深度揭秘淘宝自主研发的文件系统??TFS
InfoQ 崔康 发表于:10年07月09日 13:39 [转载] DOIT.com.cn
楚材结合架构图做了进一步说明:
1、TFS尚未对最终用户提供传统文件系统API,需要通过TFSClient进行接口访问,现有JAVA、JNI、C、PHP的客户端
2、TFS的NameServer作为中心控制节点,监控所有数据节点的运行状况,负责读写调度的负载均衡,同时管理一级元数据用来帮助客户 端定位需要访问的数据节点
3、TFS的DataServer作为数据节点,负责数据实际发生的负载均衡和数据冗余,同时管理二级元数据帮助客户端获取真实的业务数据。
文章发表以后,读者反响热烈,在评论中提出了各种问题与作者楚材进行技术交流,由此可见国内社区对自主研发文件系统的关注程度。
为了让读者更深入地了解TFS的奥秘,InfoQ中文站针对TFS的来由、运行环境、扩展性、架构、发展规划及开源事 宜等问题对楚材(李震)进行了专访。
InfoQ:淘宝为何会选择自主研发文件系统?
TFS(Taobao File System),是淘宝自主研发的一套分布式文件系统,用于存储淘宝网主站的数据,例如商品图片、商品描述、交易快照、社区图片等等等等。
这些数据的一个突出特点是单个文件尺寸较小,通常不大于1MB,但是数量巨大,传统的文件系统或者网络存储设备很难解决类似的问题。
淘宝网最早采用NetApp提供的网络存储设备,但是在2006~2007年期间,由于数据量的急剧膨胀,我们面临着系统更新换代的压力,而由于应 用连接数量和文件数量的限制,实际上简单的升级已经变得非常昂贵且得不偿失了。
数据是淘宝应用的核心,在这方面我们需要提供更加安全、高效、廉价的解决方案,需要发展自己的技术,更加适应淘宝网自身的应用特性。经过评估,已有的一些 开源分布式文件系统都无法完全满足我们需求。淘宝网也许是当时国内互联网最先遇到类似问题的公司,当然也可能是其他公司遇到但未进行相关的宣传,总之,当 时并不像现在一样有一些相对可靠的开源系统可以选择。
InfoQ:TFS系统的运行环境如何?
在做TFS选型的时候,我们依照当时淘宝网使用的主流操作系统使用了REHL,并构建在LINUX的EXT3文件系统上。选择REHL的理由是开源操作系 统,我们有更多的自由度,同时成本也更加节省。
关于硬件平台,随着硬件的发展和我们认识的变化,经过了一个相对比较长的变迁。分布式文件系统对CPU的要求并不高,同时由于我们采用了一些特殊的 手段,也使得系统元数据减少,那么对内存大小的要求也并不高了,所有的性能和成本瓶颈都集中在了磁盘IO上。我们所有硬件架构的演变也都体现在磁盘的使用 方式上。
最早我们使用SAS146G×6的磁盘进行存储,后来换成了SAS300G×6的磁盘,使用了RAID5机制,这也是当时硬件平台的主流。当我们积 累了一定的经验并逐步对系统稳定性有了信心之后,这种方式就逐步落后了。RAID5机制的备份和我们已经在应用层实现的数据冗余功能重复,磁盘空间被大量 浪费,RAID卡的工作原理也无法优化TFS更加注重随机IO的特性,最终我们去除了RAID卡,并使用多进程,每个进程管理一块磁盘的方式,充分发挥磁 盘的随机读写性能。
SAS300G×6的磁盘我们使用了一段时间,相对比较稳定,这让我们有信心使用更大容量的节点而不会过于担心服务器失效带来的数据迁移对系统性能 的影响,当前TFS主要的机型使用SAS300G×12的磁盘配置。
随着淘宝网前端的CDN越来越高效、稳定,到达TFS的请求流量也更加平缓,这让我们有可能对单个节点的服务能力做出更加可靠的规划,也可以使用更加廉价 的存储设备,未来我们的主要存储节点将使用1TSATA×12甚至更大的磁盘设备,进一步降低成本。