CDN の仕組み: 現代の組織のための重要なガイド

2024年5月6日
WSDM

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Delivering content to global users demands speed, reliability, and security. As businesses expand their digital presence and user expectations rise, Content Delivery Networks (CDNs) have become the essential technology powering modern internet experiences.

A Content Delivery Network represents a strategic advancement in how businesses deliver digital content, leveraging a sophisticated global infrastructure of interconnected servers. This distributed network is designed to cache and deliver all types of web content – from rich media assets to dynamic applications – ensuring optimal performance and reliability at every point of user interaction.

To empower businesses in today’s digital landscape, CDNs transform traditional content delivery through strategic Points of Presence (PoPs) positioned globally, intelligent content caching and distribution, advanced edge computing capabilities, and real-time performance optimization.

This transformation has become crucial as organizations face increasingly complex digital demands, which include but aren’t limited to:

  • Delivering high-definition streaming content at scale
  • Supporting mission-critical enterprise applications
  • Enabling immersive digital experiences
  • Powering global e-commerce platforms

In this guide we’ll explore the intricate workings of CDNs establishing exactly how they work to help drive business innovation and technical advancement.

コンテンツ配信ネットワークとは?

A content delivery network, also called a CDN,  improves the website performance as well as its security and reliability. It does this by bringing web content closer to the geographic location of users. A CDN is essentially a geographically distributed network of servers and their data centers that help in web content distribution to users with minimal delay.

CDN は、大量の Web トラフィックを引き付けるビジネスに特に役立ちます。 Netflix などのビデオ ストリーミング プラットフォーム、Facebook などのソーシャル メディア大手、e コマース大手の Amazon はすべて、コンテンツをエンド ユーザーに配信するために CDN に依存しています。

続きを読む: CDNとは?

CDNのしくみ

前述のように、CDN はコンテンツをエンド ユーザーの地理的な場所に近づけることで機能します。これは、Point of Presence (PoP) と呼ばれる戦略的に配置されたデータ センターを通じて行われます。これらは世界中にあるデータ センターであり、各 PoP 内には数千のキャッシュ サーバーがあります。 PoP とサーバーの両方が、接続を改善し、コンテンツがエンド ユーザーに配信される速度を加速するのに役立ちます。

CDN がどのように機能するかを詳細に理解するには、CDN がない場合に何が起こるかを調べると役立ちます。

Consider a user in Singapore trying to load the webpage of a business, say a streaming services provider. The user sends a request to the business’ web server to retrieve all the page’s components. The page could include text, images, HTML and dynamic content. The オリジンサーバー could be located anywhere in the world. Let’s say it is in North America. Now this origin server which stores all the content on the web page has to deliver it to the user’s browser all the way across the globe. This simple fact of geographic distance can create delays and performance issues.

How Does a CDN Work

CDN を使用すると、エンド ユーザーの近くに設定されたローカル PoP にコンテンツを保存できます。これらの PoP は Web ページ上のファイルをキャッシュし、要求されたときにはるかに短い時間でエンド ユーザーに配信するため、ページの読み込み速度が向上します。ユーザーが要求したファイルが CDN にない場合は、必要に応じてオリジンから読み込まれます。

How Does CDN Work

What Role Does CDN Caching Play?

CDN キャッシングは、コンテンツ配信ネットワークを機能させるための重要な部分です。これは、最初にユーザーに配信されたファイルのコピーを保存し、その後のリクエストで元のファイルの代わりに保存されたアセットのコピーを再利用するプロセスです。 CDN では、エッジ サーバーはデータがキャッシュされる場所です。

CDN キャッシングは、大まかに次の手順に従って機能します。

  1. An end user requests for static assets on your web page for the first time
  2. アセットはオリジン サーバーから取得され、配信されると、エンド ユーザーに近い PoP エッジ キャッシュ サーバーに格納されます。
  3. When the same user requests the same assets the next time, the requests don’t go to the origin server. Instead the requests go to the cached files from the PoP server to see if the stored assets are still available and deliver them to the user.  If they are not available or the caching server has not cached the assets yet, the request is sent to the origin server again.

静的アセットが特定の場所のすべての CDN サーバーにキャッシュされると、その後の静的アセットに対するすべての Web サイト訪問者のリクエストは、オリジンではなくこれらのエッジ サーバーから配信されるため、オリジンの負荷が軽減され、スケーラビリティが向上します。

Why Is It Important to Understand How Content Delivery Networks Work?

Understanding how CDNs work is crucial for modern business success, as they fundamentally transform how organizations deliver digital content to their users. While many businesses know they need a CDN, understanding its core mechanics enables better decision-making around digital infrastructure, performance optimization, and user experience. From startups to enterprises, organizations that grasp CDN technology can better leverage its capabilities to solve critical business challenges, enhance security, and deliver content efficiently across global markets.

Key Business Benefits of CDN Implementation

Optimize bandwidth and latency

CDN を使用する主な利点には、帯域幅とレイテンシの削減が含まれます。待ち時間とは、Web ページの読み込みにかかる時間を指します。 Web サイトのコンテンツをユーザーの近くに移動して保存することで、CDN はページの読み込み時間を短縮し、ブラウジング エクスペリエンスを最適化するのに役立ちます。

たとえば、クラウド ゲーム会社やビデオ ストリーミング サービスを提供する企業を考えてみましょう。データセンターは、米国のニューヨークまたはロサンゼルスに配置できます。しかし、そのエンド ユーザーと消費者は世界中にいる可能性があります。オースティンやメリーランドのユーザーがサービスを使用するときにすべてのコンテンツをダウンロードするのは、まだ比較的簡単かもしれません。しかし、世界中の何マイルにもわたるオーストラリアや日本にいるユーザーはどうでしょうか? CDN がなければ、これらの各ユーザーは毎回すべてのコンテンツをダウンロードする必要があり、遅延や一貫性のないユーザー エクスペリエンスにつながります。

結局のところ、Web サーバーとエンド ユーザーの間の地理的な距離が大きな違いを生みます。 CDN を使用すると、この距離を最小限に抑え、ユーザー エクスペリエンスを最適化できます。これは、満足していないユーザーや顧客が他の競合他社に背を向ける可能性があるため、ビジネスの収益に直接的な影響を与えます。

Improve website security

CDN の分散型の性質により、DDoS 攻撃などの大量の Web トラフィックを処理するのに理想的です。これがなければ、サーバーの障害やダウンタイムが発生する可能性があります。 HTTP などの手法 負荷分散 CDN で、このような DDoS 脅威の防止と検出に役立ちます。

CDN の別の機能には、より優れた認証、暗号化、および整合性標準のための新しい TLS/SSL 証明書の提供が含まれます。また、コンテンツの可用性と冗長性を向上させ、1 つのサーバーがオフラインになった場合でも、他のサーバーが Web トラフィックを取得できるようにします。同様に、CDN は分散型サービス拒否または DDOS防御 悪意のあるリクエストをネットワーク全体に分散させます。

Control access to different regions

CDN は、エンジニアリング チームや Web サイトの所有者がプラットフォームやサービスへのアクセスを管理するためにも重要です。ビジネスのユーザーまたは消費者が世界中に分散している場合、多くの場合、一部の地域へのアクセスを許可し、他の地域へのアクセスを拒否する必要があります。

CDN は、エンジニアリング チームが Web アプリケーション ロジックを エッジ サーバー. CDN を使用して、認証タスクをエッジに委任し、リクエスト属性に基づいてさまざまなリージョンからのリクエストに応答し、リクエストとレスポンスのヘッダーとボディ属性を処理できます。

CDN は、ログの収集とユーザー生成データの分析にも役立ちます。ビジネスが多数の Web サイト訪問者を引き付ける場合、および Web トラフィックをリアルタイムで分析する必要がある場合、これは非常に重要です。

Allow for prefetching content for faster delivery

Another reason why CDNs are important is their ability to prefetch static website content in advance to the edge servers. Static content includes assets like images, media files and static parts of HTML, CSS or Javascript files that don’t change often. Even dynamic content, such as a WebSocket application that listens for events from a server can be addressed if there is a tight integration between the CDN.

Cost-effective approach for managing traffic

とりわけ、CDN の課金モデルでは、トラフィックとリクエストの量に応じて支払うことができますが、HTTPS リクエストには追加のコンピューティング リソースが必要になるため、追加のコストが発生する可能性があります。

How CDNs Drive Business Performance

今日、ほぼすべてのビジネスがデジタルチャネルに依存して顧客を引き付けているため、CDN サービスの重要性は疑いの余地がありません。クラウドおよびオンライン ゲーム、ビデオ ストリーミングを含むメディアおよびエンターテイメント、電子商取引および広告は、CDN プロバイダーが世界のさまざまな地域のユーザーにコンテンツを配信するのに役立つ業界のほんの一部です。

That doesn’t mean CDN will be a good choice for everyone. If your business operates from a localized website and if your user-base is also concentrated around your server, CDNs may end up being overkill. In fact, in such cases, CDNs can even harm your users’ experience on your website as there will be unnecessary nodes that stand in between the server and the client.

このガイドでは、CDN のしくみについて説明しました。世界中のどこにいても、顧客にコンテンツを迅速かつシームレスに配信する方法を探している場合は、今すぐ CDN プロバイダーに相談してください。

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HTTP ヘッダーの最適化
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HTTPヘッダーはHTTPリクエストとレスポンスで送信されるキーと値のペアであり、クライアントとサーバー間の通信に関する重要な情報を提供します。コンテンツタイプ、エンコーディング、キャッシュ制御、認証などの詳細が含まれます。

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