CDNとは？仕組みや導入のメリット・デメリット、サービスの選び方、利用シーンまで解説

ニュースの閲覧、日々の買い物や動画の視聴など、私達がWebサイトを利用する場面は日増しに多くなっており、それらWebサイトで配信するコンテンツ容量が大きくなっていることから、CDNの認知度や重要性が高まっています。
しかし、実際にCDNを導入する際には、考慮しなければならないメリットやデメリットも多く、業者の選定にも時間がかかることがほとんどです。
この記事では、CDNの基本からメリット・デメリット、業者選定のポイントとなる部分について解説しています。

CDNの概要

CDNは、「コンテンツ配信ネットワーク（Content Delivery Network）」の略称です。Webサイトのコンテンツを世界中に分散した配信拠点にコピー（キャッシュ）して、オリジナルのWebサイト（オリジンサーバー）の代わりにコンテンツを届けるネットワークや、その仕組みのことを指します。

コンテンツをCDNで複数の配信拠点にキャッシュすることで、ユーザーに近い拠点から配信できるため、スピーディにストレスなくコンテンツを届けることができます。具体的には、アクセス集中による表示遅延やサーバーダウンを防ぐことができます。
このことから、セールなどの時期にアクセスが集中するECサイトや、動画配信のような大容量のコンテンツを配信するサイトなどでは、CDNは必須となっています。サイトのレスポンスに不満を持つとそのサイトを再び利用しないユーザーも多くいることから、CDNの導入が顧客体験の向上・離脱率の低減・コンバージョン率の向上のために求められているのです。

近年ではSNSや天候などに起因する突発的なアクセス急増も多発しており、そのような場合にWebサイトがダウンしてしまうことを防ぐためにCDNの導入を検討する企業も増えています。

CDNの歴史

CDNのサービスは登場以来、インターネットの変遷に伴って、変化しています。

1990年代の初期のインターネットのWebサイトは、テキストベースの簡素で小容量なコンテンツが主流でした。その1990年代に、CDNが誕生。CDNの概念は、Akamai Technologiesの共同創始者たちが提唱しました。Akamaiは現在では、CDN市場をリードする企業のひとつとなっています。

当時のCDNはISP内におかれているキャッシュを用いてファイルを配信することと、映像配信の効率化が中心でした。その後CDNは、コンテンツ提供者の情報をそのまま配信するだけでなく、画像を最適化するなどの加工も含め、UXを改善するためのさまざまな機能を追加して進化してきました。

また、かつてはCDNで外部にコンテンツをキャッシュすることに抵抗感をもつ企業もありました。しかし現在では、小規模なサイトでもCDNが利用されるようになっています。利用者側の意識が変わった要因のひとつとして、AmazonのAWSやMicrosoftのAzure、GoogleのGCPといったクラウドサービスが普及するにつれ、企業の中で社内のデータを外部に預けることへの抵抗感が減ったことが考えられます。

現在のインターネットは、画像や動画、音楽を含む大容量のコンテンツが好まれるようになり、パソコンだけでなくスマートフォンやタブレットといったモバイル端末によるアクセスが主流です。CDNは大容量コンテンツを遅延することなく配信し、サーバーダウンを避けることなどを主な目的として利用されています。

CDNの世界市場は2022年に200億米ドルまで成長しており、2035年までに850億米ドルに達すると予想されています。

CDNに注目が集まっている理由

CDNに注目が集まっている理由は、インターネットのトラフィック量が増加しているためです。まずインターネット利用者のシェアは、この5年で50％強（2018年）から65％（2023年・予測）と増加傾向にあります。

参考：コンテンツデリバリーネットワーク（CDN）市場（Content Delivery Network）に関する詳細な調査は、2023年のそのランドスケープを理解するために実施されました。｜SDKI Inc.｜PRTIMES

またユーザーが求めるコンテンツが大容量になっていることも、トラフィック量増加の理由のひとつです。インターネット経由でユーザーが直接コンテンツにアクセスできる配信サービス「オーバー・ザ・トップ（OTT）」や、視聴者が観たいときにさまざまな映像コンテンツを視聴できる「ビデオ・オン・デマンド（VoD）」といったコンテンツへの需要が高まっています。
ユーザーの興味・思考・行動に応じて変化するオンラインショッピングや、ビデオ・ゲーム、それらのライブストリーミングの需要の高まりなどもあり、静的なコンテンツから動的なコンテンツへとニーズが変化しています。今後もネットワーク上のトラフィック量は増加することが予測され、ますますCDNの需要が高まっていくでしょう。

またCDNはコンテンツの高速配信のみならず、DDoS攻撃への対策やジオブロッキング（位置情報に基づくアクセス管理）というように、セキュリティ面でも機能を充実させてきています。
このように大容量コンテンツ配信の時代にあっても、CDNはパフォーマンスや信頼性を向上させるためのサービスという重要な位置付けにあります。今後も企業の情報セキュリティを語る上で外せないサービスとなるでしょう。

CDNは、どのような仕組みによってコンテンツの配信を行っているのでしょうか。ここでは、CDNの仕組みについてご紹介します。

デジタルコンテンツの配信においては、リクエストが送信されるとその内容からユーザーが求める情報をサーバーから選定し、返信する形でユーザーへコンテンツを届けています。
CDNを利用してこれを行う場合、ユーザーがリクエストを求めるタイミングで、配信すべき内容を送信の前段階でキャッシュとして保管します。このワンステップが加わることで、サーバーにいったん確認を取るフローの短縮を実現しています。CDNの利用によって配信する動作を効率化できることで、サーバーに対する負荷の軽減になります。
このように、CDNの配信の仕組みは意外に単純なものだと分かります。

ここからは、先の項目で少し触れた「オリジンサーバー」や「キャッシュサーバー」についても概要をご説明しましょう。

▼オリジンサーバー・キャッシュサーバーとは

「オリジンサーバー」とは、原本にあたるデータ本体を収納する、唯一の基幹サーバーを指します。その一方で、キャッシュデータを保存するための代理サーバーが「キャッシュサーバー（エッジサーバー）」と呼ばれ、各地に分散する形で複数設けられます。
本来はオリジンサーバーがコンテンツの配信を行いますが、CDNの場合は分散化されたキャッシュサーバーがオリジンサーバーの代理を務める形でコンテンツを配信します。

オリジンサーバーは通常は特定の1箇所にしか設けませんが、キャッシュサーバーは世界各地に多数設置されます。このため、ユーザーは自身からもっとも近い場所にあるキャッシュサーバーへアクセスすることとなります。
このオリジンサーバーとキャッシュサーバーの仕組みを備えていることで、CDNではコンテンツをより速く配信できるのです。

CDNを導入する主なメリットとしては、以下のようなものが挙げられます。

・オリジンサーバーへのアクセス負荷の軽減
・運用コストの削減
・セキュリティの向上
・SEO対策
・全世界のユーザーに同じUXを提供
・企業の信頼性向上

1．オリジンサーバーへのアクセス負荷の軽減

当然ながら、オリジンサーバーだけに頼ってコンテンツ配信を行う場合、1つのサーバーに集中的なアクセスが発生してしまいます。このため、オリジンサーバーに多くの負荷がかかることとなります。
サーバーの負荷が増大することでページの表示に時間がかかったり、表示に不具合が発生したりすることがあります。さらに負荷が大きくなると、サーバーダウンを招くおそれもあるため要注意です。

CDNを利用すると、1つしかないオリジンサーバーの代わりに各所のキャッシュサーバーが代替する形で応答を行ってくれます。この仕組みで、オリジンサーバーへの負担が軽減できます。コンテンツの配信状況が安定するとともに、サーバーの応答速度も改善できるメリットがあります。

2．運用コストの削減

CDNを導入すると、オリジンサーバーへの負荷軽減を図ることができますが、同時にオリジンサーバーの運用コストを削減できることがあります。
負荷がかかる日数や時間帯は限られている場合が多く、その負荷に合わせてサーバーや回線の増強をするとコストが高くなりがちです。CDNを利用すれば用意されたサーバーにキャッシュを置くだけなので、コストも手間もかからず負荷対策を実現できます。

3．セキュリティの向上

CDNの導入によって、ユーザーがオリジンサーバーへ直接アクセスすることがなくなります。このため、CDN導入前よりもサイバーセキュリティの向上が期待できます。

たとえば、CDNを利用することでサーバーへの負荷が分散されるため、大量のアクセスを発生させることによってサーバーダウンを狙うDoS攻撃・DDoS攻撃を受けた場合でも、オリジンサーバーがダウンするリスクを低減することができます。

4．SEO対策

CDNの導入が、SEO対策の一環となることがあります。CDNの利用でページ表示速度が向上すると、なぜSEOに好影響があるのでしょうか。その理由は、SEOにおける順位決定のアルゴリズムにページ表示速度が関係しているためです。
代表的な検索エンジンの1つであるGoogleでは、2018年7月からモバイル検索のランキング要素にページの読み込み速度が加えたとされています。
CDN利用で表示速度を向上させることは、検索エンジンによる評価アップにもつながるのです。

参考コラム：CDNでPageSpeed Insightsのスコアを上げよう！SEOで取り組みたい表示速度改善

またCDNの利用で、コアウェブバイタル（Core Web Vitals）の数値を向上させ、Googleからの評価を相対的に上げる可能性もあります。

コアウェブバイタルとは、サイトの健全性を示す指標であるウェブバイタル（Web Vitals）の中でも、特に中心となる3つの指標のことです。LCP（読み込み時間）、FID（インタラクティブ性）、CLS（ページの視覚的安定性）がコアウェブバイタルにあたります。Webサイトは質の良いコンテンツが検索の上位に挙がるという原則のもと、同程度の質を持つコンテンツ同士の比較であれば、コアウェブバイタルが優れているほうが上位に表示されます。

参考コラム：コアウェブバイタルのスコアの確認方法と計測ツール4つをご紹介

5．全世界のユーザーに同じUXを提供

CDNは海外にもキャッシュサーバーを設置しており、ユーザーがコンテンツにアクセスした際は、ユーザーから最も近いサーバーから情報を配信します。そのため遅延が起こりにくく、全世界のユーザーに同じUX（ユーザーがサービス等を通じて得る体験）を提供することが可能です。この利点は、特にゲームやスポーツ観戦など、同時接続が必要となるコンテンツで優位となります。

6．企業の信頼性向上につながる

アクセスの負荷が高まると、サーバーダウンを引き起こす可能性があります。サーバーダウンが起きると、サーバーが復旧するまでサービスが停止する可能性も否めません。ユーザーとしては、アクセスしてもサーバーがつながらない状況となり、サービスだけでなく運営母体に対しての不信感も募らせてしまいます。アクセス負荷の軽減は、サービスの信頼性向上、ひいては企業の信頼性保持につながるのです。

CDNを導入する際には注意しなければならない点もあります。

1．コンテンツを更新しても即座に反映されないことがある

CDNの設定には、キャッシュしたコンテンツを自動更新するまでに保持する時間を決める項目があります。たとえばその項目を30分と設定すると、オリジンサーバーが更新されても、CDN側のコンテンツは最大30分間古い情報のまま配信が続けられることになります。
そのため、各配信拠点には新しいコンテンツを即座にキャッシュできるツールが用意されています。しかし、すべての配信拠点に反映されるには時間がかかる場合があります。

2．CDNサーバーの設定間違いによる事故が起こり得る

CDNで間違った設定をしてしまうと、キャッシュするつもりがないコンテンツを配信してしまう可能性があります。
たとえば過去には、登録者Aさんの情報を誤って全CDN配信サーバーにキャッシュしてしまい、他の登録者は自身の情報が閲覧できないばかりか、登録者Aさんの情報を自由に閲覧できるようになってしまうといった事故が起こりました。

3．アクセスログが取得できない

ユーザーがアクセスするのはCDNの配信サーバーとなるため、アクセスログを取得したい場合はCDN事業者から提供してもらう必要があります。
また、アクセス解析をWebビーコン型で行っている場合は問題ありませんが、生ログ型でアクセス解析を行っている場合も同様で、CDN事業者による提供が可能かどうか、確認が必要となります。

CDNを導入し、自社コンテンツや配信の信頼性を高めたいと考えた場合、どのような手順で導入を図るとよいのでしょうか。ここでは、CDNを利用する方法やその手順をご紹介します。

▼CDNサービスを提供している会社と契約する

もっともスタンダードなCDNの導入方法は、CDNサービスを提供している企業と契約してサービスを利用することです。

CDNサービスを提供している企業には2つのパターンがあり、1つはCDNサービスそのものを提供しているケースです。代表的なサービスにはCloudflare（クラウドフレア）社が提供するCloudflareや、AWSのAmazon CloudFrontなどがあります。もう1つはCDNサービスとその運用サポートを併せて提供しているケースで、弊社アクセリアもこちらに該当します。
これらのサービスを高パフォーマンスで運用するには、専門的な知識やノウハウが必要です。

▼レンタルサーバーが提供するサービスを利用する

インターネット上の仮想サーバーを貸し出すレンタルサーバーのサービス内容のなかに、CDNが含まれている場合もあります。このケースではオプションサービスとして追加できるものや、基本料金に含まれていて追加契約なしで無料利用できるものなどがあります。

CDNを利用する場合、気になることのなかには利用料金もあるでしょう。ここでは、CDNの料金に関することをご紹介します。
CDNの料金体系のなかには、以下のような要素が含まれています。これらによって料金が決まるケースが一般的ですので、サービス比較の際にチェックしておきましょう。

・データ転送量
・リクエスト数
・サポート内容

▼データ転送量

CDNサービスの課金ポイントに必ず設けられているのが、CDNからユーザーへのデータ転送量です。あらかじめ月ごとの固定費用が決められていてそこからの超過配信分で追加費用が課金される「コミット型」と、配信した分だけ課金される「従量型」の2つに分けられます。

また、サービスによっては「オリジン転送量課金」が別途設けられている場合もあります。CDNはキャッシュサーバーを多数利用していますが、その各キャッシュサーバーはオリジンサーバーからデータを取得してコンテンツ配信を行います。その際、キャッシュサーバーはオリジンサーバーからデータを取得しますが、その転送量によって課金が発生するケースもあるのです。

▼リクエスト数

ユーザーからコンテンツ配信のリクエストを受けた回数に応じた月額課金も発生し、リクエスト数課金と呼ばれます。各サービスの料金体系によっては、トランザクション課金という名前で内訳がされている場合もあります。サービス利用を検討する際の料金比較を行う際には、いずれかの記載箇所を見ると良いでしょう。

▼サポート内容

サービス利用に際して受けられるサポートの内容やその品質によっても、料金が変わってきます。当然ながらサポートの範囲が広く、品質が高くなれば基本的に料金は上がります。

近年はCDNの重要性が高まっていることもあり、CDNはクラウドサーバーやレンタルサーバーのオプションとして手軽に利用できるようになってきています。それ以外にも、国内外でCDNサービスを展開している事業者もあり、さまざまな側面から検討を重ねる必要があります。

最近のCDNサービスの多くは、負荷分散だけでなくセキュリティ対策や開発者向けの機能も有しています。たとえば、Cloudflare（クラウドフレア）社が提供するCDNサービスやその周辺機能の一覧は下図のようになっています。


このように、CDNサービスは高機能化していますが、ほとんどの設定は提供される管理画面から簡単にできるようになっていますので、基本的には自社で運用することが可能です。

ただ、これらを高パフォーマンス・低価格で使いこなし、最大限の効果を発揮させるには運用スキルが必須となります。CDN導入で環境が良くなったことによりユーザーが増加したが、適切な設定ができていなかったために費用が想定より増加してしまったという話もよくあります。
そのため、CDNを運用するためのサポート体制について確認するということも重要になります。問合せの回答時間について明記している場合もありますので、参考にされることをおすすめします。

また、自社でCDNの運用をしたことがない・少ないという場合には、CDNの運用をアウトソーシングする方法も考えられます。
その場合も同じように、運用を任せる事業者の事例やサポート体制を確認することが重要です。

CDNの利用でメリットの大きくなるコンテンツの種類には、どのようなものがあるのでしょうか。ここでは、CDNが有用とされる主な利用シーンについてご紹介します。

動画配信

Webサイトに用いられるHTMLファイルや画像データと比較し、動画のデータ量は相当に大きなものとなります。このため動画コンテンツを配信しているサーバーの負荷は、当然ながら大きなものとなってしまいます。

動画を快適に視聴できない状況が頻発したり継続的になったりすると、売上への影響や離脱率の増大も懸念されるでしょう。
オリジンサーバーの負荷をCDNの利用によって低減できれば、動画配信の品質を高い状態で安定させられます。

画像の多用されたWebサイトの表示速度改善

先に述べた通り、画像ファイルのデータ量は1点～数点だけならサーバーへの影響を考えるほどにはなりません。しかしWebサイトのなかには、画像が数十枚単位で使用されているものもあります。
画像データも同時に大量配信されれば読み込み速度に影響しますし、サーバーへの負荷も増大します。画像コンテンツは動画コンテンツの次にデータ容量が大きくなりやすいといわれているため、「画像しか使っていないから大丈夫」と油断はできないのです。

Webサイト上の複数ページに大量の画像コンテンツを使用している場合などは、CDNの利用が必須となるレベルであると考えられるでしょう。

WordPressの高速化

代表的なCMSの1つであるWordPressは、全世界のWebサイトの4割以上に採用されているといわれています。
WordPressは難しくない操作で質の高いWebサイトやブログを作成できるため人気ですが、サーバーへの負荷が大きくなりやすいことが難点です。これはWordPressが動的コンテンツである点に由来しており、1アクセスごとにページが生成されるという特徴を備えているためです。
表示が遅くなりがちなWordPressサイトも、CDNの利用によって表示の都度ページの生成をオリジンサーバーで行う必要がなくなります。オリジンサーバーの負荷を低減しながら、快適なサイト閲覧が可能となるのです。

ライブラリを多く使用するサイトのサーバー負荷軽減

ライブラリとはJavaScriptライブラリなどのことですが、プログラムで頻繁に用いられる機能を抽出し、再利用のためにまとめたものです。ライブラリはインターネット上に一時保管されていますが、CDNの利用によりそれらのライブラリデータもキャッシュサーバーへの保管が可能となります。都度オリジンサーバーに一時保管されることがなくなり、負荷の低減につながります。

グローバル展開しているサービスの表示速度維持

海外からのアクセスが多いサービスで、日本にしか配信拠点がない場合は物理的な距離が遠いために表示速度が低下します。CDNを利用することで、海外のユーザーに近い拠点のキャッシュサーバーからコンテンツが配信されるため、表示速度を一定に保つことが可能です。
CDNサービスは、世界の多くの地域にキャッシュサーバーを置いている企業や、アジアに強みがある企業といったように、得意とする地域が異なります。グローバル展開を行う場合には、進出先で著名なCDNサービスを検討すると良いでしょう。

ユーザー数が多いサービスの安定稼働

ユーザー数が多いサービスにもCDNの導入を検討する余地があります。例えばゲーム企業の場合、特に対戦型のゲームやイベントで多くの集客が行われる期間においては、同時にプレイするユーザーが多くなりがちです。またECサイトでも、セールや人気タレント・キャラクターとのコラボ商品の販売など、時季によってアクセスが過多となる場合があります。ユーザーが多くアクセスしている機会にサーバーダウンをすることのないように、CDN導入が有効となります。

災害時の社会インフラサイトへのアクセス増加対策

自治体や、電気、水道、交通など社会インフラのサイトは、普段はさほどアクセス数が多くない傾向にあります。しかし災害など緊急事態が起きると、情報を求めて住民からの突発的なアクセスが急増します。したがって突発的なアクセスの増加にも耐えられるサーバー構成が必要です。

病院やサプライチェーンのセキュリティ

事業が停止すると地域に大きなダメージを与える企業や病院も、備えが必要です。特に地方の病院や大企業の下請け企業は、悪意ある第三者からサイバー攻撃の標的として狙われることが増えています。CDNは、このような「止まってはいけない」システムやサイトに対しても、突発的なアクセス過多やDDoS攻撃への備えとなります。

予期せぬ出来事への備え

テレビ放送やSNSの影響で急に商品が人気となった場合、その商品を扱うECサイトや商品詳細が記載されているWebサイトはアクセスが集中し、サーバーダウンとなる可能性があります。事前に把握していればサーバー強化などの対策も取れますが、なかには担当者の予想外に人気となっているケースもあるでしょう。このような予期せぬ出来事に備えるためにも、CDNが有用です。
その他、自社とコラボレーションしている有名人の不祥事など、マイナス方面での予期せぬトラブルによるアクセスにも、CDNは対応可能です。

アクセリアでは、20年以上にわたる自社開発CDNの開発と運用で培った経験とノウハウを駆使し、3つのCDNサービスを提供しています。

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