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コンピューティング能力とレイテンシーのバランスをとる必要性がエッジコンピューティングをホットトピックにしています。これは、超低レイテンシーを約束する5G Edgeの登場によっても加速されています。 5Gエッジの <10 msレイテンシーは、バーチャルリアリティ、モノのインターネット(IoT)、自動運転車を実現するための基盤となります。 エッジコンピューティングがなければ、これらの機能は深刻な制約を受けることになります。
5G Edgeは急速に進歩していますが、コンテンツ・デリバリー・ネットワーク（CDN）は長年にわたりエッジコンピューティングのユースケースを可能にしてきました。世界中のほぼすべての接続デバイスとインターネットユーザーに、大規模なネットワーク容量とわずか数ミリ秒の遅延を提供しています。 CDNは確立されており、大規模なコンテンツフローを配信する際に非常に効果的であることが証明されています。 たとえば、Verizon Media（現在はEdgio、Platform）は250 Tbps以上の出力キャパシティを提供し、7,000ラストマイルネットワーク以上と深くピアリングされており、グローバルな規模、パフォーマンス、セキュリティを提供します。
これにより、CDN Edgeは、アプリケーションとワークロードをクラウドからエンドユーザーに近い場所に移動するためのコスト効率の高い方法として、最優先の選択肢となります。 コアサーバーへのラウンドトリップが長くなると、ユーザーエクスペリエンスが低下し、最終的に開発されるアプリケーションの種類が制限される可能性があります。 アプリケーション処理をCDN Edgeにプッシュすることで、機能を追加し、より良いユーザーエクスペリエンスを作成する新しい機会が開かれます。
エッジアプリケーションの台頭
しかし、エッジでアプリケーションを開発する最良の方法は何でしょうか。 絶え間ない話題にもかかわらず、エッジコンピューティングはまだ開発の初期段階にあります。 そのため、「メインストリーム」エッジコンピューティングの未来は、現在の状況とは大きく異なる可能性があります。 私たちが期待している大きな変化の1つは、「エッジアプリケーション」と呼ばれるものの出現です。 これらは高度に最適化され、完全にテストされ、CDNに統合された事前に構築された機能であり、迅速かつ簡単に有効にできます。 これらの機能は、開発者がCDN Edgeでコードを作成して実行できるFunctions@Edge機能と連携して機能し、お客様にさまざまなコンピューティング機能を提供します。
Edgioアプリケーションは、次のような一般的なユースケースを解決するように構築されています。
- 動的リダイレクト
- 画像の最適化
- エッジサイドインクルード（ESI）
- 訪問者の優先順位付け
Edgio Applicationsは、コードの開発やサポートを必要とせずにエッジコンピューティングツールにアクセスできるようにすることで、エッジコンピューティングの障壁を下げます。
特定のエッジコンピューティングアプリケーションは、全体的な機能やターゲット業界の点で大きく異なる場合がありますが、基盤となる要件の多くは、アプリケーションごとにほぼ同じです。 これらの類似点は、標準化されたプロトコルとワークフローにも及びます Edgio Applicationsはこの事実を利用して、導入を簡素化し、エッジコンピューティング機能の導入を迅速化します。
下の図の左側に示すように、CDNのお客様は簡単な構成でアプリケーションとやり取りできます。 特定のアプリケーションを有効または無効にするために、Rules Engine APIを使用します。 下の図の右側は、CI/CDパイプラインを通じてアプリケーションがどのように作成および更新されるかを示しています。 初期開発後、堅牢なフィードバックループを介して新しい機能が継続的に追加されます。 このモデルでは、ネットワーク全体のすべてのユーザーがアプリケーションをどのように使用しているかを確認できます。 この入力を使用して、バグを修正したり、主要な機能を追加したり、セキュリティ上の懸念に対処したりできます。 お客様は制御を放棄しますが、導入モデルが簡素化され、各機能のCI/CDパイプラインの構築と保守に負担がかかりません。 これは特に、高度に差別化されていないが、さまざまなユースケースで必要とされる機能に役立ちます。
図1. Verizon Media Edge Applicationsのオリジナル開発モデル。
これは、以下に示すFunctions@Edgeモデルとは対照的です。ここでは、各顧客が開発に責任を持ちます。 新しい関数が開発されると、Functions@Edge APIを使用してCDN Edgeにデプロイされます。 これにより制御性が向上しますが、開発の負担はユーザーに移ります。 バグレポートを追跡し、機能リクエストを収集し、特定のエッジ機能の新しいバージョンとパッチを展開するのは、各開発者/組織に委ねられます。 複数の顧客に共通しないカスタム機能や1回限りの機能を必要とする組織、または高度に専門化された組織は、Functions@Edgeを使用して必要な機能を開発する必要があります。 しかし、一般的なエッジコンピューティングのユースケースでは、Edgio Applicationsはこれらを社内に持ち込み、マネージドサービスとして提供できます。
図2. Functions@Edge開発モデル。
Edgioアプリケーションの例：画像の最適化
どのエッジアプリケーションを開発するかを決定するために使用するプロセスは、お客様からの意見から始まります。 同じ機能に対する複数のお客様からのリクエストは、組織の幅広い分野におけるその人気と価値を予測する良い指標となります。 よく出てくる例の1つは、画像の最適化です。これは、CDNの顧客(インターネットユーザー)に代わって画像のサイズを変更して最適化できるアプリケーションです。
画像を含むウェブページの読み込み時間を短縮するために、画像最適化は重要なアプリケーションとなっています。 画像のバージョンをアプリケーションやオリジンストレージに保存するのではなく、画像最適化エッジアプリケーションはCDNのリクエスト処理に統合され、画像が提供されるたびにシームレスに変換されるため、ストレージのコストが削減され、クライアントのロード時間が短縮されます。 お客様はVerizon Media Platform Rules Engineを使用して、URL拡張子（jpgなど）、ホスト、URLパスなどの一致条件を指定し、画像最適化エッジアプリケーションにアクセスします。
一見すると、画像オプティマイザは単純な開発作業のように見えるかもしれませんが、表面を掘り下げると、かなりの複雑さがわかります。 エッジ画像最適化サーバーは、基本的な画像サイズ変更や、動的な画像フォーマットを支援するように設計されたその他のさまざまなオプションを処理する必要があります。 エッジ画像最適化アプリケーションでサポートされる機能には、次のような幅広い機能セットが理想的です。
- 基本的な幅と高さのサイズ変更
- フォーマット変換
- 品質の低下
- DPR（デバイスピクセル比）処理
- デバイスデータベースを使用した自動サイズ設定
- トリミングとパディング
- イメージを領域またはキャンバス内に合わせる（オプションの背景色を使用）
- 画像の回転とぼかし
- 画像サイズを線形または対数的にクオンタイズして、キャッシュされた変動を低減
- メタデータの自動削除
Rules Engineを介して有効にし、多層キャッシュ用に最適化されている場合、イメージ最適化アプリケーションはレスポンシブページのクライアントヒントを処理する必要があります。 アプリケーションは、オリジンシールドなどのCDNキャッシュ機能も活用する必要があります。オリジンシールドは、オリジンサーバへの要求を最小限に抑えるためにコンテンツをキャッシュします。 下の図に示すように、変換結果はシールドポップでキャッシュされ、エッジポップで提供され、キャッシュされることで、レイテンシーとアプリケーションの呼び出し回数を削減できます。
図3. 最適化された要求フローにより、オリジンサーバへの要求が最小限に抑えられます。
画像最適化要求は、CDNキャッシングを利用するように設計されています。 受信要求は、整合性ハッシュを使用して適切なキャッシュノードにルーティングされ、キャッシュのローカライズが最適化されます。 要求を受信する最初のCDNキャッシュノードは、2つのフェーズに分けてロジックを適用します。 最初のフェーズでは、キャッシュノードがキャッシュキーを計算し、キャッシュ内で検索します。 ファイルがキャッシュに存在しない場合、画像最適化の場合にベースイメージをプルします。 レスポンスで返されたベースイメージは、キャッシュされてクライアントに返されるときにその場で最適化されます。
このような機能は、開発者がエッジ機能を構築する際に完全に最適化することが困難であり、エッジアプリケーションが今後エッジコンピューティングにおいてこれほど重要な役割を果たすことを期待する理由を示す説得力のある事例となります。
結論
5Gの登場により、エッジコンピューティングが台頭し、処理負荷をエッジに押し出すことで、クラウドと比較してレイテンシーを削減し、カスタマーエクスペリエンスを向上させ、アプリケーションの新しいカテゴリーを開拓できるという認識が生まれました。 遅延が10ミリ秒未満の5G Edgeは、バーチャルリアリティや自動運転車に必須です。 他のほとんどのアプリケーションでは、CDNは5Gよりも確立されており、5G Edgeよりも地球上のすべてのユーザーやデバイスにとってわずか数ミリ秒遅くなります。 企業やソフトウェア開発者がより多くのコンピューティングワークロードをエッジにプッシュするにつれて、CDNは従来のコンテンツ配信の役割を超えて重要性を増しています。 これにより、クラウドコンピューティングに伴うレイテンシーのためにクラウドだけでは実用的ではない新しいアプリケーションやサービスが開かれます。
エッジコンピューティングの導入の障壁を下げる1つの方法は、Edgio Applicationsを使用することです。 このアプローチにより、組織は、本格的な開発作業ではなく、単純なルール構成を使用して、画像の最適化などの特定のアプリケーションにアクセスできます。 世界中でますます多くの組織がこのサービスを利用しているため、Edgioアプリケーションは豊富なフィードバックループの恩恵を受けています。これは、エッジコンピューティングの採用を促進する上で大きな役割を果たすと考えています。
カスタマーエクスペリエンスの段階的な改善であろうと、画期的なアプリケーションの導入であろうと、明らかなことが1つあります。エッジにより多くのコンピューティング機能を提供することで、アプリケーションの開発と導入方法が根本的に変わり、より良いものになるということです。
