揭秘淘宝286亿海量图片存储与处理架构

TFS 1.3版本的集群文件系统

到2009年6月，TFS 1.3版本上线，集群规模大大扩展，部署到淘宝的图片生产系统上，整个系统已经从原有200台PC服务器扩增至440台PC Server(300G*12 SAS 15K RPM) + 30台PC Server (600G*12 SAS 15K RPM)。支持文件数量也扩容至百亿级别；系统部署存储容量：1800TB(1.8PB)；当前实际存储容量：995TB；单台Data Server支持随机IOPS 900+，流量15MB+；目前Name Server运行的物理内存是217MB(服务器使用千兆网卡)。

TFS 1.3版本逻辑结构图

图为TFS1.3版本的逻辑结构图，在TFS1.3版本中，淘宝网的软件工作组重点改善了心跳和同步的性能，最新版本的心跳和同步在几秒钟之内就可完成切换，同时进行了一些新的优化：包括元数据存内存上，清理磁盘空间，性能上也做了优化，包括：

　　完全扁平化的数据组织结构，抛弃了传统文件系统的目录结构。

　　在块设备基础上建立自有的文件系统，减少EXT3等文件系统数据碎片带来的性能损耗

　　单进程管理单块磁盘的方式，摒除RAID 5机制

　　带有HA机制的中央控制节点，在安全稳定和性能复杂度之间取得平衡。

　　尽量缩减元数据大小，将元数据全部加载入内存，提升访问速度。

　　跨机架和IDC的负载均衡和冗余安全策略。

　　完全平滑扩容。

在后面“图片服务器部署与缓存”一页中详细介绍了淘宝网整个图片处理系统的拓扑图。我们可以看到：TFS在淘宝的部署环境中前端有两层缓冲，到达TFS系统的请求非常离散，所以TFS内部是没有任何数据的内存缓冲的，包括传统文件系统的内存缓冲也不存在。

TFS主要的性能参数不是IO吞吐量，而是单台PCServer提供随机读写IOPS。由于大家硬件型号不同，当然也是因为一些技术保密的原因，淘宝网很难给出一个参考值来说明性能。但基本上可以达到单块磁盘随机IOPS理论最大值的60%左右，整机的输出随盘数增加而线性增加。

开发中的TFS2.0与开源TFS

TFS 2.0已经在开发过程中，主要解决的问题是大文件存储的难题。TFS最早开发的时候针对小文件频繁并发读取的难题而开发，设计的块大小是64MB，意味着每个文件小于64MB，这对于一般的图片存储来说完全足够用了，但对于大文件存储还有一些瓶颈。

TFS 2.0将重点针对大文件跨越块的存储进行优化。此外，还包括SSD、SAS硬盘不同硬盘特性的应用优化。根据淘宝网的资料数据，SSD的存储成本大约是每GB 20元人民币左右，SAS硬盘的存储成本约在每GB 5-6元，SATA盘的每GB成本不到1元。随着对应用性能的要求提升，应用SSD是未来的趋势，针对不同硬盘的存取特性进行优化是十分必要的。

此外，章文嵩宣布，TFS将在9月份完全开源，完全开源则意味着淘宝网将提供所有的源代码，开源版本的TFS将与淘宝网线上应用的系统完全一致。