシュすることで、ウェブサイトのパフォーマンスと読みやすさを向上させるために使用されます。CDNは本質的に地理的に分散したサーバー群であり、コンテンツ配信を高速化します。次世代エッジストレージや最適化サービスと組み合わせて構築することも可能です。ウェブサイトセキュリティにおけるCDNの役割
企業がコンテンツ配信ネットワーク（CDN）を利用する主な理由は、ネットワーク通信における遅延を最小限に抑え、遅延を削減するためです。ウェブサイト、サーバー、クライアント間のグローバルなトラフィックは、物理的に大きな距離を移動します。双方向通信を扱うため、リクエストはクライアントからサーバーへ、そしてサーバーからクライアントへと往復します。
CDNは効率性を向上させ、帯域幅消費を削減します。アプリケーション間のデータフローを最適化することでユーザー体験を向上させることが可能です。
コンテンツ配信ネットワークの主要構成要素
以下にCDNアーキテクチャの主要構成要素を示します：
運用アーキテクチャ
遅延対策は全てのCDNの主要目的の一つです。CDNは優れた接続性を提供することで知られています。PoP（ポイント・オブ・プレゼンス）は世界中の主要なトラフィック集中地域に配置されています。また、スムーズなデータ伝送を促進するために、これらと連携して使用されるネットワークハブも存在します。
ドメインネームシステム（DNS）アーキテクチャ
CDN内のDNSは、リクエストをCDNサーバーへ誘導します。これらのサーバーはドメイン名を付与され、着信リクエストを処理する能力を備えています。DNSサーバーはIPアドレスの地理的検索を実行し、リクエストを最寄りのエッジサーバーへルーティングできます。
リバースプロキシ
CDNは機能としてリバースプロキシを利用し、Webサーバーのエミュレーション、コンテンツのキャッシュ、ファイアウォール保護を適用できます。A/Bスプリットテストやボットブロック機能も備えています。
継続性アーキテクチャ
CDNのパフォーマンスは高く、ベンダーは耐障害性の高いSLAに投資しています。CDNアーキテクチャは、単一障害点におけるゼロ障害率を実現することで知られています。計画的かつタイムリーなメンテナンスサイクルのスケジュール設定が可能で、その他のコンテンツ配信ネットワークセキュリティ対策と併用できます。円滑な通信のための専用アウトオブバンドチャネルを作成し、管理・有効化・遠隔制御が可能です。CDNシステムはダウンしたサーバーを迂回する自動トラフィックルーティングが可能です。既存のソフトウェア・ハードウェアをCDNアーキテクチャに統合することで、堅牢性と継続性を向上させられます。
アーキテクチャ処理とスケーラビリティ
CDNは大量データ高速転送を前提に構築されているため、膨大なデータ量を迅速にルーティングできます。また、処理データ量と処理能力を効率的に拡張できます。CDNは運用全レベルで強力な処理・ネットワークリソースを提供します。CDNベンダーは分散型サービス拒否（DDoS）防御機能を標準装備し、専用スクリーニングサーバーでDDoS攻撃を軽減します。各サーバーは、ネットワークレベルでの大量のトラフィックを処理し、毎秒数十ギガバイトのデータを処理することができます。
CDN の仕組み
CDN は、ウェブコンテンツがキャッシュメモリに保存されている、世界中に分散したサーバーのネットワーク上で動作します。ユーザーからのリクエストを受けると、DNS ベースのルーティングに基づいて、最も近いエッジサーバーにリクエストを配信します。その仕組みは次のとおりです。
- DNS 解決：エンドユーザーがウェブサイト名（例：youtube.com）を入力します。DNSリゾルバーがドメインのIPアドレスを解決します。CDNサイトの場合、DNSはオリジンサーバーではなくCDNロードバランサーに解決されます。
- ロードバランシング： CDNのロードバランサーは最適なエッジサーバーを選択します。選択基準はユーザーの近接性、サーバー負荷、ネットワーク使用状況です。レイテンシを低減するため、最も近いエッジノードにリクエストを送信できます。
- エッジサーバーのキャッシュチェック: エッジサーバーは、要求されたコンテンツをキャッシュでチェックします。キャッシュされている場合（「ヒット」）、そのコンテンツを提供します。キャッシュされていない場合（「ミス」）、エッジサーバーはオリジンサーバーからコンテンツを取得します。
- コンテンツ配信: エッジサーバーはダウンロードしたコンテンツをキャッシュし、ユーザーに配信します。静的コンテンツ（画像、CSS）はキャッシュされ、動的コンテンツ（ユーザー固有）はオリジンサーバーから取得されます。
- 階層的構成: CDNは階層的に構成されています。エッジサーバーがユーザーリクエストを処理し、エッジ間のトラフィックはリージョナルサーバー経由でオリジンに転送され、オリジナルコンテンツはオリジンサーバーに保存されます。これによりオリジンの負荷が軽減され、トラフィック急増時のスケーラビリティが実現されます。
ユーザーリクエストはエッジサーバーにルーティングされ、エッジとオリジン間のトラフィックはリージョナルサーバーが処理し、オリジナルコンテンツはオリジンサーバーが管理します。これによりオリジンの負荷が軽減され、トラフィック急増時のスケーラビリティが提供されます。
キャッシュされたコンテンツは定期的に更新され、最新の状態が維持されます。CloudflareやAkamaiなどのCDNは、Anycastルーティングを使用してサーバー群に単一のIPアドレスを提供し、ユーザーを自動的に最寄りのノードにルーティングします。この技術により、オリジンサーバーへの直接アクセスと比較して最大50%のレイテンシ削減が実現されます。
ウェブサイト向けCDNの設定方法
CDNを設定する前に、まずご自身のウェブサイトを分析し、サーバーにCDNが既に統合されているか確認することが重要です。CDNをまだ有効化していない場合は、次の手順に進んでください。CDNの有効化には2つの方法があります。無料CDNを利用するか、有料サービスを選択するかです。独自のCDNを構築することも可能ですが、インフラを自社で構築するか、プライベートデータセンターのサーバースペースを借りる必要があり、コストが高くなります。
CloudflareはDDoS対策を含む優れた機能を備えた無料プランを多数提供しています。HostingerのVPSホスティングを利用しても設定可能で、手順は簡単です。WordPress管理画面からCloudflareプラグインの設定を管理できます。有料ソリューションを選択する場合は、LeaseWeb、CDN77、StackPathなどのCDNプロバイダーも利用可能です。CDNを有効化後、CDNファインダーツールでテストを行い、統合が正常に完了しているか確認してください。ダッシュボードのCDNパフォーマンスセクションに移動し、ウェブサイトのパフォーマンスを確認して有効化します。CDNの変更が反映されるまで24～48時間かかる場合があります。
その後の一般的な手順の概要は以下の通りです：
- DNS設定の構成：ドメインのネームサーバーをCDNから提供されたものに変更します（例：レジストラのネームサーバーをCloudflareのものと交換）。
- CNAMEレコードの作成:これにより、ドメインがCDNエンドポイントを指すようになります（例：www.example.com → example.cdnprovider.com）。また、これらのCDNサーバーを指すようにDNSレコードを更新する必要があります。
- キャッシュルール：キャッシュ対象（例：動画、画像）と有効期限（TTL）値を指定します。ユーザーセッションなど動的なデータは絶対にキャッシュしないでください。一般的なファイルタイプには、ほとんどのCDNでデフォルトルールが用意されています。
- SSL/TLS設定:SSL証明書をCDNにアップロードするか、プロバイダーの共有証明書を使用してHTTPSを設定します。これによりユーザーとエッジサーバーのデータが保護されます。
- テストと監視:ツールを使用して、CDN導入前後のロード時間を比較します。CDNのキャッシュヒット率（目標値＞90%）を確認します。低い数値はキャッシュルールの設定ミスを示します。ブラウザ開発ツールでヘッダーを検証し、キャッシュからのコンテンツ配信を確認してください。
WordPressやカスタムサイトの場合、CDNは通常、コンテンツ更新時にキャッシュを自動クリアするプラグインやAPI連携を提供します。データ侵害を防ぐため、カスタマイズされたページ（ユーザーダッシュボードなど）はキャッシュしないことをお勧めします。
CDN を使用する主な利点
コンテンツ配信ネットワークを使用することには多くの利点があります。まず第一に、ウェブサイトのパフォーマンスを大幅に向上させ、コアネットワークインフラをサポートします。CDN を使用して、以下の活動を行うことができます。
ページ読み込み時間の短縮
ページの読み込み時間が非常に長いと、ウェブトラフィックは遅くなる可能性があります。CDN は、直帰率を減らし、ユーザーがさまざまなページで過ごす時間を増やすことができます。
帯域幅コストの削減
CDN は、毎月消費する帯域幅の量を削減するのに役立ちます。CDN は、これを達成するために、キャッシュやその他のサイト最適化を使用します。ウェブホスティングのコストを削減し、オリジンサーバーが配信するデータ量を減らせます。
コンテンツ可用性の向上
ネットワークのハードウェア障害は、ウェブサイトをクラッシュさせる原因として知られています。訪問者が多すぎるという問題もあります。そのため、CDNサービスはウェブトラフィックを管理し、サーバーの負荷を軽減できます。複数のCDNサーバーがオフラインになっても、稼働中の他のサーバーが代替するため、サービスの中断なく利用できます。
CDNの課題と制限事項
CDNには知っておくべきいくつかの制限があります。特に視聴者が特定の地域に集中している場合、ローカルコンテンツの配信には効果が低くなります。CDNプロバイダーがユーザーに近い場所にサーバーを設置していない場合、コンテンツ配信を高速化するどころか、逆に遅延させることになります。
コストはCDN利用における最大の制約要因の一つです。特に中小企業にとって、CDNの導入と運用には高額な費用がかかる場合があります。月額料金に加え、データ転送料、超過料金、最低利用料金などの予期せぬ費用が発生します。トラフィックが増えるほど、より多くの費用がかかります。
2つ目の問題はプロトコルのサポートです。CDNは主にHTTP(S)プロトコルをサポートするため、独自プロトコルを利用するアプリでの使用が制限されます。カスタムTCPプロトコルを使用するアプリの場合、標準的なCDNではトラフィックを処理できず、パフォーマンスも向上しません。
独自のインフラ構築が必要になる可能性があります。
CDNはウェブサイトとデプロイ手順の複雑さも増大させます。ウェブサイトはウェブホスティング会社とCDNプロバイダーの両方に依存します。CDNがリソースをロードできない場合、ユーザーにはサイトが破損しているように見えます。これにより、問題発生時のトラブルシューティングが困難になります。
単一のCDNプロバイダーのみを使用すると、単一障害点が生じます。そのプロバイダーに問題が発生すると、コンテンツ配信システム全体に影響が及びます。このリスクを軽減するには、マルチCDNアーキテクチャを採用すべきです。
業界別CDN活用事例
CDNは様々な業界に有益であり、それぞれに異なる利点をもたらします。Eコマース分野では、CDNはレイテンシーとページ読み込み速度を最小化します。CDNは帯域幅コストを節約し、フラッシュセール時のトラフィック急増にも対応します。Amazonはページ読み込み時間が100ms増加するごとに売上が1%減少することを把握しており、オンラインショップにとってCDNは必須です。
動画配信事業者は、遅延を最小限に抑えるためCDNを活用します。CDNは動画ファイルを世界中のサーバーに分散配置し、顧客へのコンテンツ提供を可能にします。CDNは適応型ビットレートストリーミングを採用し、視聴者のインターネット接続環境に応じて動画品質を自動調整します。Netflix、Disney+、YouTubeはいずれもCDNを活用し、数百万の視聴者を同時にストリーミング配信しています。
オンラインゲームサイトでは、ゲームプレイに不可欠なレイテンシーを最小化するためCDNが必須です。CDNはネットワーク全体にトラフィックを分散させることで、ゲームリリース時の急増するトラフィックを管理します。CDNはまた、ゲームサーバーを標的とするDDoS攻撃からの防御にも役立ちます。例えばフォートナイトやコールオブデューティは、世界中のプレイヤーに途切れないゲームプレイを提供するためにCDNを採用しています。
ニュースサイトは突発的なニュース発生時のパフォーマンス維持にCDNを活用します。医療専門家は低遅延で遠隔医療サービスを提供するためにCDNを利用しています。学習プラットフォームは、世界中の学生に中断なく教材を配信します。政府ウェブサイトは、CDNインフラのおかげで危機時でもアクセス可能です。
適切なCDNプロバイダーの選び方
CDNプロバイダーを選ぶ際は、その機能と自社の特定のニーズを照らし合わせる必要があります。まず、サーバーのカバー範囲を確認しましょう。対象ユーザーが全世界に及ぶ場合は、グローバルなサーバーカバレッジを持つCDNを選択してください。対象ユーザーが地域限定の場合は、その特定の地域で十分なカバレッジを確保しているCDNを選びましょう。アカマイとクラウドフレアは巨大なグローバルネットワークを有しています。
重要なパフォーマンス指標を監査してください。候補となるCDNをテストし、自社コンテンツにおける実際の遅延削減効果を測定しましょう。キャッシュヒット率が高い（90%以上）CDNを探してください。パフォーマンス不足はユーザーの離脱と収益損失を招きます。各社の主張を検証するため、世界各地から速度テストを実施しましょう。
セキュリティ機能はCDN選定において不可欠です。DDoS対策、SSL/TLS、Webアプリケーションファイアウォールを備えたプロバイダーが必要です。これらはコンテンツをサイバー攻撃から保護します。CloudflareのようなCDNはセキュリティに特化しています。
ベンダー間の料金体系は大きく異なります。一般的にデータ転送量、リクエスト数、場合によってはキャッシュストレージ量に応じて課金されます。各社を比較検討し、超過料金などの追加費用に注意してください。大半のCDNは従量課金制であり、トラフィックが急増する場合に適しています。
既存システムへの統合の容易さをテストしてください。シンプルな設定オプションと十分な監視機能を備えているべきです。特に社内にCDN運用能力がない場合、優れた技術サポートが重要です。
結論
CDN はコンテンツ配信を改善しますが、その代償として、DDoS 攻撃やキャッシュポイズニングなどのセキュリティ上の脆弱性が露呈します。脅威をリアルタイムで特定し、感染デバイスを隔離し、悪意のある動作に自動対応することで、CDNのセキュリティを強化できます。
エッジインフラストラクチャの可視性を提供しながら、CDNとオリジンサーバー間の通信を保護します。CDNに依存する企業にとって、高度な脅威検知を組み込むことは、安全で途切れないコンテンツ配信を保証します。
FAQs
CDNとは、地理的に分散されたプロキシサーバーとそのデータセンターのネットワークです。コンテンツを地理的に分散してエンドユーザーに配信するシステムです。CDNを利用するサイトを開くと、データは最初のホストだけでなく、ユーザーに最も近いサーバーから送信されます。CDNはサイトのコピーを世界中の様々なサーバーに保存します。これにより、ユーザーに届くまでの物理的な距離が短縮され、コンテンツ配信が高速化されます。
CDNはあらゆる規模の企業で利用されています。FacebookやNetflixのような大規模サイトは、何百万ものクライアントにコンテンツを配信するためにCDNに依存しています。メディア企業は動画コンテンツを途切れなく配信するために利用します。オンラインストアは顧客に高速なページ読み込みを提供するためにCDNを必要とします。CDNベンダーはコンテンツベンダーから報酬を受け、そのコンテンツをエンドユーザーに配信します。動画視聴、ソフトウェアダウンロード、ソーシャルメディアサイトへのアクセス時に、CDNが稼働している様子を確認できます。
はい、CDNはDDoS攻撃に対する強力な防御を提供します。その強みは二つあります。第一に、分散配置されたサーバー群が膨大な帯域幅を総動員し、大量攻撃を吸収できる点です。第二に、元のサーバーを隠蔽するため、攻撃者が標的を特定しにくくなる点です。DDoS攻撃が懸念される場合、CDNはトラフィックを分散させ、単一サーバーへの過負荷を防止することで、重要なセキュリティ層を追加します。
トラフィック量が多いサイトやグローバルなユーザー層を持つサイトが最も恩恵を受けます。国際的な顧客に販売するECサイトは、どこでも高速な読み込み時間が必要です。動画や画像などの大容量メディアファイルをホストするサイトでは大幅な改善が見られます。フラッシュセールやイベントでトラフィックが急増する場合、CDNはクラッシュを防ぎます。セキュリティ上の懸念があるウェブサイトも、CDNの保護機能の恩恵を受けます。異なる地域でより良いユーザー体験を求めるサイトは、CDNを利用すべきです。
コンテンツ配信ネットワークの料金は使用量に応じて異なります。Google Cloud CDNでは、キャッシュデータ転送アウトが1GiBあたり0.02～0.20ドル、キャッシュ充填が1GiBあたり0.01～0.04ドル、HTTP/HTTPSリクエスト10,000件あたり0.0075ドルです。大半のCDNは従量課金モデルを採用しており、トラフィックが変動する場合に費用対効果に優れます。データ転送量、リクエスト数、場合によってはキャッシュストレージに対して課金が発生します。ニーズに応じて様々な価格帯のオプションが用意されています。
CDNはSEOパフォーマンスを直接向上させます。Googleなどの検索エンジンはサイト速度をランキングアルゴリズムに反映しています。CDNを利用すると、世界中のユーザーに対してサイトの読み込みが高速化され、検索順位が向上します。ページの読み込みが遅いことで訪問者が離脱するケースが減り、直帰率が低下します。またCDNは信頼性を高め、検索エンジンから評価されます。トラフィック急増時にもサイトパフォーマンスを維持し、ダウンタイムによるSEOへの悪影響を防ぎます。
CDNはコンテンツ配信とキャッシュに特化しているのに対し、クラウドコンピューティングはストレージ、処理、ホスティングなど幅広いサービスを提供します。CDNはキャッシュされたコンテンツを地理的に分散配置し、遅延を低減します。クラウドサービスは需要に応じて拡張可能なコンピューティングリソースを提供します。両者を併用することも可能です——多くのウェブサイトはクラウドプラットフォーム上で稼働し、コンテンツ配信を最適化するためにCDNを利用しています。CDNは速度とパフォーマンスに特化しているのに対し、クラウドコンピューティングはより多様なワークロードを処理します。
CDNはエンドユーザーに近い場所でコンテンツをキャッシュすることでパフォーマンスを向上させます。オリジンサーバーではなく近隣サーバーからファイルを提供することで読み込み時間を短縮します。訪問者が異なる場所からサイトにアクセスしても、全員が高速な体験を得られます。CDNはトラフィックを複数のサーバーに分散させるため、ピーク時の速度低下を防ぎます。またメインサーバーの負荷を軽減し、動的コンテンツの処理能力を向上させます。CDN導入後は、ユーザーエンゲージメント、コンバージョン率、サイト全体の信頼性において改善が見込めます。