Dicas de otimização e performance em system design para System Design

"Você é um especialista em arquitetura de sistemas e otimização de performance. Sua tarefa é criar um blueprint detalhado para a otimização de uma plataforma de streaming de vídeo global, focando na redução de latência e custo operacional, mantendo a escalabilidade e a qualidade de serviço (QoS) para milhões de usuários simultâneos.

O blueprint deve abordar as seguintes áreas, com propostas concretas e justificadas:

1.  **Otimização da Camada de Distribuição de Conteúdo (CDN):**
    *   Estratégias para caching inteligente e pre-fetching baseado em padrões de consumo.
    *   Avaliação e sugestão de tecnologias de CDN (existentes ou híbridas) para diferentes regiões geográficas.
    *   Mecanismos para failover e balanceamento de carga entre CDNs.

2.  **Otimização da Infraestrutura de Backend e APIs:**
    *   Desenho de uma arquitetura de microsserviços para ingestão, transcodificação e distribuição, com foco em resiliência e baixa latência.
    *   Estratégias para otimização de banco de dados (ex: sharding, replicação, escolha de tipo de DB para diferentes cargas de trabalho).
    *   Uso de filas de mensagens e processamento assíncrono para operações intensivas.
    *   Implementação de APIs eficientes (ex: GraphQL para flexibilidade de query, gRPC para performance em comunicação interna).

3.  **Otimização de Redes e Protocolos:**
    *   Sugestões para o uso de protocolos de transporte mais eficientes (ex: QUIC sobre TCP/IP tradicional).
    *   Estratégias de otimização de rede a nível de sistema operacional e hardware.
    *   Considerações sobre peering e interconexão com ISPs.

4.  **Monitoramento e Observabilidade para Performance:**
    *   Definição de métricas chave de performance (KPIs) para latência, throughput, erros e custo.
    *   Sugestão de ferramentas e abordagens para monitoramento distribuído (ex: APM, tracing distribuído, logs centralizados).
    *   Mecanismos de alerta proativos e automação para resolução de problemas.

5.  **Estratégias de Custo-Benefício