CDNの仕組みとは？普通のサーバーとの違い、メリットとは？

「CDN」がどのような仕組みで、どのようなことができるのかをご存知でしょうか？

CDNは画像、ファイル等のコンテンツをWEB上で効率よく配布するために欠かせない技術です。

実際にCDNを導入したWEBの運用を行う際には、その仕組について理解しておく必要があります。

そこ今回は、CDNとはそもそも何なのか、その仕組み、「オリジンサーバー（OS）」、「キャッシュサーバー（CS）」について紹介していきます。

CDNとは？

CDNとは、「Content Delivery Network」の略で、WEB上にて画像・ファイルなどのコンテンツを多数のユーザーに配布する際にサーバーの負担を軽くし、効率的に配布するための技術です。

例えば、多くの従業員を抱える大企業にて共通の社内通知をPDFを用いて全従業員に配布する際、サーバーに対する負担が非常に重くなってしまいます。

そこで、CDNを活用することによってサーバーの負担を軽減しつつ、より効率的にユーザーにファイルを配布することが可能になります。

身近なCDNとは？

実は知られていないだけでCDNは、常に身近な所に活用されているのです。

例えば、パソコンやスマホのOSアップデートファイル、ライブ動画配信サービス、その他公共性の高いインターネットサイトが挙げられます。

以上で挙げた例は、一定期間に多くのユーザーが利用したりダウンロードしたりするため、サーバーの負担を軽くしつつ効率的に配信することが重要になります。

普通のサーバーとCDNの違いとは？

例えば、1人〜少人数に同一のファイルを送信する際には、ファイルの容量そのものがそれほど大きくないことから、一般的なサーバーを使っても何ら問題はありません。

しかし、送信先が約100人〜数千人規模、それ以上になると一般的なサーバーだけでは負担しきれない程の容量になるため、加えてCDNが必須です。

つまりCDNとは、一般的なサーバーだけでは対応できない時に限り、その負担の一部を肩代わりするレンタルサーバーとも言えるでしょう。

CDNはどのような仕組みになっている？

では、CDNはどのような仕組みになっているのでしょうか？

ここでは、CDNの仕組みについて一緒に見ていきましょう。

「DNS」・「CDNキャッシュサーバー」・「オリジンサーバー」

CDNは、①DNS、②CDNキャッシュサーバー、③オリジンサーバーの3つの仕組みから成り立っています。

①のDNSとは、「Domain Name System」の略で、ドメインとIPアドレスを紐付けて管理するシステムを指します。

②のCDNキャッシュサーバー（CS）とは、エッジサーバーとも呼ばれ、オリジンサーバーに保存してあるコンテンツを普通のサーバーの代わりに配信してくれる役割があります。

③のオリジンサーバー（OS）とは、元々のファイルや画像等のコンテンツが保存されているサーバーです。

CDNは「DNS」・「CDNキャッシュサーバー（CS）」・「オリジンサーバー（OS）」の3つの仕組みによって、形成されているということを覚えておきましょう。

CDNにおけるファイルの呼び出し方

それでは実際にCDNがどのように機能するのか、ユーザーの立場から解説していきます。

まず、CDNが無い場合、ユーザーがあるWEBサイト、もしくはファイルを閲覧したい時にブラウザからDNSを通してそれらのコンテツが置いてあるオリジンサーバーに呼び出しを行い、コンテンツを探します。

しかし、ファイルの容量が大きい場合、ユーザーがたくさんいる場合には、オリジンサーバーにかかる負担が大きくなってしまうため、DNSとドメインサーバーの間にCDNキャッシュサーバーを設置することによって、オリジンサーバーの負担を軽くするのです。

これらがCDNがファイルを呼び出す流れであり、主な仕組みとなります。

CSの「キャッシュ」

CDNがどのように機能するのか、その仕組の補足として、CDNのキャッシュサーバーの「キャッシュ」についても見ていきましょう。

本来、CDNのキャッシュサーバーの中身は空っぽでファイル等何も入っていない状態になっています。

つまり、必要なデータを取得するためには、ユーザーが初めてサーバーにアクセスする際には、オリジンサーバーまでアクセスしなければいけません。

しかし、2度目以降は、オリジンサーバー内に保存されているデータがCDNがサーバーによってキャッシュされる、つまり保存されるため、CDNキャッシュサーバーから直接データを取得することができます。

CDNのメリット

CDNがどのような仕組みになっているのかを説明しました。

それでは、ユーザーの視点、配信者の視点の双方から見たCDNのメリットについて見ていきましょう。

ユーザーにとってのメリット

ユーザーにとっての最大のメリットは、レスポンス、ダウンロードが早くなることです。

例えば、CDNが組み込まれたアップデートファイルをダウンロードする際には、比較的スムーズにそのファイルを取得することが可能になり、複数のユーザーに対して、ライブ配信される動画を閲覧する際にもその読み込みやレスポンスが早くなります。

配信者にとってのメリット

一方、配信者にとってのメリットは、オリジンサーバーに対する負担を軽減することが可能ということです。

具体的に言うと、CDNキャッシュサーバーを設置することによって、オリジンサーバーへの過度なユーザーによるアクセスを制限することができ、サーバーがダウンしてしまうこと、サービスの耐障害性を高めることができるのです。

CDNの仕組みについて｜まとめ

いかがでしたでしょうか。

今回はCDNの細かな仕組み、またそのメリットについて紹介しました。

CDNは、一般的なサーバーシステムとは異なり、配信元であるオリジンサーバーとDNSの間にCDNキャッシュサーバーが設置されています。

この仕組みによってユーザーのアクセス、配信者のデータファイルの送信がよりスムーズになり、オリジンサーバーの負担を軽減できるという利点があります。

CDN、「ontent Delivery Network」は全ての企業、インターネットサービスに必ずしも重要であるというわけではありません。

しかし、多くのユーザーや社員を抱えている企業、もしくは不特定多数を対象としたインターネットサービスを行っている団体においては、必ず必要になります。

CDNの導入を実践する際には以上のことしっかりと踏まえた上で行いましょう。