CDN（コンテンツ・デリバリー・ネットワーク）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。

CDN は「キャッシング」と呼ばれるプロセスを利用します。このプロセスでは、ファイルのコピーを一時的に世界中のデータセンターに保存し、近くのサーバ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します。最も近くにあるサーバーからコンテンツが配信されるため、ページの読み込み時間が短縮され、高速で高性能な Web 体験が実現します。CDN は、Web ページ、画像、動画などのコンテンツをユーザーの所在地の近くにあるサーバーにキャッシュすることで、コンテンツの読み込みを待たずに映画の視聴、ソフトウェアのダウンロード、銀行残高の確認、ソーシャルメディアへの投稿、ショッピングなどを行えるようにします。

CDN は ATM のようなものと考えることもできます。町にある 1 つの銀行からしか自分のお金を引き出せないとしたら、現金を引き出す際に毎回時間をかけて移動し、列に並ばなければなりません。しかし、いたる所に ATM があれば、必要なときにいつでもすばやく簡単にお金を引き出せます。

コンテンツプロバイダーがインターネット上でグラフィックや動画などの豊かな Web コンテンツを配信するようになったため、交通渋滞のようなネットワーク輻輳の問題を解決するために CDN サービスが生み出されました。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 は、20 年以上にわたり、目に見えないインターネットのバックボーンとして、Web サイトパフォーマンスを高め、企業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。現在、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。

コンテンツ・デリバリー・ネットワークは、次の 3 種類のサーバーを利用します。

• オリジンサーバー。 オリジンサーバーには、元のバージョンのコンテンツが含まれており、信頼できる情報源として機能します。コンテンツを更新する必要がある場合は必ず、オリジンサーバーで変更が行われます。オリジンサーバーは、コンテンツプロバイダーが所有して管理する場合もあれば、Amazon の AWS S3 や Google Cloud Storage などのサードパーティー・クラウド・プロバイダーのインフラでホストされる場合もあります。
• エッジサーバー。 エッジサーバーは、「Points of Presence（PoP）」と呼ばれる、世界中の複数の地点に配置されます。これらの PoP 内のエッジサーバーは、オリジンサーバーからコピーされたコンテンツをキャッシュし、そのコンテンツを近くのユーザーに配信する責任を担います。ユーザーがオリジンサーバー上のコンテンツへのアクセスを要求すると、地理的に近い場所にあるエッジサーバー上のコンテンツのキャッシュコピーにリダイレクトされます。キャッシュされたコンテンツが古い場合、エッジサーバーはオリジンサーバーに更新されたコンテンツを要求します。CDN エッジサーバーは、CDN ホスティングプロバイダーが所有または管理します。
• DNS サーバー。 ドメイン・ネーム・システム（DNS）サーバーは、オリジンサーバーとエッジサーバーの IP アドレスを追跡し、提供します。クライアントがオリジンサーバーにリクエストを送信すると、DNS サーバーは、コンテンツを迅速に提供できるペアのエッジサーバーの名前を応答します。

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。実際の仕組みは次のとおりです。

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点（PoP）に保存されています。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。

最適な視聴体験を提供するために、CDN は次の 2 つの重要な機能を実行します。

• レイテンシーの低減。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。
• 負荷の分散。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数ミリ秒に相当）長くても、最短ルートで起こっている交通渋滞に巻き込まれないようにするということです。負荷分散により、コンテンツプロバイダーは高品質のユーザー体験を提供し、ダウンタイムを回避しながら、需要の増加やトラフィックの急増に対応できるようになります。

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、至るところの企業が次のような CDN の主なメリットを生かして顧客にシームレスな Web 体験を提供しています。

• パフォーマンスの向上。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。この待ち時間は「バッファリング」と呼ばれ、おなじみの回転する円のアイコンが表示されます。高いパフォーマンスを確保し、バッファリングを最小限に抑えるために、CDN は地球の反対側にあるかもしれないオリジンサーバーにリクエストを送信するのではなく、CDN のネットワーク上にある近くのサーバーに予め保存されているコンテンツを配信します。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、キャッシュできない動的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。CDN を利用することでコンテンツプロバイダーは、どの場所、ブラウザー、デバイス、ネットワークから接続するかを問わず、すべてのエンドユーザーに高速で高品質の 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、Web サイト訪問者のエンゲージメントが向上します。
• 可用性の確保。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大規模なサーバープラットフォームを擁する高性能 CDN は、100 Tbps 以上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。
• セキュリティの強化。CDN を使用すれば、攻撃者や脅威（ 分散サービス妨害（DDoS）攻撃など）に対する防御を強化し、Web サイトのセキュリティを向上させることもできます。現在の最も先進的なコンテンツ・デリバリー・ネットワークは、独自のクラウドベース・セキュリティ・ソリューションと DDoS 防御を提供します。
• インテリジェンスの収集。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。このデータは、CDN を利用するお客様に、極めて重要で実用的なインテリジェンスとユーザーベースに関する知見をもたらします。また、CDN から得られるインテリジェンスにより、リアルユーザー監視、エンドユーザーと Web コンテンツのエンゲージメントを測定するメディア分析、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のサービスが実現します。
• 顧客体験の改善。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、アプリケーション所有者、Web サイト所有者は、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。
• トラフィックのオフロード。 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性に迫られています。CDN は、Web コンテンツのリクエストに対する応答として、キャッシュ済みのバージョンをエンドユーザーの近くにあるサーバーから配信することにより、コンテンツサーバーからのトラフィックをオフロードし、Web 体験を向上させることができます。
• 帯域幅コストの削減。CDN は、ユーザーの近くにあるサーバーからコンテンツを配信することで、帯域幅の消費量と関連コストを削減します。

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

コンテンツ所有者やアプリケーション所有者は、CDN を使用して顧客体験を向上させます。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、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

現在、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ー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。

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、25 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 は、1 Pbps 超という比類ないエッジキャパシティを有し、さらに、120 か国以上にわたる 1,200 以上のネットワークと 4,100 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。 

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。

• アプリ & API パフォーマンス。Akamai のアプリ & API パフォーマンスソリューションは、高速で魅力的なアプリと API のパフォーマンスによってユーザー体験を向上させます。Akamai API Acceleration は、API のパフォーマンスと可用性を最適化して、ユーザー体験を強化します。Akamai Ion は、サイトやアプリで、高速かつ魅力的で安定したユーザー体験を実現します。Global Traffic Management は、インテリジェントな負荷分散により、アプリケーションのパフォーマンスを最適化し、障害を回避します。
• メディアデリバリー。Akamai のメディア・デリバリー・ソリューションは常に、卓越した ストリーミング・メディア・サービスを、あらゆるデバイスで、多数の視聴者に提供します。Akamai Adaptive Media Delivery は、高いクオリティのオンライン動画を、一貫して大規模かつ安全に提供します。Akamai Download Delivery は、大規模なファイルダウンロードをいつでも確実に提供します。Akamai Media Services Live は、 ライブ動画ストリーミングの視聴者にブロードキャスト品質の体験を提供します。Akamai DataStream は、大規模なログデータによって CDN と ストリーミング・メディア・サーバーのパフォーマンスの実態を明らかにします。
• エッジコンピューティング。Akamai エッジアプリケーションは、CDN に統合された機能を実行することでオーバーヘッドを削減します。サーバーレスのコンピューティングソリューションによって、よりエンドユーザーに近い場所に Web アプリケーションを構築できるようになり、パフォーマンスとユーザー体験が大きく向上します。また、クラウド最適化テクノロジーにより、可用性とパフォーマンスが向上し、クラウドアプリケーションのコストと複雑さが軽減されます。

Akamai の CDN サービスを利用することで、コンテンツ所有者、アプリケーション所有者、ネットワーク・サービス・プロバイダーは次のことを行えます。

• 自動高速化により、考え得る最高の Web サイト体験とモバイルアプリ体験を提供。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。お客様の期待に応えるため、Akamai のテクノロジーは、Web 体験やモバイルアプリ体験を継続的に分析、最適化、高速化します。
• 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。オンラインコンテンツの配信には多くの課題がありますが、オンライン視聴者は常に素晴らしい動画再生を期待しています。Akamai のソリューションは、増え続けるオンライン視聴者に、あらゆるスクリーンで一貫した高品質の動画再生体験を提供するために、コンテンツとテクノロジーを最適化します。
• シームレスなダウンロード配信を実現。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を組み合わせた、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。ダウンロード完了率、顧客満足度、収益を最大化するために、Akamai は、インターネット上で大規模なファイルベースのコンテンツを配信する、信頼性の高いハイパフォーマンスのソリューションを提供します。
• API のパフォーマンスを高速化。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。急速に増加する API リクエストに対応しながら、信頼性、スケーラビリティ、パフォーマンスを確保するために、Akamai は API の配信やその他の小さなペイロードトラフィックを高速化し、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。Akamai 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。