CDNとは？仕組みや導入のメリット・デメリット、サービスの選び方を解説

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）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が求める情報をサーバから選定し、返信する形でユーザ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」や「キャッシュサーバ」についても概要をご説明しましょう。

▼オリジンサーバ・キャッシュサーバとは

「オリジンサーバ」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が「キャッシュサーバ（エッジサーバ）」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がオリジンサーバ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、キャッシュサーバは世界各地に多数設置されます。このため、ユーザは自身からもっとも近い場所にあるキャッシュサーバへアクセスすることとなります。
このオリジンサーバとキャッシュサーバ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

1．オリジンサーバへのアクセス負荷の軽減

当然ながら、オリジンサーバだけに頼ってコンテンツ配信を行う場合、1つのサーバに集中的なアクセスが発生してしまいます。このため、オリジンサーバに多くの負荷がかかることとなります。
サーバ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の代わりに各所のキャッシュサーバ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、ユーザがオリジンサーバ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

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

ユーザがアクセスするのはCDNの配信サーバとなるため、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を貸し出すレンタルサーバ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を多数利用していますが、その各キャッシュサーバはオリジンサーバ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、キャッシュサーバはオリジンサーバ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はクラウドサーバやレンタルサーバ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で行う必要がなくなります。オリジンサーバ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への保管が可能となります。都度オリジンサーバ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。

アクセリアには、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、フルアウトソーシングも可能なオプションを用意したSolution CDNがあります。
CDNはCloudflare（クラウドフレア）、運用はアクセリアが提供しております。
CDNの導入・運用でお困りの方は、まずはお気軽にご相談ください。

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