CDN

文書基準: 2026年8月

概要

Webサービスのユーザーは世界中に分散していますが、オリジンサーバーは特定のリージョンにあります。離れたリージョンのユーザーには、物理的な距離の分だけ遅延が発生します。

CDN（Content Delivery Network）は、世界中のエッジロケーションにコンテンツをキャッシュし、ユーザーに最も近い場所から高速に配信するサービスです。オリジンサーバーまで到達せずエッジで応答するため、レイテンシが大幅に短縮され、オリジンの負荷も軽減されます。

動作原理

sequenceDiagram
    participant User as ユーザー
    participant Edge as CDNエッジ
    participant Origin as オリジンサーバー

    User->>Edge: リクエスト
    alt キャッシュヒット
        Edge-->>User: 即時応答（高速）
    else キャッシュミス
        Edge->>Origin: オリジンへリクエスト
        Origin-->>Edge: 応答 + キャッシュ
        Edge-->>User: 応答
    end

主要概念

概念	説明
オリジン（Origin）	元のコンテンツがあるサーバー。オブジェクトストレージ、VM、ロードバランサーなど
エッジ（Edge/PoP）	ユーザーに近いキャッシュサーバー。世界中に数百拠点
キャッシュヒット/ミス	エッジにコンテンツがあればヒット（高速）、なければミス（オリジンから取得）
TTL（Time To Live）	キャッシュの有効期間。期限切れになるとオリジンから再取得
キャッシュ無効化（Invalidation）	TTL満了前に強制的にキャッシュを削除。世界的な伝播に時間がかかる

クラウドCDNはHTTPSを標準推奨しており、無料のTLS証明書が統合提供されるため、別途証明書を購入せずにSSL/TLSを適用できます。HTTPにも対応していますが、セキュリティ上HTTPS専用構成を推奨します。

適用対象

CDNは静的ファイルだけでなく、さまざまなワークロードに適用できます。

対象	説明
静的ファイル	画像、CSS、JS。最も基本的なCDN活用
API応答	変更頻度の低いAPI応答をエッジでキャッシュ。オリジンの負荷軽減
動画ストリーミング	MP4ダウンロード、HLS/DASHアダプティブストリーミング。大容量転送に必須
動的コンテンツ / API	キャッシュはできないが、エッジでのTCP/TLS終端 + ベンダーバックボーン経由でレイテンシを削減。オリジンコネクションの再利用によりハンドシェイクコストを削減

キャッシング戦略

キャッシング階層

階層	位置	制御方法
ブラウザキャッシュ	ユーザーデバイス	`Cache-Control`、`ETag`ヘッダー
CDNエッジキャッシュ	ベンダーのエッジロケーション	TTLポリシー、キャッシュキー設定
オリジンキャッシュ	オリジンサーバーの前段（任意）	リバースプロキシ、オリジンシールド

キャッシュキー戦略

戦略	方法	TTL設定
ハッシュファイル名	`app.a3f2c1.js`（ビルド時にハッシュを挿入）	非常に長く（1年）。無効化不要
バージョンクエリ	`app.js?v=2`	中程度。一部のCDNではキャッシュキーとして認識されない場合あり
短いTTL	同一URL、TTL 5分	API応答など頻繁に変わるコンテンツに適合
無効化	手動Invalidationリクエスト	緊急修正時のみ。コストが発生する場合あり

アーキテクチャパターン

CDNが効果的な状況

パターン	説明	CDNの効果
単一リージョンオリジン + グローバルユーザー	DB/アプリが1つのリージョンにのみあり、ユーザーは世界中	エッジキャッシングによりオリジンリージョンまでの遅延を排除
1対多配信	同一コンテンツを数万～数百万のユーザーに配信	オリジンの負荷をエッジに分散。オリジン1台でも大規模サービングが可能
トラフィックスパイクの吸収	イベント/ニュースなど急激なトラフィック急増	エッジがほとんどを吸収し、オリジンは通常の負荷を維持
静的サイトホスティング	SPA/静的サイトをオブジェクトストレージから配信	CDN + オブジェクトストレージのみでサーバーレス運用

コンテンツ保護（Signed URL / Token）

CDNを通じて配信しながらもアクセスを制限する必要がある場合（有料コンテンツ、認証済みユーザーのみアクセス可）:

方法	説明	AWS	Azure	Google Cloud
Signed URL	時間制限付きの署名済みURL	CloudFront Signed URL	Front Door Private Link	Cloud CDN Signed URL
Signed Cookie	Cookieベースの認証。複数ファイルへの同時適用	CloudFront Signed Cookie	—	—
Token認証	エッジでのトークン検証	CloudFront Functions	Front Door Rules Engine	—
地域制限	特定の国/地域の許可またはブロック	対応	対応	対応
WAF連携	IP制限、レートリミット、ボットブロック	CloudFront + WAF	Front Door + WAF	Cloud Armor

製品比較

ベンダー	製品	備考
AWS	CloudFront	400以上のエッジロケーション。Origin Shield（オリジン保護キャッシュ層）
Azure	Azure CDN / Front Door	Front DoorにCDN + WAF + グローバルLBを統合
Google Cloud	Cloud CDN	Cloud Load Balancingと統合。キャッシュ無効化が高速
OCI	OCI CDN（Akamai/Fastlyパートナーシップ）	グローバルCDNはパートナー連携。Edge ServicesでWAF/DDoSを統合

主要な違い

AWS CloudFront — エッジロケーション数が多く、Lambda@Edge/CloudFront Functionsでエッジ上でコードを実行できます。Origin Shieldでオリジンの負荷をさらに軽減できます。
Azure Front Door — CDN、グローバルロードバランサー、WAFを1つのサービスに統合します。別途CDN設定なしでFront Door単体で全トラフィックを管理できます。
Google Cloud Cloud CDN — Cloud Load Balancingでチェックボックス1つで有効化でき、設定が簡単です。キャッシュ無効化が数秒以内に伝播します。
OCI — 自社CDNサービスの代わりに、Akamai、Fastlyなど専門CDNとのパートナーシップを通じてグローバル配信をサポートします。Edge ServicesでWAFとDDoS保護を提供します。

グローバルネットワークアクセラレーター

CDNはコンテンツをキャッシュして高速に配信しますが、キャッシュが不可能なワークロード（ゲームサーバー、IoT、リアルタイムAPI）にはネットワークアクセラレーターが必要です。アクセラレーターはキャッシュなしでTCP/TLS接続をエッジで終端し、ベンダーバックボーンネットワークを通じてオリジンまで転送することで遅延を削減します。

CDN vs ネットワークアクセラレーター

区分	CDN	ネットワークアクセラレーター
目的	コンテンツキャッシング + エッジサービング	TCP/TLS接続経路の最適化
キャッシング	対応	—
対象プロトコル	HTTP/HTTPS	TCP/UDP全プロトコル
動作	キャッシュヒット時はオリジン不要	常にオリジンへ転送、経路のみ最適化
使用例	静的ファイル、ストリーミング、APIキャッシング	ゲームサーバー、IoT、グローバルAPI（キャッシュ不可）

ベンダー別サービス

ベンダー	サービス	アクセラレーション対象	制約
AWS	Global Accelerator	TCP/UDP	L4のみ。HTTPルーティングが必要な場合はALBと組み合わせ
Azure	Front Door	HTTP + TCP	L7統合。TCPプロキシはPremium層
Google Cloud	Cloud LB（Premium Tier）	HTTP/TCP/UDP	デフォルトでグローバル。Standard Tierはリージョン限定

選定基準

要件	選択
HTTPコンテンツキャッシングが主目的	CDN
TCP/UDPアプリのグローバル遅延削減（ゲーム、IoT）	グローバルアクセラレーター
HTTP + グローバル分散 + WAF統合	Azure Front Door / CloudFront + GAの組み合わせ
固定Anycast IPが必要（IPホワイトリスト）	Global Accelerator

エッジコンピューティング

CDNエッジでコードを実行してリクエスト/レスポンスを変換したり、シンプルなロジックをオリジンなしで処理したりできます。

ベンダー	製品	備考
AWS	CloudFront Functions	軽量（リクエスト/レスポンスヘッダー変換、リダイレクト）。ミリ秒以内
AWS	Lambda@Edge	フル機能（オリジンリクエスト/レスポンス変換、認証）。数ミリ秒
Azure	Front Door Rules Engine	ルールベースのルーティング/変換
Google Cloud	Cloud CDN + Cloud Functions	別途組み合わせ

よくある間違い

index.htmlに長いTTLを設定 — 静的ファイルのハッシュが変わってもユーザーが旧バージョンのHTMLを受け取り続けます。index.htmlは短いTTL（数分）、残りの静的ファイルはハッシュファイル名 + 長いTTLで運用してください。
キャッシュ無効化（Invalidation）をデプロイのルーティンとして使用 — 世界的な伝播に時間がかかり、コストも発生します。ハッシュファイル名戦略が正解です。
認証が必要なAPIにCDNキャッシングを適用 — 他のユーザーの個人データがキャッシュから返される可能性があります。Cache-Control: no-storeを明示するか、キャッシュキーに認証トークンを含めてください。

チェックリスト

静的ファイルにハッシュファイル名（content hash）が適用され、キャッシュ無効化なしでデプロイ可能か?
HTTPS専用構成が適用されており、HTTP→HTTPSリダイレクトが設定されているか?
オリジン保護（Origin Shield、Signed URLなど）が適用され、オリジンへの直接アクセスが遮断されているか?