はじめに
目的
本ドキュメントは、CDN Worker（エッジで動く処理）について、基礎から実践まで体系的に理解できるように作成しました。実務で使える知識を中心に、概念と具体例を丁寧に示します。
対象読者
ウェブサイトやAPIの応答速度、配信コスト、運用を改善したいエンジニアや運用担当者、導入を検討するマネージャー向けです。専門用語が苦手な方でも読み進められるよう配慮しています。
本書で学べること
- CDNの役割と仕組み（簡潔な図解イメージで説明）
- CDNを構成する主要要素
- CDN Workerの特徴と動作イメージ（例：画像最適化、簡易認証、A/Bテストのエッジ処理）
- 実運用で期待できる効果と注意点
前提と記載方針
専門用語は最小限に抑え、具体例で補足します。コードの詳細より概念理解を重視します。
本書の構成
第2章から第5章で段階的に解説します。第2章でCDNの基本を押さえ、第3章で構成要素を理解し、第4章でCDN Workerを詳述、第5章で利点と適用例を示します。
CDNの基本 ─ なぜコンテンツ配信にCDNが必要なのか
概要
CDN（コンテンツ・デリバリ・ネットワーク）は、世界中に分散したサーバ群からユーザに最も近い場所でコンテンツを配信する仕組みです。よくある静的ファイル（画像、CSS、JavaScript、動画など）をエッジサーバに保存しておき、ユーザのリクエストはオリジンサーバではなく最寄りのエッジから返します。これにより表示が速くなり、元のサーバの負荷を下げられます。
どう動くか（簡単な流れ）
- コンテンツを初めて要求すると、エッジサーバはオリジンから取得してキャッシュします。
- 次回以降は、近くのエッジサーバがキャッシュを返します。
- 地理的に近いサーバに振り分けることで、往復時間（レイテンシ）を短縮します。
具体例: 東京のユーザが画像を要求すると、東京近辺のPoP（配信拠点）から画像が返り、海外のオリジンまでのやり取りを省けます。
主なメリット
- 表示速度の向上：ページや動画の読み込みが速くなります。
- オリジン負荷の軽減：同じデータを何度も送らずに済みます。
- コスト削減：帯域やトラフィックにかかる量を減らせます。
- 可用性の向上：一部が障害でも他のエッジで応答できます。
利用シーンと注意点
メディア配信、ECサイト、SaaS、ソフトウェア配布などで広く使われます。一方で、キャッシュの更新や個別ユーザごとの動的な内容（ログイン後の情報など）は注意が必要です。TTLやキャッシュ制御を適切に設定し、動的コンテンツはバイパスするなどの設計が重要です。
CDNを構成する主要コンポーネント
CDNは単なるキャッシュ群ではなく、役割の違う複数のコンポーネントで成り立ちます。ここでは主要な要素をやさしく説明します。
オリジンサーバ
オリジンサーバはウェブサイトやアプリの“元データ”を持つサーバです。HTMLテンプレートやAPI、データベースから動的に生成されるページを担当します。たとえば商品ページはオリジンで作られ、最終的なHTMLを返します。
エッジサーバ（PoP）
エッジサーバは世界各地のPoPに分散して配置します。画像や動画、CSS、JavaScriptなどの静的コンテンツを近くに置き、ユーザへ素早く返します。ユーザが東京にいれば東京のPoPから配信され、待ち時間を短くできます。
CDNエントリポイント／Origin Shield
Origin Shieldはエッジとオリジンの間に置かれる集約層です。複数のエッジからのリクエストをまとめてオリジンへ送るため、オリジンの負荷を減らします。急な大量アクセス時に有効です。
制御プレーン
制御プレーンはキャッシュポリシーやルーティング、ロードバランス、セキュリティ設定を集中管理します。運用者はここでTTLやパージのルールを決め、全体の挙動を制御します。
ルーティングと負荷分散
どのエッジがリクエストを処理するかは、近さや混雑状況、経路の健全性で決まります。DNSやAnycastを使い、負荷を均等に分散します。
キャッシュの動き（ヒット／ミス）
エッジにデータがあればキャッシュヒットで即返却します。無ければエッジがOrigin Shieldやオリジンから取得してキャッシュし、次回は速く返せるようにします。
CDN Worker（エッジワーカー）とは何か
概要
CDN Worker（エッジワーカー）は、CDNのエッジサーバ上で動く軽量なサーバレスコードです。ベンダーによって呼び名は異なりますが（例：Cloudflare Workers、Fastly Computeなど）、基本概念は共通します。ユーザに近い場所でリクエストやレスポンスをリアルタイムに加工・生成できます。
動作のタイミングと場所
CDN Workerは、ユーザからのリクエストがエッジに到達した直後や、オリジンサーバからのレスポンスが返ってきた直後など、オリジンの前後いずれのタイミングでも動作します。たとえば次のように使います。
– リクエスト到着時：URLを書き換えて別サービスに振り分ける
– オリジン応答後：ヘッダを付け替えたり、レスポンスを軽く変換したりする
主なユースケース（具体例）
- ルーティング/リライト：モバイルユーザを専用ページへリダイレクトする
- 認証・認可：JWTを検証して不正アクセスを拒否する
- A/Bテストやパーソナライズ：クッキーで振り分けて異なるページを返す
- レスポンス変換：HTMLに追記したり画像を最適化して配信する
- API合成：複数のバックエンドをまとめて一つのレスポンスにする
- キャッシュ制御：エッジでのキャッシュ判断を細かく制御する
実装と制約
多くの実装はJavaScriptやWASMを使います。Workerは基本的にステートレスで、実行時間やメモリなどの制限があります。起動は速く、従来のサーバより低レイテンシで処理できますが、長期保存や複雑なトランザクションには向きません。デバッグやロギングはベンダーのツールに依存します。
注意点
セキュリティ設計と可観測性を整えておくことが重要です。エッジでの処理はユーザ体験を改善しますが、誤った実装はキャッシュの無効化や予期せぬレスポンスを生みます。したがって設計とテストを丁寧に行ってください。
CDN Worker が解決する課題とメリット
CDN Worker はエッジで処理を実行することで、ユーザ体験と運用効率の両方を改善します。ここでは主要なメリットを具体例とともにわかりやすく説明します。
レイテンシを大きく下げる
ユーザの近くのエッジで処理を完結させるため、オリジンへの往復時間を省けます。例として、国別リダイレクトや A/B テスト、HTTP ヘッダの書き換えをエッジで行うと、ページ表示が速く感じられます。
オリジンサーバの負荷軽減とコスト削減
認証のプリチェックや Bot フィルタリング、キャッシュキーの制御、レスポンス変換をエッジで行うと、不要なリクエストをオリジンに送らずに済みます。これによりサーバ負荷とインフラコストが下がり、構成もシンプルになります。
柔軟なルーティングとパーソナライズ
HTTP ヘッダ、クッキー、パス、クエリ、地理情報などを使って、きめ細かなルーティングや個別配信が可能です。たとえば、地域ごとに言語やコンテンツを切り替えたり、ユーザ属性に応じて異なるレスポンスを出すことができます。
セキュリティと耐障害性の向上
不正なトラフィックの早期ブロックや簡易的なレート制限をエッジで行うと、攻撃や急なアクセス増加からオリジンを守れます。これにより復旧時間や障害影響を小さくできます。
開発・運用の効率化
小さなロジックをエッジで試験的に展開し、問題なければ段階的に移すことでリリースを速められます。A/B テストや機能フラグの運用が楽になり、素早く改善を繰り返せます。
注意点
エッジでのデバッグやログ収集はやや複雑になり得ます。また実行時間やメモリの制約、キャッシュ整合性やベンダー依存のリスクに注意が必要です。まずは影響範囲の小さい処理から移行し、段階的に拡大することをおすすめします。
