内部キャッシュと外部キャッシュ

1. Drupalと“WEB高速化“
内部キャッシュと外部キャッシュ

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ABOUTME
Job : 小さな “CDN会社” レッドボックス
※取り扱いトラフィックは約50Gbps前後(2017年時点)
Name: 小川 かつひさ (KATSUHISA OGAWA）
Like : キャッシュ・負荷分散・WEB高速化
https://www.facebook.com/ogawaka
WEB高速化ブログ
Past : いんふら屋さん
サーバーやスイッチを設定したり色々やってるアレ
http://blog.redbox.ne.jp

3. 3
WEB表示スピードが世界を変える
レスポンスタイムが
WEBサイトにあたえる影響
というお話をご存じでしょうか？

4. 4
WEB表示スピードが世界を変える
Amazonのような巨大なサイトの場合、
1秒遅いことが年間約16億ドルの機会損失になる。
つまり、たった1秒の差で
16億ドル以上の利益を生み出すということにもなります。
1秒 16億ドル
＝
読み込み速度が１秒遅くなる
↓
ページビューは11%減少
顧客満足度は16%下がる
↓
コンバージョン率は7%減少する
＝

5. 5
WEB表示スピードが世界を変える
伝説のプログラマーが
素晴らしいコードで作成したシステム
カリスマデザイナーが
神秘的で斬新に描いたイラスト
表示速度が遅ければ価値が低下する。

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Drupal×WEB高速化
DrupalはWEB高速化フレンドリー
ホスト名に依存しない
マルチドメインで運用する場合、Root/Sites/以下にドメイン名
と同一フォルダを作成し、THEME等を配置するだけ。
※所謂DBにドメイン名が書き込まれない。 （D７/8共通）
キャッシュしやすいヘッダが出力される
Drupal標準のキャッシュ機能をONにするだけで、
Cache-Control Max-age xxヘッダが出力される。
D8はPurge・Generic HTTP Purgerを導入すると
キャッシュTAGを出力してくれる。
Coreにキャッシュ機能が付属
Drupal Coreにキャッシュする仕組みが実装されている。
D8はOPCACHEが組み込まれている。

7. 7
キャッシュが世界をかえるかもしれない
キャッシュ技術をつかって
WEBを高速化するお話。

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Drupal×WEB高速化
キャッシュの種類は主に３つ
内部キャッシュ（インサイド）
Drupalがホストされているサーバー内でキャッシュ
外部キャッシュ（アウトサイド）
Drupalがホストされているサーバー以外でキャッシュする
外部キャッシュ（ユーザーサイド）
ユーザーのブラウザキャッシュなど
｛
｛ ｝
｝
｛ ｝

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Drupal×WEB高速化
Drupalの内部キャッシュ
D7 Coreの内部キャッシュ
Drupal7 認証ユーザーのキャッシュ制御がNG。
※別途Authcacheモジュールを入れることによって補填可能。
D8 Coreの内部キャッシュ
Dynamic Page CacheモジュールをONにするだけでOK！
ユーザー識別はCache contextsというもので識別している。
https://www.drupal.org/docs/8/api/cache-api/cache-contexts
判定順位
cookies
headers
ip
languages
request_format
session
theme
timezone
url
user

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Drupal×WEB高速化
その他のキャッシュ
OPcache
Coreの内部キャッシュを利用できないコンテンツを
高速化する場合はOPcacheが有効
これだけでも、まあまあ早くなります。
ブラウザキャッシュ
適切なCacheContolヘッダを付与しユーザーサイドの
ブラウザキャッシュをきかせる。

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Drupal×WEB高速化
ある一定のアクセスがあるサイトの場合
内部キャッシュだけでは限界がくる。
DBやサーバー・回線の負荷が
どんどん上昇していきます！
だいたい、5000req /sec ～ 10000req /sec ぐらい

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そこで外部キャッシュの出番
外部キャッシュサービス ＝ CDN
（Content Delivery Network）

13. CDNサービスの概要
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最適な経路選定
初回コンテンツ取得
2回目リクエスト
オリジンへアクセスしない
最適な経路選定
キャッシュ削除
キャッシュ前 キャッシュ後
CDN（エッジサーバー）にコンテンツをコピーし
次回以降エンドユーザーに高速に配信。
初回リクエスト

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外部キャッシュ（CDN）のメリット
外部キャッシュはメリットがいっぱい！
 ファイル別にキャッシュ時間を指定
 キャッシュさせる・させないコンテンツの指定
 個別にキャッシュ削除が可能
 トラフィック負荷軽減
 サーバー自体の負荷軽減
 機能の分離化が可能

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外部キャッシュ（CDN）のデメリット
登録や設定が一手間かかる
パージする仕組みを考える必要がある
キャッシュルールを明確にする
外部キャッシュの場合、CDNベンダが提供しているAPIとの連携が必須。
※内部キャッシュの場合、モジュールなどで連携がしやすい。
外部CDNベンダーとの契約、登録、設定など
ある程度自分で頑張らないといけない。
外部CDNサービスはDrupalの何をキャッシュすべきで、
逆に何をキャッシュしてはいけないのかわからない。
そのため、ルールを明確に決めないといけない。

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外部キャッシュ（CDN）の注意点
以前： 静的コンテンツを配信 ＝ CDN
現在： 動的コンテンツも配信 ＝ CDN
CDNが情報漏洩につながる危険

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外部キャッシュ（CDN）の注意点
外部CDNベンダの仕様を把握しておく
• CDNベンダの仕様は様々（最低限RFCには準拠はしている）
• キャッシュキーとなる内容（URL、Cookie、クエリ、メソッド等)
• キャッシュしない命令ヘッダや設定の確認（一番重要かも？）
以下のレスポンスヘッダいずれかが付与されている場合
キャッシュしないパターン（弊社の場合）
Cache-Control: max-age=0
Cache-Control: no-store
Cache-Control: no-cache
Cache-Control: private
Pragma: no-cache
その他：
基本認証が設定されたコンテンツ
ダイジェスト認証が設定されたコンテンツ
GET/HEAD以外のメソッド

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外部キャッシュ（CDN）DRUPALの場合
Drupalでキャッシュさせないパス一覧
^/status.php$
^/update.php
^/install.php
^/apc.php$
^/admin
^/admin/.*$
^/system/files/.*$
^/user
^/user/.*$
^/users/.*$
^/info/.*$
^/flag/.*$
^.*/ajax/.*$
^.*/ahah/.*$
サンプル（正規表現）
課金関係のモジュールが利用しているパス
カート関連のモジュールのパス
ソーシャルログイン関連のパス
その他キャッシュさせない項目

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次は、がっつりキャッシュさせる

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最大限キャッシュさせる・キャッシュ順序
キャッシュ時間の優先順位を確認
キャッシュ時間の順序(弊社の場合)
Cache-Control max-ageがある場合 max-ageの期間
Cache-Controlヘッダがない場合 デフォルトTTL（２４H）
Cache-Control
max-age
Cache-Control
s-maxageの両方がある場合
s-maxageの期間
（ブラウザキャッシュとしてはmax-ageの期間）
Expiresを付与している場合
Expiresが未来の場合、その期日まで
Expiresが過去の場合デフォルトTTLが適用

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最大限キャッシュさせる・キャッシュグループ化
キャッシュグループ化
ユーザーエージェントのパターンは数百種類以上ある。
一般的なCDNは、Vary User-Agentヘッダをみてキャッシュしてしまい
ヒット率が低下する原因の一つ。
そこで、ユーザーエージェント毎にキャッシュをグループ化する。
Future
Phone
Smart
Phone
Other
キャッシュグループユーザーエージェント
AU
Softbank
DoCoMo
iphone
android
その他
（PCブラウザなど）
＞

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最大限キャッシュさせる・正規化チューニング
クエリストリングのソート
リクエストにクエリストリングが付与されている場合、
動的ソートしキャッシュヒット率を大幅に向上させる。
http://domainname.com/?cid=123&uid=123&user=000
http://domainname.com/?user=000&uid=123&cid=123
http://domainname.com/?uid=123&cid=123&user=000
異なる３つのURL
同一
キャッシュ
順番が入れ替わるようなクエリが付与される場合、
参照プログラムもそれを考慮しているため問題とならない。
不要なCookieの削除
リクエストに不要なCookieが付与されている場合、
CDN側で自動的に削除する。（GAなど削除OKなものに限る）
UID=user1
CID=temp
counter=0010
UID=user1
CID=temp
counter=0010
Non Cookie
キャッシュ

23. 最大限キャッシュさせる・クエリーチューニング
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動的コンテンツ対応(Query String)
特定の区切り文字から開始されるパラメーターを除外してキャッシュする。
動的にURLが変更となるようなコンテンツであっても、可能な限りキャッシュ
することが可能。
http://www.domainname.com/?cid=200&user=1&count=11
クエリカスタマイズの例
cid及びcountから始まる連番は動的に変化するため、
これらの値は取り除いてキャッシュする。
http://www.domainname.com/?cid=200&user=1&count=11
http://www.domainname.com/?cid=300&user=1&count=22
結果、異なるURLであっても同じコンテンツとして扱われ、
オリジンサーバーの負荷が軽減されます。
異なる２つのURL
＞

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最大限キャッシュさせる・Cookieチューニング
動的コンテンツ対応(Cookie)
特定の文字列を取り除いたり、認証情報のみ保持することによって
HIT率を高める事が出来る。
UID=user1
CID=temp
counter=0010
Cookieカスタマイズの例
結果、異なるCookieの値が付与されていても、効率よくキャッ
シュすることができ、オリジンサーバーの負荷が軽減されます。
除外処理
UID=user1
CID=temp
counter=0010＞

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最大限キャッシュさせる・認証情報のグループ化
Drupalの認証ユーザー向けキャッシュ
Cookieに付与されるセッション情報を取り出す
(S{1,2}ESS[a-z0-9]+|NO_CACHE)=", "; 1=")
CDN側でセッション情報入りのCookieをキャッシュキーにすることにより、
認証ユーザー毎にキャッシュ可能
BigPipe対策（ Drupal8 ）
(S{1,2}ESS[a-z0-9]+|NO_CACHE|big_pipe_nojs)

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正直、CDNの設定は大変です。
なので、面倒な設定を詰め込んだ
CDNサービスを作ってみた。

27. Rapid START CDNサービス
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無料で開始 プリセットを用意 マルチプラットフォーム
https://cdn.tokyo
※Drupalとエッジサーバーを連携させて開発
「CDN 無料」で検索

28. Rapid START CDNサービス
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Rapid STARTの特徴
 無料でSTART
 DNSを変更するだけでOK
 １秒以下の高速キャッシュ削除
 DrupalをCDN化するプリセット（７月）
 SSL（HTTP/2）配信も可能（7月初旬）
 タグベースのパージAPIも提供（する予定）
 オリジンサーバーへHOSTヘッダを透過
アクティブドメイン ＝ １13個

29. まとめ
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Drupalは他のCMSと比べキャッシュフレンドリーである。
キャッシュの仕組みを十分把握しインシデント防止。
WEBサイトのキャッシュ化は規模に依存しない。
フロントはがっつり、バックエンドは普通がトレンド。
CDNを利用することで、シンプルな構造化が可能。
CDNをもっと身近に

30. THANK YOU!