CDN (コンテンツ配信ネットワーク) とは何ですか?

コンテンツ配信ネットワーク(CDN) は、配信ネットワークまたはアプリケーション配信ネットワークとも呼ばれ、地理的に離れた場所にスタッフやユーザーを抱える組織にとってビジネス上不可欠です。 ユーザーが要求したときにデータを配信するには、1 秒 (および数分の 1 秒) が重要であり、ユーザーの近くにあるサーバーを利用できると、ほぼリアルタイムのデータ配信が保証されます。 

CDN はインターネット エコシステムのレイヤーとして機能します。 メディア企業、ソーシャル プラットフォーム、e コマース サイトなどのコンテンツ所有者は、コンテンツをキャッシュしてエンド ユーザーに配信するために CDN オペレーターに料金を支払います。 一方、CDN オペレーターは、インターネット サービス プロバイダー (ISP)、通信事業者、ネットワーク オペレーターに、自社のサーバーをグローバル データ センターでホストするための料金を支払います。

従来の Web ホスティングでは、Web サイトのデータを単一のハードウェア サーバーに保存します。 このタイプのホスティングは信頼性が高く安全ですが、範囲と機能が限られているため、通常、インターネット トラフィックに単独で使用されることはありません。 CDN は、組織が強力で信頼性の高い Web ホスティング ソリューションを必要とする必要性を置き換えるものではありませんが、ネットワーク エッジでコンテンツをキャッシュすることでホスティング サービスを補完します。 

このキャッシュにより、重要なデータのバックアップが実現され、世界中にデータバンクが構築されるため、Web サイトのパフォーマンスとユーザーのデータへのアクセス性が向上し、従来の Web ホスティングの問題点の一部が軽減されます。

CDN はオンプレミスのデータセンターでもクラウドベースでも構いません。 ウェブサイトが無料または共有ホスティングを使用している場合、CDN を使用すると、通常そのようなプラットフォームでは制限されているリソースの使用を減らすことができます。 サイトのトラフィックが急増した場合でも、CDN は急増によってリソース制限を超えないようにします。 ここでは、CDN をより深く理解し、最大限に活用するのに役立つ重要な機能と用語を紹介します。

オリジンサーバー: 接続された配信ネットワークでは、オリジン サーバーは、クライアントによって要求されているリソースの元のコピーを保存するサーバーです。 分散クラウド プライベート リンクを使用すると、プライベート リンク経由でオリジン サーバーを構成できます。

キャッシュ: コンテンツ配信ネットワークは、オリジン サーバーよりもエンド ユーザーに物理的に近い場所にあるプロキシ サーバーにコンテンツ (画像、ビデオ、Web ページなど) をキャッシュします。 (プロキシ サーバーは他のサーバーからのリクエストを受信し、それを他のサーバーに渡します。) サーバーがリクエストを行うユーザーの近くにあるため、CDN はコンテンツをより迅速に配信できます。 キャッシュとは、遠く離れたサーバーがクエリに応答し、その情報を保存、つまり「キャッシュ」して、将来使用できるようにすることです。 キャッシュにより待ち時間が短縮されます。 キャッシュされたコンテンツは、ユーザーがリクエストし続けている限り、CDN キャッシュに残ります。

エッジコンピューティング: エッジ サーバー(エッジ クライアントで使用される) は、ネットワークへのエントリ ポイントを提供するエッジ デバイスの一種です。 CDN はキャッシュされたデータの送信に重点を置いていますが、エッジ コンピューティングはライブ ストリーミング、ゲーム、AI など、他の多くの種類のコンピューティングもサポートしています。

プレゼンスポイント（PoP） : プレゼンス ポイント (PoP) は、マルチテラビットの専用冗長プライベート ネットワークを使用して相互接続され、最大のパフォーマンスを実現します。 これらの PoP は複数の Tier1 トランジット プロバイダーと密にピアリングおよび接続されており、アプリケーションと消費者に信頼性の高い高品質のインターネット アクセスを提供します。 

Web トラフィックの稼働時間と可用性に依存する組織は、CDN を使用することでメリットを得ることができます。 CDN はプライマリ ネットワークと連携してトラフィック負荷を分散するだけでなく、ユーザーがいる場所に最も近い物理的なポイントに意図的に分散します。

• ウェブサイトの読み込み時間の改善: CDN は、コンテンツを Web サイト訪問者の近くに配信することで、ページの読み込み時間を短縮し、待ち時間を減らし、ユーザー エクスペリエンスを向上させます。
• 帯域幅コストの削減: CDN はデータ転送とキャッシュを最適化し、オリジン サーバーから転送する必要があるデータの量を削減します。 これにより、Web サイト所有者のホスティング コストを削減できます。
• 強化されたユーザーエクスペリエンス: レイテンシが短縮され、読み込み時間が最適化されるため、ユーザーや顧客がどこにいても、より優れたエクスペリエンスを実現できます。
• コンテンツの可用性と冗長性の向上: CDN は、個々のオリジン サーバーに比べて大量のトラフィックを処理でき、ハードウェア障害にも耐えることができます。 このスケーラビリティと負荷分散の改善により、Web サイトの可用性が向上し、ダウンタイムのリスクが軽減されます。
• 強化されたウェブサイトセキュリティ: 一部の CDN では、分散型サービス拒否 (DDoS)攻撃の緩和やセキュリティ証明書の改善などのセキュリティ機能も提供しています。 これらの機能は、一般的な悪意のある攻撃から Web サイトを保護するのに役立ちます。

CDN を構成するには、オリジン サーバーと、信頼できるクラウド コンピューティング組織の分散クラウド サービス アカウントが必要になります。 構成を実装するための大まかな手順は次のとおりです。

ステップ1: クラウド サービス アカウントのコンソールにログインし、新しい CDN ディストリビューションを作成します。

ステップ2: メタデータ、ドメイン、配信タイプなどの CDN 設定を構成します。

ステップ3: CDN オリジン プールを構成してオリジン サービスを統合します。

ステップ4: 必要に応じて、コンテンツ配信操作を制御するための詳細オプションを構成します。

ステップ5: 配布物の作成を完了します。

ステップ6: 配布状況を確認します。 CDN ディストリビューションが展開され、リージョン エッジでコンテンツをキャッシュして提供できるようになるまでには数分かかる場合があります。

ステップ7: Secure Sockets Layer (SSL) または Transport Layer Security (TLS) を構成する ネットワークデータを保護します。

ステップ8: ディストリビューションのパフォーマンスを監視し、必要に応じて調整します。

CDN をまだ実装しておらず、実装を検討している場合は、あらゆる段階で必要な帯域幅とサポートを提供する会社と協力することが重要です。 十分な情報に基づいた決定を下すために考慮すべき要素がいくつかあります。

1. 要件を特定します。 CDN を使用するための具体的なニーズと目標を決定します。 地理的範囲、パフォーマンス、機能、価格、顧客サポート、スケーラビリティなどの要素を考慮してください。
2. 利用可能なオプションを調査します: さまざまな CDN プロバイダーを調べて、そのサービスと業界での評判を比較します。
3. パフォーマンスを評価する: 各プロバイダーが、速度、ネットワーク接続、信頼性と稼働時間、レイテンシ、容量に関するニーズにどのように対応しているかを確認します。 次に、DNS 応答時間、接続時間、待機時間、スループット、トレースルートなどのメトリックのパフォーマンスを評価します。 
4. セキュリティを考慮してください: CDN プロバイダーがコンテンツとデータを保護するための強力なセキュリティ対策を講じていることを確認してください。 DDoS 保護や安全なコンテンツ配信などの機能を探してください。
5. 価格を確認する: 帯域幅の使用量、データ転送コスト、料金などの要素を含む、さまざまな CDN プロバイダーの価格モデルを比較します。
6. 顧客レビューを確認する: 他の顧客のレビューや体験談を読んで、検討中の CDN プロバイダーに関する経験についての洞察を得てください。
7. 専門家のアドバイスを求める: 業界の専門家に相談するか、CDN プロバイダーの経験を持つ専門家にアドバイスを求めてください。

十分な調査を行った後、要件と予算に最も適した CDN プロバイダーを選択できるようになります。

これまでに説明した CDN の利点の多くは、Web サイトや Web ページの検索結果にも良い影響を与える可能性があります。 検索エンジンの結果ページ (SERP) に何らかの効果が出る保証はないことを覚えておくことが重要です。 しかし、特定の方法で Web エクスペリエンスを最適化すると、SEO の向上につながる可能性があります。 

• ページの読み込み時間の改善: CDN は、異なる地理的地域にある複数のサーバーに Web サイトのコンテンツを配信します。 これにより、ユーザーと Web ホスト間の物理的な距離が短縮され、読み込み時間が短縮され、待ち時間が短縮されます。 そして、それはユーザーエクスペリエンスに良い影響を与え、検索エンジンのランキング向上にも貢献する可能性があります。
• ウェブサイトの可用性の向上: CDN は、Web サイトのトラフィックを複数のサーバーに分散し、サーバーの過負荷やダウンタイムのリスクを軽減します。 ウェブサイトがユーザーにとって確実にアクセス可能な状態であれば、検索エンジンでの可視性とランキングを維持するのに役立ちます。
• グローバル展開: CDN には、世界中のさまざまな地域に配置されたサーバーのネットワークがあります。 グローバルなプレゼンスを持つだけで、特に国際的なユーザーを抱えるサイトの場合、ユーザー エクスペリエンスと検索エンジンのランキングにプラスの影響を与えることができます。
• モバイルエクスペリエンスの向上: CDN はモバイル デバイス向けのコンテンツ配信を最適化し、スマートフォンやタブレットで Web サイトが迅速かつ効率的に読み込まれるようにします。 SEO におけるモバイル最適化の重要性が高まっており、CDN を使用すると、Web サイトの検索エンジンランキングを向上させることができます。

コンテンツ配信ネットワークを最大限に活用するには、最も重要な KPI に照らしてその運用を監視する必要があります。 次に、パフォーマンスと配信を分析し、最後に最高のパフォーマンスが得られるように最適化を続けます。 

• CDN プロバイダーをベンチマークします。 CDN を導入する前に、現在の Web サイト サーバー単体でパフォーマンスのベンチマークを取得してください。 次に、CDN が実際にデータをより速く配信することを確認します。
• オリジン サーバーへのトリップ数を監視します。 オリジン サーバーに対して行われたリクエストの数を追跡します。 予想よりもトリップ数が多い場合は、CDN がデータを効果的にキャッシュしておらず、そのキャッシュを使用していない可能性があります。
• あなたの地域で利用可能な CDN を選択してください: ユーザーが所在する地理的エリアにサーバーが配置されている CDN サービスを選択します。
• さまざまな領域からのテスト: さまざまな地理的な場所からテストを実施して、どこからでも一貫したパフォーマンスを確保します。
• HTTP/2 の負荷テスト: 潜在的なボトルネックと改善領域を特定するために、高負荷状態での CDN のパフォーマンスを評価します。 
• CDN を長期にわたって監視および最適化する: CDN とオリジン サーバーから要求されたファイルを監視して、CDN を継続的にテストします。 CDN 設定を定期的に更新し、すべてが正常に動作していることを確認します。 継続的な最適化を実現するために役立つ 3 つの方法をご紹介します。

1. キャッシュ制御ヘッダー: キャッシュ制御ヘッダーは、CDN によってコンテンツをキャッシュする期間を指定するために使用されます。 適切なキャッシュ制御ヘッダーを設定することで、CDN がオリジン サーバーからコンテンツを取得する頻度を制御でき、オリジン サーバーの負荷が軽減されます。
2. コンテンツの削除と無効化: コンテンツの消去と無効化により、CDN キャッシュから特定のファイルまたはコンテンツを削除または更新できます。 これにより、ユーザーが常に最新かつ最も関連性の高い情報を入手できるようになります。
3. 圧縮と縮小: 圧縮および縮小技術により、オリジン サーバーと CDN サーバー間で転送されるファイルのサイズが削減されます。 ファイルを圧縮すると、転送する必要があるデータの量が削減され、読み込み時間が短縮されます。また、縮小すると、特定のファイルから空白やコメントなどの不要な文字が削除され、パフォーマンスが向上します。        

コンテンツ配信ネットワークは組織のデジタルの幅と範囲を拡大するのに役立ちますが、CDN には特定の課題も伴う可能性があります。 IT 部門は、これらの潜在的な問題を認識して防止するか、定期的に操作をチェックして更新や機能強化を行う必要があります。

1. 展開: CDN がコンテンツを取得する元を決定し、複数のストレージ システムにコンテンツを展開することは困難な場合があります。 これには、CDN の初期構成ミスも含まれますが、これは発見次第修正する必要があります。
2. 地域によるコンテンツの不一致: ユーザーがどこに住んでいても、シームレスで信頼性が高く、一貫性のあるコンテンツをユーザーに提供したいと考えています。 CDN はまさにそれを実現することを目的としていますが、地域によってコンテンツの不一致が生じる場合があります。 さまざまな地域の CDN コンテンツを監査するシステムを有効にし、それに応じてパフォーマンスを調整します。
3. バージョン管理とキャッシュ制御: 静的コンテンツの更新を管理し、新しいバージョンを展開することは複雑になる可能性があります。
4. テスト: CDN が期待どおりに動作し、要件を満たしていることを確認するには、徹底的なテストが必要になる場合があります。
5. コンテンツとクライアントのセキュリティ: CDN を使用する場合、コンテンツを不正アクセスや改ざんから保護することは困難になる可能性があります。 信頼できるセキュリティ ソリューションを導入して、悪意のある人物によるデータやユーザーの個人情報へのアクセスを防ぎます。
6. 回復力: ネットワークやインフラストラクチャの障害が発生した場合でも、高い可用性と回復力を維持することが重要です。 結局のところ、組織は可用性と信頼性を高めるために CDN を導入します。したがって、システムをテストして、組織にとって実際にそれが実現されていることを確認してください。

近年、CDN が組織のデジタル成長に合わせて拡張できるようにするための新しいトレンドが生まれています。 ここでは、CDN 展開を将来にわたって保証するのに役立つものをいくつか紹介します。

エッジコンピューティングと CDN の統合: エッジ コンピューティングと CDN を統合することで、組織は両方のアプローチの利点を活用できます。 エッジ コンピューティングは、アクションをソースに可能な限り近づけることで、リアルタイムの意思決定を可能にし、レイテンシを削減します。 CDN は、ユーザーに近いサーバーからコンテンツを提供することで、コンテンツが迅速かつ効率的に配信されるようにすることで、その機能を補完します。

エッジ コンピューティングと CDN 統合を組み合わせることで、組織はユーザー エクスペリエンスを強化し、アプリケーションのパフォーマンスを改善し、データとコンテンツの配信を最適化できます。 これは、リアルタイムの意思決定と低レイテンシが重要なモノのインターネット (IoT) が関係するシナリオでは特に重要です。

HTTP/3 および QUIC プロトコルを使用した CDN 展開: HTTP/3は、人気と使用が急速に増加している新しいインターネット プロトコルです。 これは、CDNS の待ち時間を短縮し、読み込み時間を短縮する多重化トランスポート プロトコルであるQUICを使用します。 HTTP/3 はレイテンシが低く、実際の使用では読み込みがはるかに速くなります。

CDN における AI と機械学習: テクノロジー全体における人工知能 (AI) と機械学習 (ML) の利用と利用の増加は、コンテンツ配信ネットワークを使用する人々にとって大きなチャンスをもたらします。 私たちが目にしている 4 つのメリットは次のとおりです。

1. トラフィックの最適化: AI と ML アルゴリズムは、ネットワーク トラフィック パターンを分析し、ユーザーの行動を予測してコンテンツ配信を最適化します。 
2. インテリジェント キャッシュ: AI および ML モデルは、ユーザーのアクセス パターンを分析して、CDN がコンテンツをインテリジェントにキャッシュするのに役立ちます。 
3. 異常検出: AI および ML アルゴリズムは、ネットワーク トラフィックと CDN パフォーマンスの異常を識別し、ほぼリアルタイムで問題を見つけて軽減するのに役立ちます。 AI と ML アルゴリズムは、CDN が分散型サービス拒否 (DDoS) 攻撃などのセキュリティの脅威を検出して軽減するのにも役立ちます。
4. 生成AIによる動的コンテンツ作成: AI および ML モデルは、ユーザーの好みや行動に基づいてコンテンツをパーソナライズし、実際に作成することで、動的なコンテンツ配信を最適化できます。 これはコンテンツプロバイダーにとって大きなチャンスとなりますが、クリエイティブな AI と ML への投資にかかる初期費用はおそらく相当なものになるでしょう。

F5 は、コンテンツ配信ネットワーク (CDN) の実装と保護に関して豊富な経験を持っています。 データを配布し、世界中のどこに住んでいてもそれを必要とするすべての人がアクセスできるようにすることが、組織にとって重要な考慮事項であると当社は理解しています。 F5 の製品とソリューションが CDN の実装と保護にどのように役立つかを説明します。

さらに、当社は業界をリードするセキュリティ機能の統合を提供し、組織がネットワークを信頼性高く最適に最大限に活用できるよう支援します。