コンテンツ配信ネットワーク (CDN) とは何ですか?

スタートアップ企業で働くコンピューター・プログラマーたち

共同執筆者

Stephanie Susnjara

Staff Writer

IBM Think

Ian Smalley

Staff Editor

IBM Think

CDNとは

コンテンツ配信ネットワーク(CDN)は、地理的に分散したサーバー・ネットワークであり、Webコンテンツのコピーをエンド・ユーザーの近くに配置したり、動的コンテンツ(ライブ動画配信など)の配信を容易にしたりすることで、Webの性能の高速化を実現します。

各CDNサーバーは、「ネットワーク・エッジ」、つまりWebサイトの発信元であるホスト・サーバーよりもエンド・ユーザーに近い場所に配置されます。このため、CDNサーバーは「エッジサーバー」と呼ばれることもあります。

各サーバーは、ホスト・サーバーからのWebコンテンツのサブセット(HTMLファイル、画像、オーディオ、動画、アプリケーション)のコピーを保管またはキャッシュします。キャッシュは、エッジ・サーバーにファイルを保管するプロセスであり、ファイルを顧客に近づけることで、データがネットワークを介してストリーミングされるのにかかる時間(レイテンシーと呼ばれる)を短縮します。

コンテンツ配信ネットワークは、コンテンツとユーザーとの間の距離を縮めることで、ウェブサイト・パブリッシャーが性能を高速化し、ユーザーの読み込み時間を短縮し、自社の帯域幅のコストと消費を制御するのに役立ちます。

組織は通常、独自のサーバー・ネットワークを維持するCDNサービス・プロバイダーからCDNサービスを購入します。

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CDNの仕組み

前述したように、コンテンツ配信ネットワーク(CDN)は、Webサイトのオリジン・サーバーよりも近いサーバーからのコンテンツ配信を通じて、Webパブリッシャーがユーザーにより高速で高品質の性能をユーザーに提供できるようにすることで機能します。オリジン・サーバーは、WebサイトまたはWebページのコンテンツを保管および計算する物理的な場所(データセンターなど)にあるコンピューターまたはサーバーです。

たとえば、Webサイトが英国(UK)のオリジン・サーバーにあるとします。米国(US)にいる人がサイトにアクセスすると、CDNはWebページの英国を拠点とするオリジン・サーバーではなく、そのユーザーに近い米国内のエッジ・サーバーからそのユーザーにサービスを提供します。このエッジ・サーバーは、ユーザーとインターネットの間のゲートウェイとして機能するプロキシ・サーバー(キャッシュまたはキャッシュ・サーバーと呼ばれることもあります)の一種です。

静的コンテンツと動的コンテンツ

CDNは、静的コンテンツと動的コンテンツの2種類のコンテンツを提供できます。

  • 静的コンテンツは、Webサイト上で一定に保たれるオンライン・コンテンツです。サイトにアクセスするすべてのユーザーに対して同じです。WebサイトのロゴやHTMLで書かれたブランド情報などのコンテンツは、静的コンテンツの例です。
  • 動的コンテンツとは、ユーザーの行動や場所、その他の要因に基づいて変化するオンライン・コンテンツです。たとえば、ソーシャル・メディア・フィード(Instagram、Facebookなど)、ストリーミング・プラットフォーム(Netflix、Huluなど)、電子商取引サイト(Amazonなど)は、ユーザーごとにカスタマイズされ、パーソナライズされた、メディア・リッチな動的コンテンツを提供します。
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CDNコンポーネントと関連テクノロジー

ドメイン・ネーム・システム(DNS)サーバー

DNSはインターネットの標準プロトコルの一部であり、ユーザーがIPアドレスの代わりにドメイン名とURLを使用してWebサイトにアクセスできるようにします。DNSはインターネットの電話帳で、Webブラウザーを使用して特定のWebサイトを検索するプロセスを簡略化します。コンテンツ配信ネットワーク(CDN) は、DNSを使用して、オリジン・サーバーとエッジ・サーバーのIPアドレスを追跡および提供し、動的な要求ルーティングを実行します。

ポイント・オブ・プレゼンス(PoP)

ポイント・オブ・プレゼンスとは、世界中のさまざまな地域にサーバーとルーターを保管する物理的な場所のことです。これらは最適な接続性と性能を確保するために戦略的に配置され、多くの場合、ユーザー密度が高いエリアや複数のネットワーク・パスが交差するエリアに設置されます。

インターネット・エクスチェンジ・ポイント(IXP)

IXPは、インターネット・サービス・プロバイダーとCDNが接続する物理的な場所です。

アプリケーション・デリバリー・コントローラー(ADC)

ADCは、通常はアプリケーション配信ネットワーク(ADN)の一部として、インターネット経由のアプリケーションの配信を最適化するために使用されるネットワーク・デバイスです。大規模で複雑なまたは分散型のコンテンツ配信ネットワーク(CDN)を運用している企業も、ADCを使用してさらに速度を向上させ、性能を最適化できます。

CDNとWebホスティングの比較

CDNホスティングは、Webサイトのユーザーに地理的に近いネットワーク・サーバーにコンテンツをキャッシュすることで、 Webホスティング(Webサイト・ホスティングとも呼ばれます)を強化します。オリジン・サーバー上でサイト全体をホストするWebサーバーとは異なります。したがって、CDNホスティングは、Webサイトのオリジン・サーバーよりも高速にユーザーにコンテンツを配信できます。

コンテンツ配信ネットワーク(CDN)のメリット

コンテンツ配信ネットワーク(CDN)は、Webパブリッシャーに次のような多くのメリットをもたらします。

  • 接続性と拡張性の向上
  • 帯域幅消費の削減
  • レイテンシーの削減
  • トラフィック急増への対応の改善
  • アウトソーシング・インフラストラクチャー・サポート
  • セキュリティーの強化
  • ユーザー満足度の向上
  • コンテンツ配信の改善
  • 検索エンジン最適化(SEO)ランキングの向上
接続性と拡張性の向上

コンテンツ配信ネットワークにより、サイト・ユーザーのコンテンツ読み込み時間が短縮されます。Webパブリッシャーにとって、ページビューの増加、トラフィックの急増、顧客エンゲージメントの向上、サイトの放棄の減少につながります。

帯域幅消費の削減

Webホストは、オリジン・サーバーから転送されたデータに対して組織に請求します。CDNは、コンテンツのコピーをユーザーの近くに保管することで、オリジン・サーバーからのデータ転送を減らし、組織の帯域幅消費とコストを削減します。

レイテンシーの削減

レイテンシーとは、システムからデータが要求されてから、システムが応答を開始するまでの遅延を指します。Webコンテンツを要求するエンドユーザーとそれを配信するサーバーとの間の距離が長くなると、レイテンシーがさらに大きくなる可能性があります。コンテンツ配信ネットワーク・サーバーはWebコンテンツ・キャッシュをユーザーの近くに保管するため、これらのサーバーは低遅延を実現し、性能を向上させることができます。

トラフィック急増への対応の改善

マーケティング・キャンペーンの成功、期間限定オファー、動画の拡散など、こうしたイベントによってトラフィック需要が急激に(予期した通り、または予期せず)増加する可能性があります。コンテンツ配信ネットワークは、負荷分散を使用してこの需要をサーバー全体に分散し、単一のサーバーの過負荷を防止します。負荷分散は、需要の急増や急増がWebサイトの性能に影響を与えるのを防ぐためにも役立ちます。

アウトソーシング・インフラストラクチャー・サポート

CDNを利用することで、組織は時間、人的資本、お金を費やす必要がなく、独自の地理的に分散されたサーバー・ネットワークを維持する必要がなくなります。

セキュリティーの強化

コンテンツ配信ネットワークでは、分散型サービス拒否(DDoS)攻撃、中間者(MITM)攻撃、ファイアウォールの問題を発見するために分析ツールと自動化ツールを採用しています。

ユーザー満足度の向上

メディア再生やアプリケーションの応答性に関して、読み込み時間の遅い問題は、ユーザーがWebサイトを放棄または回避する理由の1つです。コンテンツ配信ネットワーク・プロバイダーと協力することで、ユーザー・リクエストの需要を満たすために、これらの性能の問題の一部を防止または軽減できます。CDNは、高可用性を確保し、ダウンタイムのリスクを低減することで、コンテンツ利用者がサイトのインタラクションに満足する可能性を高め、全体的なエクスペリエンスを向上させます。

コンテンツ配信の改善

CDNはコンテンツをより迅速に配信し、配信されるインターネット・コンテンツの品質を向上させます。伝送速度が遅いと、動画再生、ビデオ通話、ライブ・ビデオ・ストリーミングが妨げられ、ジッターが発生する可能性があります。バッファリング、低品質の画像とサウンド、不完全な送信は、動画および音声コンテンツの配信にも影響します。コンテンツ配信ネットワークは、コンテンツとユーザーの間の距離を短縮し、トラフィックの負荷を分散することで、ルーターやサーバーの負荷が大きくなるのを防ぎます。

SEOランキングの向上

CDNは、読み込み時間を改善し、Webサイトを高速化し、帯域幅を削減することで、SEOランキングを高めるのに役立ちます。これは、Googleなどの検索エンジンが好むサイト属性です。

CDNサービスの種類

コンテンツ配信ネットワーク(CDN) は主に改善されたWebコンテンツ配信を提供しますが、CDNプロバイダーはコンテンツの提供を補完する追加サービスを提供します。6sense社によると、世界中の3,972,497を超える企業が現在、Webトラフィックを処理するために1つ以上のコンテンツ配信ネットワーク(CDN)ソフトウェア・ツールを使用しています。1これらのツールには以下のものが含まれます。

  • CDNセキュリティー・サービス
  • プライベートCDN
  • CDNアナリティクス
  • CDNストレージ

CDNセキュリティー・サービス

CDNセキュリティーは、エンド・ツー・エンドのセキュリティーを確保するために設計された包括的なストラテジーです。この総合的なアプローチでは、人工知能(AI)機械学習(ML)ツールを統合して、脅威をリアルタイムで識別して対応します。

CDNは、データセンターやWebサイトにDDoS保護を提供できます。分散型サービス妨害(DDoS)攻撃では、攻撃者はサービスを妨害または低下させることを目的として、処理できる以上のトラフィックでドメインのDNSサーバーを圧倒しようとします。CDNは分析と自動化を使用してこれらの攻撃を監視し、リクエスト・レート(HTTPが指定された時間内に実行できる情報要求の数)を制限することで対応します。

中間者攻撃(MITM)攻撃では、攻撃者はオリジン・サーバー、CDNサーバー、およびWebサイト訪問者間の通信を傍受または変更しようとします。MITM攻撃はネットワークのさまざまなポイントで発生する可能性がありますが、CDNはSecure Sockets Layer(SSL)およびTransport Layer Security(TLS)プロトコルを採用することで、攻撃の軽減を支援します。このストラテジーは、CDNとウェブサイトのオリジン・サーバー間、およびCDNとISP間の通信の安全性確保に役立ちます。

CDNは、境界およびWebアプリケーション・ファイアウォール(WAF)と統合して、悪意のあるチャットボットなどのサイバー犯罪からWebサイトを保護します。標準のファイアウォールはポート・レベルで保護しますが、WAFは要求がWebサーバーに転送される前に安全であることを確認します。

プライベートCDN

一部のCDNプロバイダーはプライベートCDNを提供しており、サーバーとリソースの専用ネットワークを顧客に提供しています。プライベートCDNは、厳格なセキュリティー要件や特定の地理的要件を持つ組織、または単に可用性が高く、レイテンシーの問題に悩まされない専用のエッジ・サーバーを必要としている組織にとって魅力的かもしれません。

CDNアナリティクス

多くのコンテンツ配信ネットワーク・プロバイダーは、Webサイトのトラフィックを監視し、サイトへの訪問者に関するメトリクスを収集するためのリアルタイム分析を提供しています。その目的は、ユーザーの行動を追跡することです。その情報を利用して、WebサイトやWebアプリケーションの作成者は、ユーザー向けにコンテンツを最適化し、サイト・サービスを向上させ、特定のユーザー・ペルソナに向けたマーケティング活動を行うことができます。

CDNストレージ

堅牢なコンテンツ・ストレージ・ニーズを持つWebサイト運営者向けに、コンテンツ配信ネットワーク・プロバイダーは、エッジ・サーバーのネットワークと統合したストレージ・クラスターを提供しています。Webサイト運営者は、動画やインストール・ファイルなどの大容量静的ファイルを提供する場合に、このストレージ機能を必要とするかもしれません。CDNストレージは、これらのファイルをユーザーの近くに保管することで、より良いサービスと高速なダウンロードを提供します。これらのストレージ・オプションは、負荷リクエストを減らし、代わりにそれらのリクエストをCDNエッジ・サーバーにルーティングすることで、オリジン・サーバーのトラフィックの負担も軽減します。

CDNの料金体系

すべてのContent Delivery Network(CDN)プロバイダーは独自の料金体系を維持しています。ほとんどは、エッジ・サーバーからユーザーに転送されるデータのギガバイトに基づいて月額料金を請求します。レートは、送信先(キャッシュされたコンテンツがホストされ、ユーザーがアクセスする地域)によって異なります。また、プロバイダーはさまざまなストレージ・ポリシーを持っており、ストレージ料金を請求するプロバイダーもあれば、請求しないプロバイダーもあります。

主要なCDNプロバイダーは自社のWebサイトに料金体系を掲載しています。ほとんどのプロバイダーのギガバイトあたりのレートは、転送されるデータの総ギガバイトが増加するにつれて低下します。主要なCDNプロバイダーは、実際のサービス使用量を反映した請求となるため、毎月使用された帯域幅に対してのみ顧客に料金を請求します。

いくつかのプロバイダーは、無料のサービスを提供しています。無料レベルのサービスに含まれる内容は、プロバイダーによって大きく異なります。無料および有料のサービス・レベルには、特定のサービス・レベル契約(SLA)が付属しています。主要なCDNプロバイダーは、99.9%のアップタイムを顧客に提供する傾向があります。

CDNプロバイダーを選択する前に、その料金体系とSLAを理解しましょう。ほとんどのプロバイダーは実際に使用された帯域幅に基づいて料金を請求するため、サービスを選択する前に使用量を見積もり、月額コストの概要を把握することができます。帯域幅の見積もりや地理的地域ごとの帯域幅使用量に基づいてトップ・プロバイダーの料金体系を比較するのに役立つ、CDN料金計算ツールがオンラインで利用可能です。

CDNプロバイダーとホスティング

コンテンツの種類と、そのコンテンツへのアクセスに使用されるデバイスの種類が増えたことで、コンテンツ配信ネットワーク・プロバイダーの急増に拍車がかかりました。

CDNおよびCDN関連ソリューションのトップ・プロバイダーは以下のとおりです。

  • Akamai社
  • MaxCDN社
  • Incapsula社
  • Rackspace社
  • Cloudflare
  • IBM
  • Amazon Web Services(AWS)

CDNプロバイダーを選択するときは、ネットワークの規模と分散、サーバー・ロケーション(PoP)がサイト・ユーザーの拠点にどの程度マッピングされるか、カスタマー・サポートの可用性、料金体系、サービス・レベル契約(SLA)を考慮します。また、プロバイダーがWebサイトのセキュリティーや分析サービスの追加など、組織に役立つ追加サービスを提供しているかどうかも検討します。

オープンソースのCDN

コンテンツ配信ネットワークの使用コストを正当化できるのは一部の組織だけです。オープンソースのCDNは、時間と労力がかかりますが、コストは低くなります。オープンソースのCDNを使用すると、CSSやJavaScriptフレームワークなどのコンテンツのライブラリーにリンクできます。

オープンソースCDNは、CDNサーバー上でWebサイト・インフラストラクチャの要素をホストします。Webサイトのコンテンツ・マネージャーは、そのコンテンツに無料でアクセスできます。オープンソースCDNはWebサイトのオリジナル・コンテンツをホストしません。ただし、サイトで使用する一般的なWeb構造要素をユーザーの近くに移動することで、コンテンツ配信を改善できます。

CDNのユースケース

Cisco社のレポートによると、Webトラフィックの72%はコンテンツ配信ネットワーク(CDN)を経由しています。2企業がグローバル・リーチを拡大し、より多様なコンテンツ・タイプを提供するにつれて、この割合は増え続けます。CDNはトラフィックの負荷を分散し、単一のサーバーがネットワーク・トラフィック要求によって過負荷になるのを防ぎます。Future Market Insights, Inc.の別のレポートでは、アナリストは、グローバルなCDN市場の年平均成長率が15.6%であり、2034年までにその価値が518.9億ドルに達すると予測しています。3

CDNのユースケースには、次のようなものがあります。

eコマース

Eコマースの消費者は、オンライン・ショッピングの体験に高い期待を抱いており、製品画像の読み込み時間の高速化、支払い方法の承認の迅速化、あらゆるモバイル・デバイスやデスクトップ・デバイスでの簡単な取引を期待しています。コンテンツ配信ネットワークは、B2CおよびB2B小売業者が、トラフィックのピーク時に高品質のeコマース・コンテンツとアプリを迅速に提供するのに役立ちます。

オンラインゲーム

CDNは、ゲーム コンテンツを複数のサーバーにキャッシュすることでデータ転送の遅延を最小限に抑え、遅延を排除して最適なゲーム体験を実現します。

ソーシャル・メディア・プラットフォーム

FacebookやInstagramなどのソーシャル・メディア・プラットフォームは、ユーザーごとにさまざまなコンテンツを提供しており、CDNはコンテンツのセグメンテーションをサポートしています。

モバイル・アプリケーション

CDNは、エッジ・サーバーでコンテンツとAPIリクエストをキャッシュすることにより、帯域幅の使用量を削減し、モバイル・ユーザー・エクスペリエンス全体を向上します。また、CDNは、銀行情報などの機密顧客データを含むデータをモバイル・デバイスに迅速かつ安全に転送することもできます。

ライブ・ストリーミングとビデオ・オン・デマンド(VOD)

CDNは、レイテンシーとバッファリングを削減し、優れたライブ・ストリーミングとビデオ・オン・デマンドを配信するのに役立ちます。

コンテンツ管理システム(CMS)

コンテンツ管理システム(CMS)は、ユーザーがデジタル・コンテンツを作成、管理、保存、変更するのに役立つソフトウェアです。CDNは、地理的に分散されたサーバーからコンテンツを提供し、元のサーバーのワークロードを軽減することで、AdobeやWordPressなどのCMSの速度と性能を大幅に向上させることができます。

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