はじめに
目的
この文書は、AWSが提供するCDNサービス「CloudFront」について、初めて学ぶ方にも分かりやすく全体像を伝えることを目的としています。用語は可能な限り平易に説明し、具体例を交えて機能や仕組みを理解できるようにします。
対象読者
クラウドやWeb配信の基礎を持つエンジニアや運用担当者、サービス企画の方を想定しています。専門家向けの深い設定手順は別章で扱いますが、概念を押さえたい方にも役立ちます。
本書で学べること
- CloudFrontの役割と利点（配信速度の向上、負荷軽減、セキュリティ）
- 主要コンポーネントとその関係
- リクエストが配信される流れ（キャッシュの動作を含む）
- 代表的な利用シーン（Webサイト、動画配信、API配信など）
CloudFrontをざっくり理解するための例
例えば、画像を多く含むWebサイトを考えます。CloudFrontを使うと、画像を利用者に近い「エッジ」へ置き、読み込み時間を短くできます。元のサーバー（S3やWebサーバー）は本来の役割に集中でき、配信の信頼性も向上します。
以降の章で、具体的な仕組みや設定に沿って丁寧に解説します。ご安心ください、専門用語は都度やさしく説明します。
AWS CloudFrontとは：グローバルコンテンツ配信ネットワーク
概要
Amazon Web Services（AWS）が提供するCloudFrontは、世界中に分散したサーバー群を使ってコンテンツを高速に届けるサービスです。Webページの画像やJavaScript、動画、APIの応答などを利用者の近くから配信することで表示や再生を速めます。例えば、東京のユーザーには東京に近いサーバーから、ロンドンのユーザーにはロンドンに近いサーバーから配信します。
主な特徴と利点
- 高速化: コンテンツをユーザーに近い場所から配信し、読み込み時間を短くします。実際の例として、大きな画像や動画の再生がスムーズになります。
- 負荷軽減: オリジンサーバー（元のサーバー）へのアクセスを減らし、トラフィックの集中を防ぎます。サイトが急に混雑しても耐えやすくなります。
- セキュリティ: SSL/TLSやアクセス制御で安全に配信できます。悪意あるアクセスを制限する機能も利用できます。
どのように使うか（簡単な流れ）
- オリジンサーバーにコンテンツを置きます（例: S3や自社サーバー）。
- CloudFrontの配信設定（ディストリビューション）を作成します。
- ドメインをCloudFrontに向けると、エッジロケーションから配信が始まります。
利用シーンの具体例
- ECサイト: 商品画像やページを高速に表示して購買率を高めます。
- 動画配信: 大量の視聴者に対してスムーズにストリーミングできます。
- API配信: レスポンスタイムを短くし、アプリの操作感を改善します。
CloudFrontは設定次第で柔軟に使えます。初めてでも基本を押さえれば導入しやすいサービスです。
CloudFrontの主要コンポーネント
エッジロケーション（Edge Locations）
世界中に配置されたキャッシュサーバーです。ユーザーに近い場所で静的・動的コンテンツを保存し、応答時間（レイテンシー）を下げます。例えば、日本のユーザーは東京近くのエッジロケーションから画像やHTMLを受け取ります。
オリジンサーバー（Origin）
元のコンテンツを保管するサーバーです。Amazon S3やEC2、またはオンプレミスのサーバーを指定できます。エッジにキャッシュがない場合、CloudFrontはここから最新のデータを取得します。
ディストリビューション（Distribution）
どのコンテンツをどう配信するかを定義する設定のまとまりです。代表的にWebディストリビューション（一般的なWebコンテンツ向け）とRTMPディストリビューション（古いストリーミング用）があり、配信方法やドメイン、証明書などを指定します。
キャッシュビヘイビア（Cache Behavior）
パスごとのルールで、どのオリジンを使うか、TTL（保持時間）、クエリ文字列やクッキーの扱いを決めます。たとえば”/images/“は長くキャッシュし、”/api/“は短くする、というように細かく制御できます。
セキュリティ機能
署名付きURLや署名付きクッキーで特定ユーザーだけにプライベートコンテンツを配信できます。HTTPSを必須にする設定や、S3バケットと連携するアクセス制御（例：オリジンアクセス）も用意されています。
Lambda@Edge
エッジ上で独自の処理を実行できる機能です。リクエストのヘッダーを書き換えたり、A/Bテスト用に応答を分岐させたり、簡易認証を差し挟むなど、ユーザーに近い場所でカスタマイズできます。
コンポーネントの連携
ユーザーはまず最寄りのエッジロケーションに接続し、キャッシュがなければディストリビューションの設定に従ってオリジンから取得します。キャッシュビヘイビアが動作を決め、セキュリティとLambda@Edgeが配信の安全性や柔軟性を担います。
CloudFrontの動作メカニズム：8つのステップ
1. ユーザーがコンテンツをリクエスト
ユーザーがブラウザやアプリでURLをたたくと、コンテンツの要求が発生します。画像やHTML、動画などが対象です。
2. DNSが最寄りのCloudFrontにルーティング
ユーザーの位置情報をもとに、DNSは最も近いCloudFrontのエッジロケーションへリクエストを向けます。これで遅延を減らします。
3. CloudFrontがキャッシュを確認
エッジでそのコンテンツが既に保存（キャッシュ）されているかを調べます。あればすぐに返答できます。
4. オリジンサーバーから取得
キャッシュに無ければ、CloudFrontがオリジンサーバー（例：S3やWebサーバー）に取りに行きます。
5. CloudFrontがコンテンツをキャッシュ
取得したコンテンツをエッジに保存します。保存期間は設定（TTL）で管理します。
6. ユーザーへ配信
エッジからユーザーへコンテンツを返します。近い場所から配信するため高速です。
7. 将来のリクエストはキャッシュから直接配信
同じコンテンツの次回以降は、エッジのキャッシュから直接配信し、オリジン負荷を下げます。
8. 必要に応じてキャッシュを更新
コンテンツ変更時はキャッシュを無効化（インバリデート）したり、TTL経過で自動更新します。これで最新化と効率配信の両立ができます。
CloudFrontの主要な使用例
はじめに
CloudFrontは配信速度と可用性を高めるために使います。ここでは代表的な利用例をやさしく説明します。具体的な場面を想像しやすいように例を交えます。
静的ウェブサイトの高速化
HTML、CSS、画像、JavaScriptなどをユーザーに近い場所にキャッシュします。たとえば写真が多いブログやコーポレートサイトで、ページ表示が速くなり離脱が減ります。
動的コンテンツとAPIの応答改善
APIの一部や動的ページのキャッシュ可能な部分を短時間キャッシュして応答を速くします。例：商品一覧の一部や検索結果のキャッシュで体感速度が向上します。
ビデオ配信（VOD・ライブ）
録画動画のオンデマンド配信やライブ中継で利用します。世界中の視聴者に低遅延で安定した画質を届けやすくなります。教育動画やイベント配信で効果を発揮します。
ソフトウェア配布・大容量ファイル
ゲームのアップデートやインストーラーを多数のユーザーへ配る際に有効です。配信負荷を分散し、ダウンロード速度が改善します。
セキュリティと可用性の向上
SSL終端やアクセス制御、WAFと組み合わせることで不正アクセスを減らし、オリジンサーバーの負荷を守ります。運用の手間も減らせます。
運用のヒント
配信対象ごとにキャッシュ設定を調整します。頻繁に変わるファイルは短めに、安定したファイルは長めに設定します。テストを重ねて最適値を見つけてください。
