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@cozy_666_tech
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Cloudflare R2 vs AWS S3 — データ転送費用ゼロの恩恵を確かめた

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はじめに

S3をメインのファイルストレージとして使っていたが、Cloudflare R2という選択肢を調べた。

「データ転送費用がゼロ」という言葉が気になっていた。S3はダウンロード時に転送費用が発生するので、ファイルの配信が多いサービスではコストが積み上がる。R2を実際に使ってどこが違うのか確かめた。

R2とS3の基本比較

AWS S3:
  AWSのオブジェクトストレージ
  エグレス（転送）費用: $0.09/GB（リージョン外）
  豊富なエコシステム
  多機能

Cloudflare R2:
  CloudflareのオブジェクトストレージS3互換
  エグレス費用: 無料（Cloudflareネットワーク内）
  S3互換API
  Workers・Pagesと統合

料金の詳細比較

AWS S3（東京リージョン）

ストレージ:   $0.025/GB/月
書き込み:      $0.0047/1,000リクエスト（PUT）
読み込み:      $0.00037/1,000リクエスト（GET）
エグレス:     $0.114/GB（インターネットへの転送）
CloudFront経由: $0.085/GB（少し安い）

Cloudflare R2

ストレージ:   $0.015/GB/月（S3より40%安い）
書き込み:      $4.50/100万リクエスト（PUT）
読み込み:      $0.36/100万リクエスト（GET）
エグレス:     無料（R2からの転送は課金なし）

無料枠:
  ストレージ: 10GB/月
  書き込み:   100万リクエスト/月
  読み込み:   1,000万リクエスト/月

コスト試算（100GBストレージ、月1TB転送の場合）:

S3:
  ストレージ: $2.5
  転送:       $0.114 × 1,024 = $116.7
  合計: 約$119/月

R2:
  ストレージ: $1.5
  転送:       無料
  合計: 約$1.5/月

→ 転送量が多いほどR2が圧倒的に安くなる

R2バケットの作成と設定

# Wrangler CLIでR2バケットを作成
wrangler r2 bucket create my-app-files

# バケット一覧
wrangler r2 bucket list

# バケット削除
wrangler r2 bucket delete my-app-bucket

# wrangler.toml（Workers/Pagesで使う場合）
[[r2_buckets]]
binding     = "MY_BUCKET"
bucket_name = "my-app-files"

S3互換APIでPythonから使う

R2はS3互換APIを提供しているので、boto3がほぼそのまま使える。

import boto3
import os

# R2の接続設定
r2_client = boto3.client(
    "s3",
    endpoint_url             = f"https://{os.environ['CF_ACCOUNT_ID']}.r2.cloudflarestorage.com",
    aws_access_key_id        = os.environ["R2_ACCESS_KEY_ID"],
    aws_secret_access_key    = os.environ["R2_SECRET_ACCESS_KEY"],
    region_name              = "auto",  # R2はリージョンを"auto"にする
)

# .env
CF_ACCOUNT_ID=your-cloudflare-account-id
R2_ACCESS_KEY_ID=your-r2-access-key
R2_SECRET_ACCESS_KEY=your-r2-secret-key
R2_BUCKET_NAME=my-app-files

R2のアクセスキーはCloudflareダッシュボードの「R2 → API」から生成する。

基本的な操作

import boto3
import os
import io
import pandas as pd
from botocore.exceptions import ClientError

# クライアントをラップしたクラス
class R2Client:
    def __init__(self):
        self.client = boto3.client(
            "s3",
            endpoint_url          = f"https://{os.environ['CF_ACCOUNT_ID']}.r2.cloudflarestorage.com",
            aws_access_key_id     = os.environ["R2_ACCESS_KEY_ID"],
            aws_secret_access_key = os.environ["R2_SECRET_ACCESS_KEY"],
            region_name           = "auto",
        )
        self.bucket = os.environ["R2_BUCKET_NAME"]

    def upload_file(self, local_path: str, key: str) -> None:
        self.client.upload_file(local_path, self.bucket, key)
        print(f"アップロード完了: {key}")

    def download_file(self, key: str, local_path: str) -> None:
        self.client.download_file(self.bucket, key, local_path)

    def put_object(
        self,
        key:          str,
        body:         bytes,
        content_type: str = "application/octet-stream",
    ) -> None:
        self.client.put_object(
            Bucket      = self.bucket,
            Key         = key,
            Body        = body,
            ContentType = content_type,
        )

    def get_object(self, key: str) -> bytes:
        response = self.client.get_object(Bucket=self.bucket, Key=key)
        return response["Body"].read()

    def delete_object(self, key: str) -> None:
        self.client.delete_object(Bucket=self.bucket, Key=key)

    def list_objects(self, prefix: str = "") -> list[dict]:
        paginator = self.client.get_paginator("list_objects_v2")
        pages     = paginator.paginate(Bucket=self.bucket, Prefix=prefix)
        files     = []
        for page in pages:
            if "Contents" in page:
                files.extend(page["Contents"])
        return files

    def exists(self, key: str) -> bool:
        try:
            self.client.head_object(Bucket=self.bucket, Key=key)
            return True
        except ClientError:
            return False

    def presigned_url(self, key: str, expires: int = 3600) -> str:
        return self.client.generate_presigned_url(
            "get_object",
            Params    = {"Bucket": self.bucket, "Key": key},
            ExpiresIn = expires,
        )

    def read_df(self, key: str) -> pd.DataFrame:
        data = self.get_object(key)
        if key.endswith(".parquet"):
            return pd.read_parquet(io.BytesIO(data))
        return pd.read_csv(io.BytesIO(data))

    def write_df(
        self,
        df:  pd.DataFrame,
        key: str,
    ) -> None:
        buffer = io.BytesIO()
        if key.endswith(".parquet"):
            df.to_parquet(buffer, index=False)
            content_type = "application/octet-stream"
        else:
            buffer = io.StringIO()
            df.to_csv(buffer, index=False)
            body = buffer.getvalue().encode("utf-8")
            self.put_object(key, body, "text/csv")
            return
        buffer.seek(0)
        self.put_object(key, buffer.getvalue(), content_type)

S3との互換性確認

# S3のクライアントとR2のクライアントを切り替え可能にする
class StorageClient:
    """S3とR2を切り替え可能なストレージクライアント"""

    def __init__(self, backend: str = "s3"):
        if backend == "r2":
            self.client = boto3.client(
                "s3",
                endpoint_url          = f"https://{os.environ['CF_ACCOUNT_ID']}.r2.cloudflarestorage.com",
                aws_access_key_id     = os.environ["R2_ACCESS_KEY_ID"],
                aws_secret_access_key = os.environ["R2_SECRET_ACCESS_KEY"],
                region_name           = "auto",
            )
            self.bucket = os.environ["R2_BUCKET_NAME"]
        else:
            self.client = boto3.client("s3", region_name="ap-northeast-1")
            self.bucket = os.environ["S3_BUCKET_NAME"]

# 環境変数で切り替え
STORAGE_BACKEND = os.environ.get("STORAGE_BACKEND", "s3")
storage = StorageClient(backend=STORAGE_BACKEND)

R2の公開バケット設定

R2バケットをパブリックに設定するとCloudflare CDN経由で配信される。
  → エッジキャッシュが効く
  → 転送費用はゼロ
  → https://pub-xxxx.r2.dev/key形式でアクセス可能

# 公開バケットのURLを生成
def public_url(key: str) -> str:
    account_id = os.environ["CF_ACCOUNT_ID"]
    bucket     = os.environ["R2_BUCKET_NAME"]
    # カスタムドメインがある場合
    custom_domain = os.environ.get("R2_CUSTOM_DOMAIN")
    if custom_domain:
        return f"https://{custom_domain}/{key}"
    # デフォルトのR2.devドメイン
    return f"https://pub-{account_id}.r2.dev/{key}"

# wrangler.tomlでカスタムドメインを設定
[[r2_buckets]]
binding     = "MY_BUCKET"
bucket_name = "my-app-files"

# カスタムドメインをバケットに設定（Cloudflareダッシュボードで設定）
# files.example.com → my-app-files

WorkersからR2を使う

// Cloudflare WorkersからR2を操作する
export default {
    async fetch(request: Request, env: Env): Promise<Response> {
        const url      = new URL(request.url);
        const pathname = url.pathname.slice(1); // 先頭の/を除去

        if (request.method === "GET") {
            // R2からファイルを取得
            const object = await env.MY_BUCKET.get(pathname);

            if (!object) {
                return new Response("Not Found", { status: 404 });
            }

            const headers = new Headers();
            object.writeHttpMetadata(headers);
            headers.set("ETag", object.etag);
            headers.set("Cache-Control", "public, max-age=31536000");

            return new Response(object.body, { headers });
        }

        if (request.method === "PUT") {
            // R2にファイルをアップロード
            await env.MY_BUCKET.put(pathname, request.body, {
                httpMetadata: {
                    contentType: request.headers.get("Content-Type") ?? "application/octet-stream",
                },
            });

            return Response.json({ uploaded: pathname });
        }

        if (request.method === "DELETE") {
            await env.MY_BUCKET.delete(pathname);
            return Response.json({ deleted: pathname });
        }

        return new Response("Method Not Allowed", { status: 405 });
    },
};

S3とR2の使い分け

R2を選ぶとき:
  ✓ ファイル配信量が多い（動画・画像・ドキュメント）
  ✓ Cloudflare CDN経由での配信が目的
  ✓ Workers/Pagesとの統合が必要
  ✓ コスト削減が優先

S3を選ぶとき:
  ✓ AWSエコシステムと統合している（ECS、Lambda等）
  ✓ S3固有の機能が必要（S3 Select、Glacier等）
  ✓ Snowflakeとの直接連携が必要
  ✓ 既存のAWSインフラと統合

両方使う構成:
  S3 — データパイプライン用（Snowflakeとの連携）
  R2 — ユーザー向けファイル配信用（画像・ドキュメント）

実務での移行パターン

S3からR2に一部移行した場合の設計。

# config.py
import os

# ファイルの種類によって保存先を分ける
STORAGE_CONFIG = {
    # ユーザーアップロードファイル → R2（配信コスト削減）
    "user_uploads": {
        "backend": "r2",
        "bucket":  os.environ.get("R2_BUCKET_NAME", "user-uploads"),
    },
    # データパイプライン用 → S3（Snowflake連携）
    "pipeline_data": {
        "backend": "s3",
        "bucket":  os.environ.get("S3_BUCKET_NAME", "pipeline-data"),
    },
    # レポートファイル → R2（ダウンロード配信）
    "reports": {
        "backend": "r2",
        "bucket":  os.environ.get("R2_BUCKET_NAME", "reports"),
    },
}

def get_storage_client(purpose: str) -> StorageClient:
    config = STORAGE_CONFIG.get(purpose, STORAGE_CONFIG["pipeline_data"])
    return StorageClient(backend=config["backend"])

制約と注意点

R2の制約:
  ✗ S3のイベント通知（Lambda連携）がない
    → WorkersのQueue/Event Bridgeで代替
  ✗ S3 Selectがない
    → WorkersでETL処理を実装
  ✗ Glacierのような低コストアーカイブストレージがない
  ✗ Snowflakeの外部ステージとして直接使えない（S3が必要）
  △ boto3の一部機能が動かない場合がある

S3互換として動かない主な操作:
  - バケットACL（R2はACLをサポートしない）
  - オブジェクトACL
  - バケットポリシー（R2独自のアクセス制御）

# ACLを使っているS3コードをR2に移行するとエラーになる例
s3.put_object(
    Bucket = bucket,
    Key    = key,
    Body   = data,
    ACL    = "public-read",  # ← R2ではエラー
)

# R2ではACLは使わずバケット単位で公開設定する
s3.put_object(
    Bucket = bucket,
    Key    = key,
    Body   = data,
    # ACLパラメータを削除
)

まとめ

項目 AWS S3 Cloudflare R2
エグレス費用 $0.09〜$0.114/GB 無料
ストレージ費用 $0.025/GB/月 $0.015/GB/月
S3互換 ネイティブ ほぼ互換（一部制約）
Workers連携 別途設定 シームレス
Snowflake連携 ◎ ✗
イベント通知 Lambda連携可 Workersで代替
向いている用途 AWSエコシステム・データパイプライン ファイル配信・Workers連携

転送量が多いファイル配信にR2を使うと、S3と比べて大幅なコスト削減になる。ただしSnowflakeの外部ステージや細かいS3固有の機能が必要な場合はS3が必要。「配信はR2、データパイプラインはS3」という使い分けが実務的な落とし所だった。

参考

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