CDNとは？

CDN（コンテンツ・デリバリー・ネットワーク）とは、地理的に分散したサーバ群を指す名称です。これらのサーバは、ウェブコンテンツを利用者の近くに届けることで配信速度を向上させるために利用されます。世界各地のデータセンターでは、短時間のうちにファイルのコピーを保存するキャッシュが利用され、この仕組みによって利用者は最寄りのサーバに接続し、ウェブデバイスやブラウザからインターネットにアクセスできるようになります。CDNは、ウェブページ、画像、動画などのコンテンツを利用者の近くのサーバにキャッシュします。この技術を使えば、映画や動画の視聴、ソフトウェアのダウンロード、銀行情報の確認、商品の購入などが、長い待ち時間なく行えるようになります。

CDNはATMに例えられることがあります。街のあちこちにATMが設置されていれば、混雑している日でも現金を引き出しやすくなります。銀行での待ち時間は大幅に短縮され、ATMは利用しやすい場所に配置されています。

かつては、各サーバから個別にコンテンツを取得するのに時間がかかっていましたが、現在のCDNはメディアファイル、テキスト、画像、スクリプト、ソフトウェアダウンロード、EC、ソーシャルメディア、ライブストリーミング、オンデマンド動画など、多様なコンテンツを扱えるよう進化しています。

また、CDNはDDoS攻撃などの悪意ある攻撃からウェブサイトに追加のセキュリティ層を提供するよう設計されています。WAFを利用すれば、システムの安全性をさらに高めることが可能です。

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CDNの例

インターネット上でアクセスされる多くのコンテンツは、CDNによって提供されています。以下の例をご覧ください。

例えば、利用者がニューヨークにいて、英国の人気ショップのサイトを閲覧するとします。その情報は英国のサーバにホストされているため、もし大西洋を横断するような接続であれば、速度は極端に遅くなります。この問題を解決するためにCDNが生まれ、ロンドンのウェブサイトのキャッシュ版を世界各地の「拠点」（PoP）に保存します。各PoPは独自のキャッシュサーバ群から構成され、利用者がどこからアクセスしても現地向けのコンテンツを提供します。

利用者の近くのサーバから配信されるコンテンツは、迅速で高性能な体験をもたらし、ワンクリックで情報へアクセスできます。

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CDNはどのように機能するのか？

CDNの目的は、待ち時間を完全になくすことにあります。待ち時間とは、ウェブページの表示や動画のストリーミング中に発生するわずかな遅延で、数ミリ秒で済むはずですが、時に長く感じられたり、タイムアウトを引き起こしたりします。一部のCDNは、サーバとの物理的距離を縮めることでこの遅延を解消しています。広範に配置されたCDNは、利用者に極力近い場所でコンテンツを配信することで、高速かつ安定したウェブ体験を実現しています。

たとえば、週末にリラックスしながら最新のハリウッド作品を視聴したい場合、CDNは最適なサーバへと接続し、待ち時間を短縮します。通常、その最適なサーバは利用者の物理的な位置に最も近いサーバです。メディアファイルはそのサーバにキャッシュされ、同じ地域からのリクエストに即座に応じます。もし探しているコンテンツが利用できない、または古くなっている場合、CDNサービスは新たなコンテンツを取得し、将来のリクエストに備えます。

もちろん、ウェブコンテンツの迅速な配信はCDNの主要な用途ですが、CDNは4KやHD品質の動画、音声ストリームなど、さまざまなデジタル情報の配信にも利用されています。基本的に、どのようなデジタル情報でもCDNを通じて送信することが可能です。

CDN技術はどのように進化したのか？

CDN技術は1990年代後半に登場し、以降、利用者のニーズに応じて進化してきました。初期のCDN技術は、ネットワークトラフィックやデータセンター運用のネットワーキング原則に重点を置いていました。

第2世代では、ネットワークトラフィックから発展し、動画や音声のストリーミング配信に焦点が移りました。世界各地の第2世代CDNは主にニュースやオンデマンド動画の配信に使用されました。

また、モバイル向けのコンテンツ配信の改善が図られ、利用が増すにつれて、クラウド技術やP2Pネットワークにも対応するようになりました。

現代の第3世代はまだ完全な形には至っておらず、進化を続けています。AWSはCDNシステムのさらなる発展に多額の投資を行い、エッジコンピューティングに重点を置いたシステム構築を目指しています。エッジコンピューティングにおけるCDNは、スマートデバイスの帯域幅利用などのタスクを担っています。今後のトレンドは自律ネットワークです。

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CDNホストとは？

CDNはウェブホストではなく、最後の利用者まで直接コンテンツを運ぶわけではありませんが、コンテンツ配信ネットワークのサーバは、利用者やそのISPの近くに配置されています。この一時的なキャッシュにより、待機時間が短縮され、複数の利用者に効率的にコンテンツが届けられます。

ネットワーク管理者、すなわち無線サービスプロバイダーやモバイルキャリアの方々が、オンライン動画の需要増大に対応するには、CDNプラットフォームが非常に有力かつ経済的な選択肢となります。コンテンツ配信ネットワークは、高速で安全かつ安定したオンライン体験を提供する土台となります。

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なぜCDNが必要か？

長年にわたり、CDNはインターネットの裏方として機能してきました。この技術により、買い物、銀行、医療など、世界各地の利用者にローカライズされたコンテンツを迅速に届けることが可能になっています。

CDNがなければ、元のサーバから情報を保存・複製して利用者の端末に届ける速度は著しく低下し、インターネット本来のあり方が損なわれます。知らず知らずのうちに、CDNはオンライン体験を支えており、高速で安定したパフォーマンスを実現するために必要な仕組みです。以下、CDNがどのようにトラフィックを管理しているかを見てみましょう。

CDNは全体のトラフィックを分散し、誰もが最適な形でインターネットにアクセスできるよう設計されています。これは、最速ルートが混雑する場合、他のルートに分散させるのと似た状況です。

その結果、一部の利用者は通常より遠回りを強いられるかもしれませんが、確実に目的地に到達でき、渋滞に巻き込まれにくくなります。通常のルートを迂回しても、他の利用者が別ルートを通るため、長時間の渋滞に悩まされることはありません。CDNはシステムを遅くすることなく、負荷分散とリソースの有効活用に注力しています。

実際、CDNがなければ、多くの利用者にとってインターネットの利用は非常にストレスフルなものとなっていたでしょう。

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CDNで配信できるコンテンツの種類は？

CDNが保持できるコンテンツは時代とともに変化してきました。かつては単純なテキストやデータベースのみでしたが、今日のCDNは動画、コードファイル、画像など豊富なデジタル情報を扱うことが可能です。

主にCDNは、動的コンテンツと静的コンテンツの両方を配信します。それぞれの意味を見てみましょう。

• 動的コンテンツ

その名の通り、この種のデータは頻繁に変化・更新されます。ログイン状態、チャットメッセージ、ソーシャルメディアの投稿、天気予報、画像などが該当し、利用者ごとに変わります。

また、ログイン時間、利用者の好み、地域によっても変化するため、エッジでキャッシュするのは難しいのが現状です。こうした動的コンテンツには、CDNが最適な選択肢となります。

• 静的コンテンツ

静的コンテンツとは、すべての利用者に共通し、変更されないデータのことを指します。ロゴ、フォント、ヘッダー画像などがこれに含まれます。さらに、HTML、CSS、JSON、JSなどの応答も変わらず、事前に取得できるため、静的コンテンツと分類されます。

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CDNのメリットは？

CDNは、世界中のインターネットトラフィックの分散を支える重要な仕組みです。各地域へ迅速にコンテンツが届けられるため、待ち時間がなくなります。中小企業を含む多くの事業者が、円滑なウェブ閲覧体験の提供を目的としてCDNを導入しています。

インターネットは大量のデータや高解像度動画、大規模なダウンロードに対応して設計されたわけではないため、CDNはこうした負荷を緩和するために不可欠です。安全にメディアコンテンツを届けることで、今日のインターネット体験の多くがこの技術の恩恵を受けています。CDNのメリットは以下の通りです。

1. パフォーマンス

パフォーマンスとは、クリックした瞬間に新しいページへ移行できるか、または数秒間待たなければならないかの違いです。画面上に現れる小さな回転アイコンは、ISPが十分な速度でデータを供給できないために発生するバッファリングを示します。

CDNは、特定のコンテンツがキャッシュされると、ISPや利用者はオリジンサーバから直接取得するのではなく、CDN内のサーバに接続するため、待ち時間が大幅に短縮されます。たとえば、イタリア・ミラノのファッションハウスX（FHX）がオンライン注文の新ラインナップを提供する場合、ニューヨーク、パリ、リオデジャネイロ、東京の利用者が、それぞれ最寄りのサーバから新しいコンテンツにアクセスでき、何百何千マイルも往復する時間を節約できます。

2. 可用性

可用性とは、多くの利用者が同時に同じコンテンツにアクセスしても、常に利用可能であることを意味します。1秒間に数百万件のリクエストが発生すると、単一のサーバ群では耐えられず、システムクラッシュや利用者体験の低下につながる恐れがあります。CDNの分散構造により、大量のトラフィックも各サーバで吸収され、広範な利用者層にも安定したサービスを提供できます。

1. セキュリティ

インターネット上で高価値なデータが増えると、悪意ある攻撃者の脅威も高まります。ハッカーによる攻撃は企業に多大な被害をもたらす可能性があり、内部犯行、DDoSやウェブ攻撃などは、対処が難しくコストもかかります。

DDoS攻撃やウェブ攻撃は年々巧妙になっており、しばしば同時に行われ、DDoS攻撃で注意を逸らしながらさらなる被害が加えられます。正当なトラフィックと悪意あるトラフィックを区別するのが困難なため、攻撃手法の進化に合わせたセキュリティ対策が不可欠です。

こうした状況から、CDNはウェブサイトのセキュリティ対策において重要な役割を果たします。今日、多くのCDNは高性能なクラウド型ソリューションを備えており、サービスのパフォーマンスや可用性に影響を与えずに、多種多様な攻撃から利用者を守ります。

4. インテリジェンス

現代はデータが全てを左右する時代です。CDNプロバイダーは、世界各地の利用者の接続状況、デバイス、閲覧体験といった膨大なデータを生成できます。これらのデータは、オンライン活動の傾向を把握する上で非常に有用です。

CDNの利用者

インターネットに接続するほとんど全ての人がCDNの恩恵を受けています。CDNは、ウェブ利用者に迅速で安定した体験を提供するために作られ、コンテンツやアプリの提供者、サービスプロバイダーによって活用されています。

エンドユーザー向けCDN

CDNを経由して配信されるサイトやウェブアプリは、ページの読み込みが速く、通信も迅速で、より信頼性の高いオンライン体験を実現します。利用者は、その仕組みが背景で動作しているため、CDNを通じていることに気付かないことが多いです。ISPやモバイルキャリアから提供されるサービスとしてその恩恵を享受しています。

コンテンツ提供者向けCDN

ウェブ事業者、メディア、分散型コンピューティング企業などのコンテンツやアプリの提供者は、CDNを利用して利用者体験の向上、離脱率の低下、プロモーションの成果向上、コンバージョン率の改善、顧客信頼性の強化を図っています。また、CDNはDDoS攻撃などの脅威からの防御にも役立ちます。

ネットワークサービスプロバイダー向けCDN

リッチメディアサービスの急成長や各種デバイスにおけるウェブパフォーマンスへの期待の高まりから、多くのサービスプロバイダーは自社のコンテンツ配信ネットワークの構築を検討しています。ネットワーク管理者にとって、CDNを活用すれば、ネットワーク負荷の軽減、付加価値サービスの開発、コアネットワークのトラフィック削減が可能となり、企業や外部のコンテンツ提供者へCDNサービスを提供できるようになります。

CDNの最大のメリットは、負荷分散（オフロード）です。利用者の近くにキャッシュされたコンテンツを提供することで、元のサーバへの負荷を軽減し、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させます。これにより、コンテンツは事業者内部で完結し、他のネットワークにアクセスする必要がなくなります。

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CDNとクラウドサービスの違い

技術の進化により、企業のコンテンツ配信方法は多様化しました。CDNや分散コンピューティングは、ウェブコンテンツやアプリのパフォーマンスと拡張性の課題に対応するために作られました。しかし、その役割は異なります。

• クラウド

分散コンピューティングは、データを利用者のPCのハードディスクではなく、ウェブサーバに保存します。これにより、オンラインメール、ファイル保管、ファイル共有、バックアップなどのサービスが迅速かつ信頼性を持って利用できます。また、オンラインメディアプラットフォームなどへのアクセスも容易になります。クラウドは、複数の拠点（PoP）で構成され、各地域にサーバが配置されています。

企業にとって、クラウドは低コストで、必要に応じたアプリのスケーリング、新たな地域への展開、さらには関連クラウドサービスを用いた最新の体験やビジネスソリューションの構築を可能にします。

ただし、クラウドには多くの利点がある一方、アプリケーションの構築や移行時に予期せぬ費用が発生することもあり、パフォーマンスや可用性の維持が難しくなる場合もあります。

• CDN

CDNは、世界中の元サーバからコンテンツを取得し、利用者の近くにあるサーバにキャッシュする仕組みです。まず元サーバにコンテンツを保存し、そこから各地域の拠点へ複製・配置します。利用者に近い場所に保存することで、移動距離が短くなり、待ち時間が減少します。また、この仕組みにより、元サーバへの負荷を分散することができます。

一部では、CDNを「エッジ」と呼ぶこともあります。エッジとは、物理空間とデジタル空間がサービス現場で交わる場所のことです。多数の拠点が世界中に配置され、利用者に極力近い位置でサービスが提供されます。

つまり、どこにいても、携帯電話、タブレット、PCなどのウェブ対応機器を通じて、必要なコンテンツに迅速にアクセスできるのです。自宅で動画を視聴していても、海外で旅行の予約をしていても、同じ安定した接続体験が得られます。

データセキュリティとCDN

CDNを効果的に活用することで、企業は既存のデータセキュリティ体制を強化できます。以下、CDNがデータセキュリティにどのように貢献するかを示します。

• TLS/SSL証明書の連携

CDNを利用すれば、ウェブサイトへのTLS/SSL証明書の実装が容易になります。これらの証明書は、優れた利用者認証、データの整合性、エンドツーエンドの暗号化を提供し、業界基準のセキュリティを実現します。

ユーザーがウェブサイトにアクセスすると、利用者からサーバへデータが転送されます。もしこのデータが保護されていなければ、悪用されるリスクが高まります。

ウェブサイトがTLSやSSL暗号化を利用すれば、送信されるデータは完全に保護され、ハッカーから守られます。

• DDoS攻撃の可能性削減

CDNはネットワークのエッジで運用され、高度に最適化されたセキュリティ壁を構築するため、アプリやウェブサイトがDDoS攻撃にさらされるのを防ぎます。別の表現をすれば、

CDNは世界中で様々な形で利用されており、既に多数のサイバー研究事例が存在します。こうした攻撃に関するデータは、CDNの改善に役立ち、次世代のCDNのセキュリティ向上と現・未来の利用者保護に寄与しています。

• ボットやクローラーの排除

CDNは、クローラーやボットがウェブサイトにアクセスするのをブロックし、帯域やリソースの無駄な消費を防ぎます。さらに、安全性を高めるために、有料・無料の各種セキュリティ拡張機能を連携させ、ボットネットによるシステム乗っ取りを防ぐことも可能です。