CDNとは？
コンテンツデリバリーネットワークは、世界中の数百のサーバーにウェブサイトコンテンツをキャッシュし、最も近い場所からユーザーに配信します。CDNは全インターネットトラフィックの50%以上を処理し、読み込み時間を数秒からミリ秒に短縮し、DDoS攻撃から保護します。
なぜこれが重要なのでしょうか？レイテンシが100ms増えるごとに、eコマースサイトの収益が1%減少します。CloudflareやAkamaiなどのCDNは毎日数兆のリクエストを処理し、インターネットを瞬時に感じさせます。CDNがなければ、動画のストリーミングは単一のオリジンサーバーから数千キロメートル先のデータを待つことを意味します。
📖 詳細分析
例え 1
町の向こうにある 1 軒のレストランでピザを注文することを想像してみてください。注文には 45 分かかります。ここで、レストランがすべての地域に 200 の支店をオープンすると想像してください。注文すると、最寄りの店舗が 5 分以内にピザを作ります。 CDN はまさに次のように機能します。すべてのユーザーが 1 つの離れたサーバー (オリジン) からデータを取得するのではなく、近くのポイント オブ プレゼンス (PoP) にコピーがキャッシュされるため、コンテンツはほぼ即座に到着します。
例え 2
CDN は図書館システムのようなものだと考えてください。これまでに書かれたすべての書籍が保管される中央ライブラリ (オリジン サーバー) が 1 つあります。しかし、もし国民全員がその図書館に車で行ったら、駐車場はあふれてしまうでしょう。そのため、このシステムはすべての都市に分館図書館 (PoP) を作成し、最も人気のある書籍を在庫しています。本をリクエストすると、最寄りの支店が最初にその棚をチェックします (キャッシュ ヒット)。それを持っていない場合（キャッシュミス）のみ、中央図書館にリクエストします。
🎯 シミュレーターのヒント
初心者
12 個の PoP から開始して、リクエストがどのように最寄りのサーバーにルーティングされるかを観察します
中級者
LRU と LFU の間でキャッシュ ポリシーを切り替える — LFU は人気のあるコンテンツに適しており、LRU はさまざまなアクセス パターンに適しています。
上級者
Origin Shield を有効にして中間キャッシュ層を追加 — キャッシュミス時のオリジンの負荷を軽減します
📚 用語集
🏆 主要人物
Tom Leighton (1998)
Akamai Technologies を共同設立し、MIT アルゴリズムを使用した商用 CDN テクノロジーの先駆けとなる
Danny Lewin (1998)
一貫したハッシュ アルゴリズムが CDN テクノロジーの基礎となった Akamai の共同創設者
Matthew Prince (2009)
Cloudflare を共同設立し、あらゆる規模の Web サイトに対する CDN と DDoS 保護を民主化
John Graham-Cumming (2011)
世界最大級のエッジネットワークの技術アーキテクチャを主導したCloudflare CTO
Michelle Zatlyn (2009)
Cloudflare を共同設立し、大企業から数百万の小規模 Web サイトまで CDN を拡大
🎓 学習リソース
- Consistent Hashing and Random Trees [paper]
CDN 負荷分散のアルゴリズム基盤であるコンシステント ハッシュを紹介する MIT の論文 (STOC 1997) - The Akamai Network: A Platform for High-Performance Internet Applications [paper]
コンテンツ配信、リクエスト ルーティング、フォールト トレランスなど、世界の Web トラフィックの 30% 以上を処理する Akamai の CDN アーキテクチャの概要 - Pushing CDN-ISP Collaboration to the Limit [paper]
コンテンツ配信パフォーマンスの向上とネットワークコスト削減のための CDN-ISP 連携の最適化に関する研究 (ACM SIGCOMM 2015) - Dissecting CDN Caching Strategies for Web Content [paper]
ヒット率、エビクションポリシー、キャッシュ効率に対するコンテンツタイプの影響を調査する実際の CDN キャッシュ動作の分析 - Cloudflare Learning Center [article]
主要プロバイダーが提供する包括的な CDN 教育リソース。基礎から高度なトピックまでカバーします。 - Web Almanac CDN Chapter [article]
詳細な統計と傾向による、Web 全体での CDN の導入とパフォーマンスの年次分析 - Akamai State of the Internet [article]
グローバルなインターネット トラフィック パターン、セキュリティ脅威、CDN パフォーマンス メトリックに関するリアルタイムの視覚化とレポート - Fastly Developer Documentation [article]
VCL、エッジ コンピューティング、リアルタイム パージ戦略などの最新の CDN 実装に関する技術ドキュメント