OpenStreetMap、Fastly の活用により世界中の何百万人ものユーザーにサービスを提供可能に

課題

OpenStreetMap (OSM) は、「世界地図を作成し、その地図データを、用途を問わず、必要とするすべてのユーザーが利用できるようにする」ことを目的としています。サイト信頼性エンジニアであり、長年の貢献者である Grant Slater 氏は、このプロジェクトを地図作成よりもむしろウィキペディアに例えています。1,000万人を超える登録貢献者を擁する OpenStreetMap は、見事なグローバル地図作成リソースを構築しました。おそらく多くのユーザーが、Apple、ポケモン GO、MapBox など、数多くのトランジットシステムを通じて OpenStreetMap のデータを毎日使用しているはずです。しかしプロジェクトが拡大するにつれ、技術チームは、重大なインフラストラクチャの課題に直面しました。それは世界中のユーザーに信頼性の高い地図データを配信するという同社の能力を脅かすものでもありました。

ソリューション

OpenStreetMap チームは Fastly の Fast Forward プログラム に目を留めました。そこでは、複雑なコンテンツ配信のニーズに対応できるように、オープンウェブの構築者に対し、毎年数百万ドルが同種のインフラストラクチャに寄付されていました。Slater 氏は次のように説明しています。「当社は以前、独自の CDN を運用しようとしましたが、それはまさに悪夢でした。困難を極めただけで、ほどなく持続不可能になってしまったのです」。OpenStreetMap のユーザーベースは、グローバルであるがゆえに使用パターンが世界中で変化するため、特有の課題が生じました。「アジアの人々は朝目覚めると、多くがアジアの地図タイルにアクセスします」とスレーター氏は指摘します。「その後、時間が進むとインドが起床時間を迎え、アクセスが一気に集中するパターンとなり、続いてヨーロッパ、米国東海岸と続きます」。

そこで OpenStreetMap は、生の地図データを視覚的な地図タイルに変換するラスタータイル生成サービスを提供するために、Fastly の CDN サービスを実装することにしました。このサービスは頻繁に更新され、貢献者による変更が分単位で反映されます。Slater 氏は、「Fastly がサポートする VCL 言語を使用して CDN をカスタマイズできたおかげで、インフラストラクチャ全体の負荷を管理するためのさまざまなコントロールを導入できました」と説明します。

サービスを中断することなく、予期しないトラフィックスパイクを管理

OpenStreetMap では、システム全体に負担がかかる過剰なトラフィックスパイクが定期的に発生します。Slater 氏は、特に困った出来事を回想します。「日曜日の朝、目が覚めると、すべてのサーバーが完全に過負荷状態になっていたのです。ロンドンマラソンの公式のランナー追跡アプリが、イベント期間中に OpenStreetMap のタイルラスターサービスから取得したデータを使用することを決定し、直接サービスが限界に達したのが原因でした」。事前の通知がなかったため、チームはサービスを維持するために、グローバルインフラストラクチャ全体のトラフィックを迅速にリダイレクトする必要がありました。

このプロジェクトでは、OpenStreetMap データに依存する人気アプリの使用率も大幅に増加しました。「ポケモン GO は驚異的でした。多くの人が飛びつきました」と Slater 氏は指摘します。「また、Tesla が公共駐車場の駐車スペースに自分の車を呼び寄せることができる機能を導入し始めました。同社が使用したデータは OpenStreetMap のものでした。そのため、そのデータを正確にマッピングする人々が急増しました」。

Fastly のおかげで、OpenStreetMap は92%という優れたキャッシュヒット率を維持しており、Slater 氏はこれを着実に改善し続けています。「88%だったキャッシュヒット率は、今では約92%まで上昇しています」。この効率性により、バックエンドサーバーは同じデータを繰り返し提供するのではなく、新しいコンテンツを生成することに注力できます。そのため、最終的にはレスポンス時間が改善され、特にトラフィックスパイク時に全体的なユーザーエクスペリエンスが向上します。

カスタマイズされた CDN コントロールによるデータ整合性の保護

トラフィック管理以外にも、OpenStreetMap は、特に AI データスクレーパーによる不正アクセスパターンの課題に直面しています。「AI データスクレーパーによる問題が増大しています」と Slater 氏は説明します。「事実上匿名の AI スクレイピング企業は、とにかくすべてをダウンロードしようとします。しかも、あらゆるページのあらゆるバージョン、あらゆるデータビットをできるだけ早くダウンロードしようとする悪質なパターンが目立ちます」。

OpenStreetMap は、Fastly の VCL 機能を使用して、インフラストラクチャを保護するためのカスタマイズされたルールを実装しました。「私たちは Fastly の CDN を通じたアクセスポリシーを考案し、こうした悪質なパターンの一部をブロックするための Fastly の新しいツールをテストしていました」と Slater 氏は述べます。これらのコントロールにより、悪意のあるユーザーがシステムに負担をかけるのを防ぎながら、正規ユーザーがデータにアクセスできるようになります。

より豊かな地図体験のためにベクタータイルに移行

最近、OpenStreetMap は、従来のラスタータイルに比べて大幅に進歩した新しいベクタータイルサービスを開始しました。「ラスターサービスは、レンダリングされた地図の画像である PNG ファイルを効果的に提供します」と Slater 氏は説明します。「一方ベクターデータサービスは、クライアントに画像を提供する代わりに、ベクター形式で切り分けられたデータを提供します。ブラウザまたはアプリは、そこに独自のスタイルを挿入することになります」。

Fastly のエッジクラウドプラットフォームを活用したこの新しいサービスでは、地図データが1分ごとに更新され、これまでにないスピードと応答性を実現しています。OSM のコアソフトウェア開発ファシリテーターである Minh Nguyễn 氏は、「このサービスにより、それまではインフラストラクチャの限界により困難だった、より豊富なカスタマイズと言語サポートが可能になります」と述べています。

Fastly のエッジからのダイナミックコンテンツのキャッシュ機能と、従来の CDN よりも32%高速化された最初の1バイトを受信するまでの時間 (TTFB) を活用することで、OpenStreetMap は重要な更新とカスタマイズをほぼリアルタイムで提供できます。Minh 氏は説明します。「人々は自分たちの言語で地図全体を見ることができることに大変満足しています。Fastly の高度なキャッシュ機能とリアルタイムの可視性ツールにより、独自のインフラストラクチャを大量に導入することなく地図をカスタマイズできるようになりました」。

このコラボレーションでは、Fastly のプラットフォームを通じて実現できるスケーラビリティ、パフォーマンスの向上、開発者中心のカスタマイズが強調されています。OSM は、運用上の複雑さを最小限に抑え、信頼性を確保しながら、世界中のユーザーに優れたデジタル体験を配信できるようになりました。

重要なポイント

OpenStreetMap は、インフラストラクチャのコントロールを維持しながら、世界中の何百万ものユーザーに地図データを配信するために Fastly の CDN サービスを活用しています。「私たちは CDN の設定を管理していますが、稼働の信頼性の高さは格別です。これは私たちにとって非常に大きな恩恵となっています」と Slater 氏は述べます。コンテンツ配信を Fastly にオフロードすることで、OpenStreetMap を運営する小規模なボランティアチームは、複雑なグローバルインフラストラクチャの管理に忙殺されることなく、マッピングデータとサービスの改善に集中できます。その結果、よりレスポンスが良く、信頼性の高い地図サービスが実現し、世界中のユーザーのニーズに合わせて成長と進化を続けることができます。これにより、OpenStreetMap は単なる地図サービスではなく、世界中の物流、緊急対応、および無数のアプリを支える基盤となる地理データであり続けることができます。もしも OpenStreetMap がなければ、デジタル世界のナビゲーション、接続、機能の大部分が失われてしまうことになるでしょう。