​CDN, общие идеи

Это описание абстрактной реализации, 

не имеющей ничего общего с реальными реализациями.

Сеть доставки контента содержит три уровня: 

• первый нацелен на получение обновления с сервера сайта, должен быть максимально ближний к исходному серверу на сетевом уровня, географически это не обязательно главное максимальная скорость и минимальная задержка получения данных; 
• второй уровень содержит систему передачи данных между уровнями, основная цель быстрая доставка данных внутри сети между узлами первого уровня и узлами третьего уровня - обеспечивает максимальную скорость передачи данных между географически удаленными частями различных уровней; 
• третий уровень узел ближайший к клиенту, ответственен за максимально быструю отдачу контента конечному пользователю. В общем случае наибольший объем трафика идет от первого уровня к третьему - но это не обязательно так как конечный клиент также может генерировать трафик. 

Общая логика работы: 

• при получения запроса от клиента ближайший узел к клиенту ищет сервер который является наиболее близким к исходному узлу назначения; 
• после нахождения наилучшего пути, узел с первого уровня получает контент с конечного узла и генерирует хеш от данных и другие идентифицирующие контент данные и передает на третий уровень; 
• если у третьего уровня нет подобных данных он запрашивает данные с первого уровня, через второй уровень который может быть пиринговой сетью; 
• все данные при передаче должны быть сжаты и по возможности очищены от не критичных для результата данных, таких как переводы строчек и пробелы. Если возможно то и от описания изображений вида даты создания которые не критичны для пользователя; 
• внутри сети передачи и на конечных узлах данных идентифицируются по описателям характерным для сжатого контента с сохранением изначальных характеристик - для последующей идентификации изменения исходных данных; 
• на узлах первого уровня контент хранится также в исходном в виде - чтобы избежать вероятности коллизий хеш функции и позволяет перепроверять данные, при последующем получении подобных; 
• при новом запросе клиента - делается только дополнительный запрос на первый уровень и если изменений нет, то передается оригинальный заголовок. Данные разбиваются на две части заголовки запроса и контент запроса. Что позволяет кешировать и передавать их отдельно. 

Для ускорения работы возможно имеет смысл иметь функциональность третьего уровня на пользовательском устройстве с поддержкой интерфейса второго уровня для упрощений и ускорения получения контента. Это должно быть достаточно эффективно, но для более эффективной защиты безопасности - данные должны кешироваться и доставлять только в случае когда шифрование не требуется, так как в этом случае возможен подбор и получение какого-то контента без шифрации. 

Также сложно обеспечить шифрование между сетью и конечным клиентом.  Так как ключи нельзя передавать в потенциально не безопасные среды, так как возможна подмена данных для конечного пользователя. 

Для открытой сети: желательно дополнительно передавать дополнительный ключ соединения и если данные потенциально могут быть привязаны к клиенту и не давать пользовательским системам получать доступ без корректного ключа соединения.

Также  узел первого уровня должен иметь возможность помнить какие сервера третьего уровня обращались, что позволит если не прошел лимит времени сообщить о изменении контента и принудительной очистке.