AWS CloudFront 概要 - CDNとグローバル配信の基本 ​

AWS CloudFrontは、Webサイトやアプリケーションのコンテンツを世界中のユーザーに高速で配信するCDN（Content Delivery Network）サービスです。従来、東京にあるサーバーからニューヨークのユーザーにコンテンツを配信する場合、物理的な距離による遅延が発生していました。CloudFrontは、この課題をエッジロケーションと呼ばれる世界各地の配信拠点を活用して解決します。

この記事では、CDNの基本概念から実際の設計パターンまで、初心者にも分かりやすく解説します。

CDNとは ​

従来の課題とCDNの解決方法 ​

従来の問題

  • サーバーから遠い地域のユーザーは読み込みが遅い
  • サーバーに負荷が集中してパフォーマンスが低下
  • 大量のアクセス時にサービスが不安定になる

CDNによる解決

  • 世界各地のサーバー（エッジ）にコンテンツを配置
  • ユーザーに最も近いサーバーからコンテンツを配信
  • 元のサーバー（オリジン）への負荷を分散

CloudFrontの仕組み ​

配信フロー

  1. ユーザーがWebサイトにアクセス
  2. CloudFrontが最寄りのエッジロケーションを選択
  3. エッジにコンテンツがある場合、即座に配信（キャッシュヒット）
  4. エッジにない場合、オリジンサーバーから取得して配信（キャッシュミス）

CloudFrontの主要機能 ​

エッジロケーション ​

CloudFrontは世界450以上のエッジロケーションを運営しています。

主要エッジロケーション

  • アジア太平洋: 東京、大阪、ソウル、シンガポール等
  • アメリカ: バージニア、オレゴン、カリフォルニア等
  • ヨーロッパ: フランクフルト、ロンドン、パリ等

キャッシュ機能 ​

頻繁にアクセスされるコンテンツを各エッジに保存し、高速配信を実現します。

キャッシュ対象コンテンツ

  • 画像ファイル（JPEG、PNG、SVG等）
  • スタイルシート（CSS）
  • JavaScript
  • 動画・音声ファイル
  • HTMLページ（設定による）

セキュリティ機能 ​

DDoS攻撃保護 AWS Shieldと統合し、大規模な攻撃から自動的に保護します。

地理的制限 特定の国や地域からのアクセスを制限できます。

bash
# 地理的制限の設定例（AWSコンソールまたはCLI）
# 日本からのアクセスのみ許可する場合
aws cloudfront update-distribution --id [distribution-id] --distribution-config file://config.json

オリジンの種類と選択 ​

Amazon S3 ​

適用場面

  • 静的サイトホスティング
  • 画像・動画ファイルの配信
  • ソフトウェアのダウンロード配信

メリット

  • 設定が簡単
  • 高い可用性
  • 容量無制限

EC2・ALB ​

適用場面

  • 動的コンテンツの配信
  • APIエンドポイント
  • Webアプリケーション

特徴

  • リアルタイムなコンテンツ生成
  • データベース連携
  • セッション管理

カスタムオリジン ​

適用場面

  • オンプレミスサーバー
  • 他のクラウドサービス
  • 既存のWebサーバー

配信設定とビヘイビア ​

キャッシュポリシー ​

コンテンツタイプごとに適切なキャッシュ期間を設定します。

コンテンツタイプ推奨キャッシュ期間理由
画像ファイル1年変更頻度が低い
CSS/JavaScript1ヶ月更新時はファイル名変更
HTMLページ1時間～1日更新頻度に応じて
APIレスポンス5分～1時間データの鮮度要件による

パスパターン ​

URLのパスに応じて異なる配信設定を適用できます。

設定例

  • /images/* → 長期キャッシュ
  • /api/* → 短期キャッシュ
  • /admin/* → キャッシュなし

パフォーマンス最適化 ​

圧縮設定 ​

ファイルサイズを削減してダウンロード時間を短縮します。

対象ファイル

  • HTML、CSS、JavaScript
  • JSON、XML
  • 画像ファイル（一部）

効果

  • ファイルサイズ70～90%削減
  • 読み込み時間の大幅短縮

HTTP/2対応 ​

最新の通信プロトコルによる高速化。

メリット

  • 複数ファイルの並列転送
  • ヘッダー圧縮
  • サーバープッシュ

監視と分析 ​

CloudWatchメトリクス ​

主要指標

  • リクエスト数
  • データ転送量
  • エラー率
  • キャッシュヒット率

リアルタイム監視 ​

監視項目

  • 現在のアクセス数
  • 地域別アクセス状況
  • 人気コンテンツランキング

実装パターン ​

静的サイト配信 ​

構成

  • S3（静的ファイル保存）
  • CloudFront（グローバル配信）
  • Route 53（DNS）

利点

  • 高速な読み込み
  • 高い可用性
  • 低コスト

動的サイト配信 ​

構成

  • EC2/ALB（アプリケーション）
  • CloudFront（静的リソース配信）
  • RDS（データベース）

最適化ポイント

  • 静的リソースのみCDN経由
  • 動的コンテンツは直接配信

グローバルアプリケーション ​

構成

  • 複数リージョンでのデプロイ
  • CloudFrontでの地域別ルーティング
  • データベースの地域別配置

コスト最適化 ​

料金体系 ​

主要コスト要素

  • データ転送量（地域別料金）
  • HTTPリクエスト数
  • 追加機能使用料

最適化手法 ​

Price Class設定

  • 全世界配信（高コスト・高性能）
  • 主要地域のみ（中コスト・中性能）
  • アメリカ・ヨーロッパのみ（低コスト）

キャッシュ効率改善

  • 適切なキャッシュ期間設定
  • 不要なクエリパラメータ除去
  • 効率的なファイル構成

よくある問題と対処法 ​

キャッシュが更新されない ​

原因と対処

  • キャッシュ期間が長すぎる → 適切な期間に調整
  • バージョニングなし → ファイル名やパラメータでバージョン管理

特定の地域で遅い ​

対処法

  • Price Classの見直し
  • オリジンサーバーの地域変更
  • 追加のエッジロケーション利用

コストが予想より高い ​

対処法

  • 不要なデータ転送の削減
  • Price Classの最適化
  • キャッシュヒット率の改善

まとめ ​

AWS CloudFrontは、Webサイトやアプリケーションのグローバル配信を実現する強力なCDNサービスです。適切な設計により、ユーザーエクスペリエンスの向上とコスト最適化を両立できます。

導入効果 ​

  1. パフォーマンス向上: 世界中で高速なコンテンツ配信
  2. 可用性向上: 分散アーキテクチャによる安定性
  3. コスト削減: オリジンサーバーの負荷軽減
  4. セキュリティ強化: 統合された保護機能

導入検討のポイント ​

  1. 対象コンテンツの特定: 静的・動的コンテンツの分析
  2. ユーザー分布の把握: アクセス元地域の調査
  3. パフォーマンス要件: 求められる応答時間の定義
  4. コスト予算: 配信量と料金の試算

これらの要素を総合的に検討することで、効果的なグローバル配信環境を構築できます。