CDN とは? コンテンツ配信ネットワークの説明

ユーザーが Web サイトに接続すると、ユーザーと Web サイトのホスティング サーバー間の物理的な距離が、コンテンツが画面に表示されるまでの時間に影響します。帯域幅の消費量を削減することに加えて、データ センターのグローバル分散ネットワークにより、メイン サーバーとの関係におけるユーザーの場所に関係なく、Web ページのコンテンツ配信速度が向上します。

これを実現するために、キャッシュ システムは Web サイトのファイルの一時的なコピーをユーザーに最も近いプロキシ サーバーに保存し、ページの読み込み時間を短縮します。

CDN とその仕組みについて知りたい場合は、この記事が適している可能性があります。CDN とは何か、その仕組み、その利点、適切な CDN プロバイダーの選択方法について説明します。

CDN とは?

コンテンツ配信ネットワーク (CDN) は、Web サイトのコンテンツを迅速に配信できるようにするために、世界中のさまざまな地理的場所に分散されたサーバーのグループです。コンテンツ配信ネットワークとも呼ばれます。

CDN とは? – ビデオ チュートリアル

CDN とは何か、どのように機能するかを学ぶには、このビデオをご覧ください。

CDN はどのように機能しますか?

CDN がどのように機能するかを学ぶには、まずオリジン ウェブ サーバーとエッジ ウェブ サーバーが何であるかを理解する必要があります。オリジン サーバーは、Web サイトのファイルの元のバージョンをホストするコンピューターです。

一方、エッジ サーバーまたは CDN サーバーは、オリジン サーバーから取得した Web コンテンツのコピーをキャッシュできるコンピューターです。エッジ サーバーは、世界中に広がる物理的なデータ センターに配置され、地理的に分散されたネットワークを形成します。

CDN の利点は、サイトのサイズ、コア トラフィック ソースに対するサーバーの位置、および生成されるトラフィックの量によって異なります。たとえば、1 つの小さな地理的領域にサービスを提供する物理的な場所を持つローカル ビジネスは、コンテンツ配信ネットワークからあまり利益を得られません。

ただし、e コマース ビジネスの所有者で、より広い範囲にリーチする必要がある場合、または Web サイトがさまざまなグローバル ロケーションから大量のトラフィックを生成する場合は、高速で効率的な CDN が競争力の維持に役立ちます。

CDN を使用する利点を理解しやすくするために、CDN のない Web サイトと CDN を使用する Web サイトの 2 つの Web サイトの Web コンテンツ配信プロセスを比較してみましょう。

ユーザーが CDN のない Web サイトにアクセスすると、ブラウザーはオリジン サーバーに接続し、サイトのコンテンツを要求します。要求されたデータを配信することに加えて、オリジン サーバーはその後の各ユーザー要求に応答します。静的ファイルはユーザーのコンピューターにローカルにキャッシュされます。

プロセス全体は、ユーザーがオリジン サーバーに要求を送信し、オリジン サーバーが応答して Web サイトのコンテンツを配信することで構成されます。この手順は、ユーザーの地理的な場所に関係なく同じです。

エンドユーザーがオリジン サーバーから遠く離れている場合、問題が発生します。2 つのサーバー間の距離が遠いほど、ページの読み込みに時間がかかります。

さらに、オリジン サーバーがすべてのユーザー要求を処理するため、トラフィックの急増によりワークロードが増加すると、Web パフォーマンスが低下する可能性があります。

逆に、ユーザーが CDN のある Web サイトにアクセスすると、ブラウザーはエッジ サーバーの 1 つに接続し、そこからサイトのコンテンツを要求します。通常、選択されるサーバーは、エンド ユーザーに最も近いサーバーであり、遅延時間を短縮します。複数のキャッシュ サーバーを使用すると、トラフィックが分散され、サーバーの過負荷が防止されます。

エッジ サーバーは、その後、リクエストをオリジン サーバーに転送します。オリジン サーバーからデータを取得した後、エッジ サーバーはそれをエンド ユーザーに配信し、ファイルをローカルにキャッシュします。

つまり、エッジ サーバーは、キャッシュされたファイルを使用して、オリジン サーバーから再度データを取得することなく、後続のすべてのリクエストを処理します。ネットワーク エッジに保存されているインターネット コンテンツは、オリジン サーバーがアクセスできなくなった場合でも、エンド ユーザーに配信できます。

そのため、CDN を使用すると、Web パフォーマンスとユーザー エクスペリエンスが向上する可能性があります。

例による CDN サービスの理解

CDN の内部の仕組みをさらに理解できるように、架空のシナリオを描きます。

米国を拠点とするオンライン ストアを運営しているとします。e コマース Web サイトは、ニューヨークにあるオリジン サーバーでホストされています。この Web サーバーには、Web サイトのすべてのファイルが格納されます。

CDN がなければ、東京から Web サイトにアクセスする顧客は、読み込みが遅いサイトに遭遇する可能性が高くなります。これは、サイト訪問者の地理的位置とサイトのオリジン サーバーの距離が遠いためです。

CDN を使用すると、ページの読み込み時間が短縮されます。 CDN を使用すると、東京を拠点とするユーザーが Web サイトのコンテンツをリクエストすると、ブラウザーは世界中に広がる CDN のエッジ サーバーまたはプレゼンス ポイントの 1 つ (通常はユーザーの場所に最も近いサーバー) からデータを取得します。

近くの CDN サーバーに接続すると、ユーザーとサーバーの距離が短くなり、コンテンツの配信速度が向上します。

したがって、サイト訪問者は地理的な場所に関係なく、高速なサイト速度を楽しむことができます物理的な場所。

CDN を使用する利点は何ですか?

ウェブページのコンテンツ配信ネットワークを設定することがウェブサイト作成プロセスの重要なステップである理由をさらに説明するために、このセクションでは CDN を使用する利点について詳しく説明します。

帯域幅の消費を削減

ウェブホスティングの最大の費用の 1 つは帯域幅のコストです。プレゼンス ポイントを増やすことでトラフィックの処理に必要な帯域幅を節約し、ホスティング コストを削減します。

コンテンツ配信ネットワークは、アクセスを容易にするために静的ファイルを別のコンピューターの一時ストレージに配置するキャッシュなどの最適化方法を使用します。これらの方法は、サーバーの全体的なワークロードと帯域幅の消費を削減するのに役立ちます。

静的コンテンツとは、変更なしでエンド ユーザーに配信されるデータを指します。これらのファイルは、誰が要求したかに関係なく、すべてのユーザーに対して同じままです。例としては、画像やビデオなどのメディア ファイル、HTML、CSS、JavaScript ファイルなどがあります。

一方、動的コンテンツは、エッジ サーバーにキャッシュできないデータです。これは、配信されるコンテンツが、ユーザーの資格情報や地理的な場所などの変数に応じて異なる可能性があるためです。ただし、高度な CDN のネットワーク インフラストラクチャとリクエスト ルーティング アルゴリズムは、動的コンテンツの配信を効率化するのに役立ちます。

つまり、CDN で使用される複合テクノロジーは、負荷分散を提供し、帯域幅コストを削減するのに役立ちます。

全体的な速度とパフォーマンスの向上

直帰率が高くなる最大の原因の 1 つは、レイテンシーです。レイテンシーとは、ユーザーがサイトに接続してから Web ページのコンテンツが画面に表示されるまでの遅延です。レイテンシーは通常、次の理由で発生します。

ブロックされたストレージによるファイルの読み取りの遅延。

Web サーバーからのデータ処理の遅延。

光ファイバー ネットワークと同軸ケーブルなどのデータ転送の種類。

伝播、つまりデータが 1 つのノードから別のノードに移動する速度。

これらの問題の多くは、効果的なコンテンツ配信ネットワークを使用することで解決または大幅に軽減できます。多数の Web サイト最適化戦略を実装すると、サイトの速度とパフォーマンスも向上します。

これらの取り組みを組み合わせることで、検索エンジンがサイトをよりよく理解するのにも役立ちます。その結果、検索エンジンの結果ページ (SERP) でのランキングが向上し、サイトのトラフィックが増加します。

Web サイトのセキュリティの向上

すべてのデータ転送が 1 つの Web サーバーから実行されると、分散型サービス拒否 (DDoS) 攻撃やその他の脆弱性などの悪意のあるイベントにさらされる可能性が高くなります。

DDoS 攻撃は、複数の地理的な場所から、指定された時間にさまざまなユーザーによって実行される、協調的な情報要求です。ボットを通じて自動的に展開されることもあります。目的は、Web トラフィックの過負荷によりオリジン サーバーをクラッシュさせることです。このような攻撃の背後にある意図は、純粋ないたずらから恐喝や脅迫までさまざまです。

攻撃は数時間、場合によっては数日間続くこともあり、ハッキングされた Web サイトにアクセスできなくなります。DDoS フィルターを使用し、クエリを複数の場所に分散すると、このようなトラフィックの爆発的な増加を緩和できます。

CDN はハッカーの侵入を防ぎ、機密データをサイバーセキュリティ攻撃から保護することもできます。これは、CDN が Web トラフィックを元のサーバーからプロキシに逸らし、主要なソースを実質的に見えなくすることで実現できます。

また、データ認証と暗号化を使用して情報転送を保護するために、SSL/TLS 証明書を継続的に更新します。これらの証明書により、データ セキュリティ プロトコルが遵守され、意図した受信者のみが情報にアクセスして表示できるようになります。Web サイトに SSL/TLS 証明書がある場合、URL は http:// ではなく https:// で始まります。

SSL/TLS 証明書は購入するか、Let’s Encrypt などの信頼できる認証局から無料で取得できます。多くの Web ホスティング プロバイダーは、プランの一部として無料の SSL/TLS 証明書も提供しています。たとえば、Hostinger のすべての Web サイト ホスティング プランには、無料の SSL/TLS 証明書が付属しています。

コンテンツの配信と可用性を最適化

コンテンツの配信速度に加えて、コンテンツの可用性または冗長性が最も重要です。これは、トラフィックやハードウェア障害に関係なく、コンテンツにアクセスできる状態を維持することを指します。

トラフィック負荷の増大やハードウェアの故障により、ほとんどのウェブサイトでは許容できないダウンタイムが発生する可能性があります。CDN のトラフィック容量はオリジン サーバーの容量を超えるため、CDN を使用すると通常のウェブサイト機能の中断を防ぎ、ウェブサイトがオンライン状態を維持し、常にコンテンツを配信できるようになります。

複数の CDN サーバーにトラフィックを分散することで、コア ネットワーク インフラストラクチャの負担が軽減されます。このシステムにより、一部のサーバーが停止した場合でも、他のサーバーと同様にユーザーがウェブサイトにアクセスできます。

ローカル サーバーがネットワーク トラフィックを処理します。

CDN からインターネット コンテンツ配信のメリットを最も享受できる企業の例をいくつか挙げます。

e コマース ストア。これらの Web サイトは通常、大量のトラフィックが流れ、さまざまな場所からのリクエストを処理する必要があります。サイトがコンテンツの可用性を維持できない場合、企業は大きな利益を失う可能性があります。CDN は、サーバーでのクラッシュを防ぎ、ページの読み込み時間を改善するのに役立ちます。

広告。マルチメディア ベースの広告は、従来の広告方法よりも広範囲にリーチできます。ただし、これらの広告には多くのリソースも必要になるため、Web サイトの読み込み時間が長くなる可能性があります。広告企業は CDN を使用してこの問題を解決し、データをエンド ユーザーの近くにキャッシュすることで、コンテンツの読み込みを大幅に高速化できます。

オンライン ゲーム。オンライン ゲーム業界の最大の課題の 1 つは、世界中で最高のゲーム体験を提供し続ける方法を見つけることです。CDN テクノロジにより、オンライン ゲームに「プッシュ ゾーン」を持たせることができるため、ゲーム開発者はエッジ サーバーに大量のデータを保存できます。

エンターテイメント。コンテンツはメディアおよびエンターテイメント業界の中心です。 Netflix や Spotify などの企業は、毎日何百万人もの人々にコンテンツを迅速かつ効率的に配信するプロセスに依存しています。このようなサービスでは、エンドユーザーがどこにいても、Web コンテンツを迅速に配信できるように CDN を使用しています。

CDN プロバイダーの選び方

さまざまな CDN サービスがさまざまな機能と利点を提供します。

一部の CDN プロバイダーは無料でサービスを提供していますが、他のプロバイダーは無料とプレミアムの両方の DNS サービスを提供しています。最も信頼性の高い CDN サービス プロバイダーの 1 つとして知られる Cloudflare は、後者のカテゴリに属します。

さまざまな CDN サービスを閲覧する際に考慮すべき重要な要素は、予算と要件、将来の成長に備えた予想されるニーズです。

優れた CDN サービスに必要な機能のリストは次のとおりです。

• プッシュまたはプル機能。 Web 所有者は、どのキャッシュ方法が自分の Web サイトの種類に最も適しているかを判断できる必要があります。
• オリジン シールド。この機能は、オリジン サーバーと CDN エッジ サーバーの間の追加のキャッシュ レイヤーとして機能し、プライマリ ソースの全体的な負荷を軽減します。
• ログ機能。これにより、ユーザーは CDN プロバイダーからのログ データとイベントを検索、保存、分析、監視できます。
• キャッシュ制御。この HTTP キャッシュ ヘッダーにより、ユーザーは Web サイトのリソースをキャッシュする方法とタイミング、および有効期限を決定できます。
• カスタマイズ機能。ニーズに合わせて CDN を変更できるサービスを選択します。たとえば、一部の CDN プロバイダーは、ユーザーがアセット配信、SEO 戦略、セキュリティ対策、モバイル エクスペリエンスをカスタマイズできるようにしています。
• DDoS 保護。CDN はオリジンの IP アドレスを隠すことができますが、ネットワーク レイヤー攻撃をそらしてハッカーが Web サイトに侵入するのを防ぐために、追加のセキュリティ レイヤーが必要です。
• HTTP/2 サポート。CDN が HTTPS をサポートしていることを確認してください。HTTPS は通常の HTTP プロトコルよりもはるかに安全で、パフォーマンスが高速です。
• 診断、分析、レポート。これらのツールは、オリジン サーバーの全体的な健全性を監視し、CDN 構成を最適化するために必要です。
• ジオフィルタリング。CDN エンドポイントのパスを指定し、場所に基づいて特定の Web コンテンツを制限するページ ルールを決定します。

結論

オンラインでのプレゼンスを拡大しながら高品質のパフォーマンスとユーザー エクスペリエンスを維持したい場合は、信頼性の高いコンテンツ配信ネットワークへの投資が価値があります。Web サイトの視聴者が世界中に広がっている場合は特に重要です。

この記事では、コンテンツ配信ネットワーク (CDN) とは何か、その仕組み、使用のメリット、CDN プロバイダーを閲覧する際に注意すべき点について説明しました。

世界中に分散した相互接続された CDN サーバー グループを使用すると、帯域幅の使用量を削減し、負荷分散を提供し、サイトの速度とパフォーマンスを向上させ、Web サイトのセキュリティを強化し、世界中のすべてのサイト訪問者に高速なコンテンツ配信を提供できます。

この記事が、CDN について、また CDN が Web サイトを改善する方法について理解するのに役立つことを願っています。他にご質問やご意見がある場合は、以下にコメントを残してください。

参考記事：HostingerのCDNとは

このセクションでは、コンテンツ配信ネットワークに関する最も一般的な質問にお答えします。