コンテンツ・デリバリー・ネットワーク — CDN とは?

コンテンツ・デリバリー・ネットワーク( CDN) は、ユーザーになるべく近い場所でコンテンツを配信することにより、高速かつ信頼性の高いオンライン体験を実現します。

CDN とは?

コンテンツ・デリバリー・ネットワーク(CDN)は、地理的に分散されたサーバーグループであり、コンテンツをユーザーの所在地に近づけることで Web コンテンツの配信をスピードアップします。ユーザーが近くのサーバーを通じて Web 対応デバイスまたはブラウザーからインターネットコンテンツにアクセスできるようにするために、世界各地のデータセンターでキャッシング(一時的にファイルのコピーを保存するプロセス)が使用されます。CDN では、Web ページ、画像、動画などのコンテンツがユーザーの物理的所在地に近いプロキシサーバーにキャッシュされます。これによりユーザーは、映画を見たり、ソフトウェアをダウンロードしたり、銀行口座の残高を確認したり、ソーシャルメディアに投稿したり、何かを購入したりするときに、コンテンツが読み込まれるのを待たずに済みます。

CDN は ATM のようなものと考えることもできます。実際、あらゆる街角に現金自動預払機があれば、すぐに効率的に現金を得ることができます。便利でアクセスしやすい多数の場所に ATM が配置されていれば、銀行で長時間順番待ちをする必要はありません。

CDN サービスは、グラフィックや動画などのリッチ Web コンテンツをインターネットで配信することで生じるネットワーク輻輳の問題(交通渋滞のようなもの)を解決するために創り出されました。中央に配置されたサーバーから個々のユーザーにコンテンツを配信するのでは時間がかかり過ぎます。今や CDN は、テキスト、グラフィック、スクリプト、メディアファイルから、ソフトウェアダウンロード、ドキュメント、ポータル、e コマース、ライブ・ストリーミング・メディア、オンデマンド動画ストリーミングメディア、ソーシャル・メディア・サイトなど、あらゆるものを網羅するまでに成長しました。

CDN を使用すれば、分散サービス妨害攻撃(DDoS)などの攻撃者やセキュリティ上の懸念に対する強力な防御を Web サイトに提供することもできます。

 

CDN の具体例

インターネットコンテンツの大部分は CDN を介して配信されています。簡単な例を考えてみましょう。

あなたがニューヨークにいる時に、ロンドンにあるお気に入り店の Web サイトを見たくなったとします。その Web サイトは英国内のサーバーにホストされています。このリクエストが大西洋を横断しなければならないとしたら、あなたはコンテンツの読み込みが遅いと感じるはずです。この問題を解決するために、CDN では、ロンドンの Web サイトコンテンツのキャッシュ版が世界の複数の地理的所在地に保存されています。このような場所は「Points of Presence」(PoP)と呼ばれることもあります。PoP にはそれぞれキャッシュサーバーがあり、ニューヨークのあなたの居場所の近くに保存されているコンテンツを配信できるようになっています。

物理的に最も近い場所にあるサーバーからコンテンツを配信すれば、高速かつ高パフォーマンスの Web 体験を提供できます。

 

CDN の仕組み

CDN の目的は レイテンシーを最小化することです。レイテンシーとは、Web ページや動画ストリームにアクセスしようとしてから、それらが自分のデバイスに完全に読み込まれるまでの、イライラさせられる遅延のことです。測定すればミリ秒程度でも、永遠のように感じられることもあり、実際に読み込みエラーやタイムアウトが生じる場合もあります。一部のコンテンツ・デリバリー・ネットワークは、ユーザーにコンテンツを届けるために要する物理的移動距離を縮小することで、レイテンシーを軽減しています。そのため、規模が大きく、より広範に分散している CDN の方が、エンドユーザーにより近い場所に Web コンテンツを配置できることになり、コンテンツ配信の速度や信頼性が高くなります。

たとえば、あなたが週末にハリウッド映画の最新作のストリーミングをゆっくり楽しみたいと思えば、ネットワーク上でその動画を提供するために最適なサーバーを CDN が見つけ出してくれます。通常、それはあなたの物理的所在地の最も近くにあるサーバーです。メディアファイルはそのコンテンツ・デリバリー・ネットワーク・サーバーにキャッシュされ、同じ地理的地域の他のユーザーリクエストにも対応できるように維持されます。リクエストしたコンテンツが使用不能または期限切れの状態になっていた場合、CDN サービスは今後のリクエストに備えて新たにコンテンツを取得して保存します。

Web サイトのコンテンツの配信は、CDN の一般的な用途ですが、これが CDN の唯一の役割というわけではありません。実際、CDN ではさまざまなコンテンツが配信されています。たとえば、4K や HD 品質の動画、オーディオストリームのほか、アプリ、ゲーム、OS アップデートなどのソフトウェアダウンロードなども配信されます。潜在的には、デジタル化できるデータであれば何でもコンテンツ・デリバリー・ネットワークを通じて配信できます。

CDN ホストとは

CDN は、Web ホストではありませんし、消費者へのラストマイルの配信を担っているわけでもありません。しかし、コンテンツ・デリバリー・ネットワーク・サーバーは、ユーザーとその ISP が世界のどこに所在していても、最も近い場所にコンテンツをキャッシュできるように地理的に分散されています。このようにネットワークエッジで一時的にコンテンツを保存しておけば、レイテンシーが軽減し、さらに同じコンテンツを複数のユーザーに配信できるためアクセス効率を高めることも可能です。

増大する一方のオンライン動画需要への対応に苦労しているワイヤレス・サービス・プロバイダーやモバイルネットワーク通信事業者などのネットワーク事業者にとって、CDN ホスティングプラットフォームは、競争力を維持するために効果的でコスト効率の高いソリューションといえます。コンテンツ・デリバリー・ネットワークを活用する事業者は、人々がどのような Web 対応デバイスを使用していても、期待どおりの品質を保ち、高速で安全かつ信頼できるオンライン体験を提供することができます。

なぜ CDN が必要なのか

CDN は、20 年以上にわたり、目に見えないインターネットバックボーンとして、ショッピング、銀行取引、ヘルスケアをはじめ様々なビジネスのオンラインコンテンツを高速かつ大規模に配信してきました。

CDN には、オリジンサーバーの情報を複製し、保存して、ユーザーが Web にアクセスする場所の近くにデジタルコンテンツを配置する機能があります。このような CDN がなければ、インターネットの速度はもっと遅かったと考えられます。

意識していないかもしれませんが、オンラインで何かをする際には、ほとんどの場合、高速で信頼性が高く一貫した体験を提供する CDN の恩恵を受けています。ここでは、簡単な例をあげながら、コンテンツ・デリバリー・ネットワークがその機能を実現するために、背後でトラフィックをどのように管理しているかについて説明したいと思います。

CDN は、インターネットコンテンツにアクセスするすべての人に、可能な限り最高の Web 体験を提供するために、トラフィック全体のバランスを調整しています。いわば、現実世界の交通経路案内のようなものです。通常、他の車が走っていなければ、A 地点から B 地点への最速経路は 1 つしかありません。しかし、渋滞が生じ始めている場合は、いくつかの異なるルートに交通量を分散した方が誰にとってもメリットがあります。つまり、所要時間が数分(インターネットの速度ではマイクロ秒に相当)長くても、最速ルートで起こりがちな交通渋滞に巻き込まれないようにするということです。または、他の車が少し長い経路の方を走るように案内されていて、通常の最速ルートに交通渋滞が生じないため、その最速ルートを案内されるということになります。結局、重要なのは、速度を落とすことではなく、負荷を調整して使用可能なすべてのリソースを完全に活用することです。

実際、CDN がなければ、私たちは Web サーフィン時にもっと頻繁に渋滞に遭遇していると思われます。 

CDN を使用しているのは誰か

Web にアクセスするほとんどすべての人が CDN を使用しています。CDN が作られたのは、インターネットにアクセスする人々に、より高速で信頼できる体験を提供するためです。コンテンツやアプリケーションの所有者およびネットワーク・サービス・プロバイダーは、こうしたメリットを顧客に提供するために CDN を活用します。

エンドユーザーにとっての CDN

Web サイトや Web アプリケーションの配信に CDN が使用されると、ページの読み込みやトランザクションが高速になり、オンライン体験の一貫性が向上します。しかし、このようなメリットを享受していても、エンドユーザーにはコンテンツ・デリバリー・ネットワークを通じて接続しているという意識はありません。このテクノロジーは水面下で機能しているからです。エンドユーザーにとっては、リクエストしたものを ISP やモバイルプロバイダーから受信しているだけのことです。

コンテンツ所有者にとっての CDN

E コマースサイト、メディアプロパティ、クラウドコンピューティング企業などのコンテンツ所有者やアプリケーション所有者は、顧客体験の向上、離脱率の低減、広告インプレッション数の増加、コンバージョン率の向上、顧客ロイヤルティの強化を目的として CDN を使用しています。コンテンツ・デリバリー・ネットワークの使用は Web セキュリティの強化にもつながります。たとえば、分散サービス妨害(DDoS)攻撃の吸収や緩和に役立ちます。

ネットワーク・サービス・プロバイダーにとっての CDN

 オンラインストリーミングやその他のリッチ・メディア・サービスが急激に拡大し、複数のデバイスタイプでの Web パフォーマンスに対するユーザーの期待も高まっている今、多くのネットワーク・サービス・プロバイダーは、独自のコンテンツ配信ネットワークを展開する必要があると感じています。ネットワーク事業者にとって、コンテンツ・デリバリー・ネットワークを展開することは、加入者の解約の軽減、付加価値サービスの開発促進、コアネットワークのトラフィックの軽減につながります。また、エンタープライズやサードパーティのコンテンツ所有者に CDN サービスを売ることも可能になります。

CDN の大きなメリットの 1 つにオフロードがあります。CDN は、Web コンテンツを求めるリクエストに対し、オリジンコンテンツが置かれているサーバーからではなく、物理的およびネットワーク上、そのエンドユーザーの近くにあるキャッシュ版で応答することによって、コンテンツサーバーからトラフィックをオフロードし、Web 体験を改善します。さらに、コンテンツをネットワーク事業者のネットワーク内に維持できるため、情報の配信を目的とした他のネットワークとのピアリングや広範なインターネットナビゲーションの必要性も軽減されます。

CDN のメリット

CDN は世界のインターネットトラフィックの大部分を担い、インターネットを介したコンテンツ配信の最も困難な課題の解決に貢献しています。中小規模のコンテンツプロバイダーから世界最大規模の企業まで、さまざまな企業がコンテンツ・デリバリー・ネットワークを使用して顧客にシームレスな Web 体験を提供しています。

インターネットは元々、膨大なデータ需要や、ライブの高精細動画、フラッシュセール、大容量のダウンロードに対応できる設計にはなっていません。そのようなインターネットを、より効果的に機能させるために CDN が構築されたのです。CDN は、メディアの安全かつ大規模な配信に役立ちます。また、今やほとんどの人にとって日常生活の一部となっている「コネクテッド」体験はすべて、CDN によって実現されています。 


CDN はパフォーマンス、可用性、セキュリティ、インテリジェンスに関連したソリューションを提供することで、世界有数の企業や組織によるオンラインビジネスの成功をサポートしています


パフォーマンス

クリックしてすぐに新しいコンテンツにアクセスできるのと、クリックしてからページの読み込みや動画のバッファリングに 7 秒間待たされるのとでは、パフォーマンスが大きく異なります。 バッファリングとは、ISP が提供するインターネット接続ですぐにデータを提供できない場合に生じる待ち時間のことで、その間、画面にはよく目にする、ぐるぐる回るアイコン「進捗インジケーター」が表示されます。

では CDN はどのように機能するのでしょうか?リクエストされたコンテンツが CDN サーバーによってキャッシュ(事前保存)されている場合、エンドユーザーの ISP やモバイルプロバイダーは、そのリクエストがオリジンに直接送られるのを待つことなく、その CDN のネットワーク上のサーバーに接続してコンテンツを取得します。エンドユーザーがアクセスしようとしているコンテンツのオリジンサーバーはそのユーザーの所在地から遠く離れている場合もあります。このような場合、CDN はそのコンテンツをユーザーの近くに配置することで速度とパフォーマンスを高めます。たとえば、イタリアのミラノにある Fashion House X(FHX)社がオンライン注文用の新しいラインアップをリリースするとします。ニューヨーク、パリ、リオデジャネイロ、東京に住む大勢のファッション愛好者が、注文のためオンラインにアクセスします。FHX 社がクラウドコンテンツ管理システムを使用していないと、エンドユーザーからのリクエストはミラノとの間を往復しなければなりません。しかし、FHX 社が CDN を利用して各所にコンテンツを事前ロードしておけば、ユーザーはそれぞれ自分の街のサーバーに保存されている新しいコンテンツに直接アクセスできます。データが数百マイルまたは数千マイルも往復することはなく、その分の時間が節約されます。 

コンテンツが事前に保存されていない場合、CDN は必要な接続に関してプログラムされた知識を利用し、あらゆる問題を克服します。また、高度な CDN には、動的コンテンツやキャッシュできないコンテンツを配信する際の問題を解決したり、デバイスに応じて配信に適したタイプのコンテンツを判断したりするためのテクノロジーも追加されています。 

これらの結果、コンテンツプロバイダーは、CDN を利用することにより、エンドユーザーの所在地、ブラウザー、接続ネットワークに関係なく、すべてのエンドユーザーに高速で質の高い Web 体験を提供できます。Web ページのレンダリングが高速になり、動画のバッファリング時間が短縮され、ユーザーのエンゲージメントが向上します。

可用性

可用性とは、多くの人が同時にコンテンツにアクセスしたり、インターネットの一部でサーバーが停止したりしても、エンドユーザーがコンテンツにアクセス可能な状態が維持されることを意味します。 

トラフィックの負荷が 1 秒あたり数百万のリクエストでピークに達すると、最も強力なサーバーでもその性能が試される状況となります。コンテンツ・デリバリー・ネットワークがなければ、このようなトラフィックすべてをコンテンツプロバイダーのインフラで吸収しなければなりません。これは障害を招いたり、エンドユーザー体験の質を低下させる要因となります。CDN が提供する、広範に分散したサーバーインフラは、こうした問題を軽減する設計となっています。高度な分散型のアーキテクチャと多数のサーバープラットフォームを擁する高性能 CDN は、数十 Tbps のトラフィックを吸収できるので、コンテンツプロバイダーはユーザーベースが増大しても、可用性を維持できます。

再び、ミラノの FHX の例を見てみましょう。このブランドには数百万人の愛好者がいて、新しいラインアップには大きな注目が集まります。発表時には、世界中のファッション愛好者が一斉に FHX 社の Web サイトにアクセスします。CDN がなければ、これらのユーザーが同時にオリジンサーバーにアクセスして、サーバーがダウンしてしまいます。しかし、CDN を使っていれば、すべてのトラフィックは CDN の数十万のサーバーで処理され、FHX のオリジンサーバーはダウンすることなく、世界のファッション愛好家に高品質の Web 体験を提供することができます。 

セキュリティ

インターネットでは高価値のデータやトランザクションのボリュームが増え続けていますが、それに伴い、これらを悪用しようとする攻撃者の勢力も増大しています。こうした攻撃は組織に大きな経済的損失をもたらす可能性があります。悪意を持つ内部者による犯罪もそうですが、DDoS 攻撃や Web ベースの攻撃は非常に甚大な損失をもたらすことがわかっています。 

サービス妨害攻撃と Web ベースの攻撃(SQL インジェクション、クロスサイトスクリプティング、ローカルまたはリモートのファイルインクルージョン攻撃など)が多発するようになりましたが、注意をそらすためにこれらの攻撃を DDoS と併せて行うケースが増えています。また、他の攻撃と併せることで、より深刻な損害を与えるケースもあります。どちらのタイプの攻撃でも、正当なトラフィックと悪性トラフィックの区別は困難な場合が多く、また攻撃の戦略は急速に進化しているため、緩和戦略を最新の状態に維持するためには、専任のセキュリティ要員がかなり必要となります。 

変化の激しいインターネットの脅威状況を考えれば、Web サイトのセキュリティをサポートすることは、CDN の重要な要件といえます。現在最も高度な CDN は、情報セキュリティを主要な能力とし、独自のクラウドベースソリューションを提供しています。CDN には、悪意のある者によってコンテンツ配信や可用性が損なわれることなく、さまざまな攻撃を緩和して、コンテンツプロバイダーとユーザーを保護することが求められます。

インテリジェンス

CDN プロバイダーは、世界のインターネットトラフィックの半数近くを担う事業者であり、世界中のエンドユーザーの接続性、デバイスタイプ、ブラウジング体験に関する膨大なデータを生成しています。CDN プロバイダーはこうしたデータを活用し、ユーザーベースに関する重要かつ実用的な知見やインテリジェンスを提供することで顧客を支援しています。このようなサービスには、Web コンテンツに対するエンドユーザーのエンゲージメントを測定するリアルユーザー監視やメディア分析のほか、オンラインの脅威を追跡するクラウド・セキュリティ・インテリジェンスなどがあります。

クラウドと CDN

現在求められているデジタル体験に対応するために、企業はコンテンツを展開する手段を拡大してきました。CDN とクラウドコンピューティングはいずれも、Web コンテンツとアプリケーションの需要がパフォーマンスやスケーラビリティにもたらす課題に対処するために開発されたものです。それでは、この 2 つにはどのような違いがあるのでしょうか。

クラウド

クラウドコンピューティング環境では、ユーザーのコンピューターのハードドライブではなく、インターネットサーバーに情報が保存されます。エンドユーザーにとって、これは、Web ベースの E メール、ファイル保存、ファイル共有、データバックアップなどの作業をするための便利で信頼できる手段といえます。また、ソーシャル・メディア・プラットフォームなどの Web アプリケーションに人々が簡単にアクセスできる環境でもあります。クラウド環境は、数百の PoP で構成され、サーバーは地域の拠点で集中管理されます。

企業はクラウドによって、初期コストを抑えられるだけでなく、アプリケーションインフラを必要に応じて柔軟に拡張したり、コストのかかる新たなインフラ投資を必要とせずに新しい地域に進出したり、関連するクラウドサービスを活用して最新のデジタル体験やエンタープライズアプリケーションを構築したりできます。 

クラウドには多くのメリットがありますが、組織がクラウドでアプリケーションを構築したり、アプリケーションをクラウドに移行したりする場合、予期せぬコストが発生することが多々あります。クラウド移行プロジェクトは動的な要素が多いため、デジタル体験のパフォーマンスや可用性を維持することが難しい場合もあります。 

CDN

CDN は、「オリジン」サーバーのコンテンツを世界各地に分散するサーバーネットワークです。コンテンツは、各エンドユーザーが Web 対応デバイスを使用してインターネットにアクセスする場所の近くにキャッシュされます。リクエスト対象となるコンテンツは、最初にオリジンサーバーに保存されてから、複製され、必要なすべての場所に保存されます。ユーザーの所在地に物理的に近い場所にコンテンツをキャッシュし、コンテンツの移動に要する距離を短縮すれば、レイテンシーを軽減できます。また、このプロセスでは、地理的に複数のサーバーに負荷が分散されるため、オリジンサーバーの負荷を軽減するためにも役立ちます。

コンテンツ・デリバリー・ネットワークを「エッジ」と呼ぶ人もいます。「エッジ」とは、物理的な世界とデジタルの世界がネットワーク境界で出会い、影響し合う場所です。CDN は、世界中に広く分散している数千か所の PoP や、その比類のないキャパシティと規模により、エンドユーザーへの近接性を高めることができます。 

つまり、エンドユーザーは、世界のどこにいても、携帯電話、タブレット、コンピューター、またはその他のインターネット対応デバイスを使用して、アクセスしたいコンテンツをすぐに読み込むことができます。自宅のソファーで動画を見たり、別の大陸で自分のフライトにチェックインしたりするときも、常に同じシームレスなデジタル体験を得られるのは、コンテンツ・デリバリー・ネットワークのおかげなのです。

最新のエッジデリバリーを実現する Akamai の CDN ソリューション

Akamai の CDN サービスは、インターネットの生みの親である Tim Berners-Lee 氏が提唱した課題から生まれました。つまり、「World Wide Wait」と呼ばれる問題を解決するソリューションなのです。Akamai はエッジコンピューティングの先駆者として、20 年以上前から、初期のインターネットユーザーに中央のサーバーから高速でコンテンツを届けるために Web トラフィックをルーティングする新しい高度なテクニックを開発してきました。今では、世界最大規模のブランドが Akamai のソリューションと専門知識を信頼し、デジタル体験の保護と配信に利用しています。

Akamai の包括的なコンテンツ・デリバリー・ソリューション・セットは、Web サイト、アプリ、API、動画、ソフトウェアなど、どのようなタイプのコンテンツでも、ユーザーの所在地、デバイス、ネットワークに関係なく、すべてのユーザーに魅力的なデジタル体験を提供できるように設計されています。 

Akamai は、300 Tbps 超という比類ないグローバルネットワークキャパシティを有し、さらに、135 か国にわたる 1,400 以上のネットワークと 4,200 か所を超える拠点で構成され、規模の面でも他社の追随を許しません。最大規模のエッジ・デリバリー・プラットフォームを擁する Akamai は、インターネット上で発生している多くのことを把握できます。これはつまり、ボトルネックを巧みに回避し、エッジで防御できるということでもあります。 

考えうる最高の Web サイト体験とモバイルアプリ体験を提供するための自動高速化ソリューション

今日のユーザーは、デバイスの種類に関係なく、いつでも、パーソナライズされた高速で視覚的に魅力的な体験を求めます。デジタルビジネスでは、ユーザーの期待に応えるために、高解像度の画像や、動画、パーソナライズ、他のサードパーティによるコンテンツを伴って読み込まれるような複雑なアプリケーションが構築されています。そのため、運用、最適化、保守に莫大なコストがかかるケースもあります。Akamai Ion を利用すれば、インテリジェントなパフォーマンス自動化および制御の機能により、Web やモバイルアプリの体験を継続的に分析、最適化し、高速化することができます。

どのようなデバイス画面でも高品質の動画再生体験を提供

オンライン視聴者は、オンライン動画配信の課題について知っていたり、気にかけることはないでしょう。プロバイダーがオンラインコンテンツ配信のさまざまな課題に直面していたとしても、ユーザーは常に素晴らしい動画視聴体験を期待しています。Adaptive Media Delivery は、増え続けるオンライン視聴者に、画面のタイプを問わず一貫した高品質の動画再生体験を提供できるように最適化されています。

シームレスなダウンロード配信

エンドユーザーは、高速のダウンロードとほぼ即時のアップデートの組み合わせによるフリクションレスなダウンロード体験を期待しています。ダウンロードするものがソフトウェアやアプリケーションであろうと、ゲーム、またはデバイス環境全体のセキュリティパッチであろうと、ダウンロード完了率、顧客満足度、収益を最大化するために重要なのは、効果的で信頼性の高いコンテンツ配信とダウンロードを実現するための戦略です。Download Delivery は、インターネットを通じた大容量のファイルベースコンテンツの配信に最適化されたソリューションであり、高い信頼性とパフォーマンスを提供します。 

API Acceleration

接続速度がミリ秒単位で測定される今日の高速デジタル環境において、API は重要な役割を果たしています。API リクエストの数が絶え間なく増加し、需要の急増が頻繁に発生するなか、ユーザーの期待に応えることはますます難しくなっています。公開 API が迅速に配信されないと、ユーザー体験の低下や収益損失、さらにはダウンタイムの発生にもつながる可能性があります。そのため、信頼性、スケーラビリティ、パフォーマンスについての懸念を払拭してくれるパートナーとの連携が不可欠です。

API Acceleration は、API の配信や少量のペイロードトラフィックに最適化された製品です。アプリやサイト全体で高速かつ魅力的なユーザー体験を実現します。このソリューションは、オリジンインフラからリクエストをオフロードするとともに、XML、JSON、その他の小規模のトランザクションタイプおよびプログラムタイプから成る大量のトラフィックに対して、予測可能かつ優れたパフォーマンスを提供します。これらのトラフィックはアプリケーションが正常に機能するために不可欠なものです。