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自創(chuàng)立以來的，淘寶業(yè)務(wù)發(fā)展非常迅速，幾乎是每年以100%的速度在成長。創(chuàng)立之初，為了快速上線，搶占市場(chǎng)，選擇了當(dāng)時(shí)流行的LAMP架構(gòu)，用PHP作為網(wǎng)站開發(fā)語言， Linux作為操作系統(tǒng)，Apache作為Web服務(wù)器，MySQL為數(shù)據(jù)庫，用了三個(gè)月不到的時(shí)間淘寶就上線了。當(dāng)時(shí)整個(gè)網(wǎng)站應(yīng)用服務(wù)器大概10臺(tái)左右，MySQL數(shù)據(jù)庫采用了讀寫分離、一主兩備的部署方式。

2004年在淘寶業(yè)務(wù)發(fā)展的推動(dòng)下，我們參考電信運(yùn)營商、銀行等的一些企業(yè)解決方案，將LAMP架構(gòu)改造為Oracle+IBM小型機(jī)的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)和EMC存儲(chǔ)方式（圖2）。雖然方案成本昂貴，但性能非常好。同時(shí)，隨著網(wǎng)站流量的增加，系統(tǒng)顯得有些不堪重負(fù)。

圖2

當(dāng)時(shí)最擔(dān)心的問題是網(wǎng)站流量如果持續(xù)增加，交易量持續(xù)增加，網(wǎng)站的系統(tǒng)架構(gòu)怎么設(shè)計(jì)？如何選擇數(shù)據(jù)庫？如何選擇緩存？如何構(gòu)建業(yè)務(wù)系統(tǒng)？……

后來參考eBay的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)Java的技術(shù)方案，并使用了非常多的Java開源產(chǎn)品。

例如，選擇當(dāng)時(shí)比較流行的JBoss，作為應(yīng)用服務(wù)器；選擇一個(gè)開源的IOC容器Spring，來管理業(yè)務(wù)類；封裝了一個(gè)數(shù)據(jù)庫訪問工具IBatis，作為數(shù)據(jù)庫和Java類的Object-Reletionship映射工具。另外，對(duì)于商品搜索功能，采用自己開發(fā)的ISearch搜索引擎來取代在Oracle數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行搜索，降低數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的壓力。做法比較簡單，每天晚上全量將Oracle小型機(jī)的數(shù)據(jù)dump出來，Build成ISearch的索引，當(dāng)時(shí)商品量也不大，一臺(tái)普通配置的服務(wù)器，基本上可以將所有的索引都放進(jìn)去，沒做切分，直接做了一個(gè)對(duì)等集群。?

從2006年開始，淘寶為了改善用戶體驗(yàn)，開始建立自己的CDN站點(diǎn)，由于淘寶的主要流量來源于各種商品圖片、商品描述等靜態(tài)數(shù)據(jù)，自建CDN可以使這些資源離用戶更近，提升用戶訪問速度，改善用戶瀏覽網(wǎng)站的體驗(yàn)。

2007年，淘寶全年的交易額超過400億元，平均近1億多一天，每天有100多萬筆交易被創(chuàng)建。當(dāng)時(shí)面對(duì)的幾個(gè)主要問題是：一些系統(tǒng)的流量非常大，如商品詳情等，如果直接訪問數(shù)據(jù)庫，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫壓力非常大；如用戶信息，訪問一個(gè)頁面，都需要查詢買家信息、賣家信息、顯示出買家的信用、賣家的服務(wù)星級(jí)等。此時(shí)，淘寶采用分布式緩存TDBM（Tair的前身）將這些熱點(diǎn)靜態(tài)數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中，提高訪問性能。另外，將自己研發(fā)的分布式文件系統(tǒng)TFS部署在多臺(tái)x86服務(wù)器上，取代商業(yè)的NAS存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)淘寶的各種文件信息，如商品圖片、商品描述信息、交易快照信息，來達(dá)到降低成本和提高整體系統(tǒng)的容量和性能的目的，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更靈活的擴(kuò)展性。第一期上線大概200臺(tái)TFS服務(wù)器。另外，將ISearch搜索引擎改為分布式架構(gòu)，支持水平擴(kuò)展，部署了48個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖3展示了這一架構(gòu)思路。

圖3

2008年初，為了解決Oracle數(shù)據(jù)庫集中式架構(gòu)的瓶頸問題（連接數(shù)限制、I/O性能），將系統(tǒng)進(jìn)行了拆分，按照用戶域、商品域、交易域、店鋪域等業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行拆分，建立了20多個(gè)業(yè)務(wù)中心，如商品中心、用戶中心、交易中心等。所有有用戶訪問需求的系統(tǒng)，必須使用業(yè)務(wù)中心提供的遠(yuǎn)程接口來訪問，不能夠直接訪問底層的MySQL數(shù)據(jù)庫，通過HSF這種遠(yuǎn)程通信方式來調(diào)用業(yè)務(wù)中心的服務(wù)接口，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間則通過Notify消息中間件異步方式完成調(diào)用。圖4是淘寶的分布式架構(gòu)圖。

圖4?

從2010年開始，淘寶網(wǎng)重點(diǎn)著眼于統(tǒng)一架構(gòu)體系，從整體系統(tǒng)層面考慮開發(fā)效率、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化、高性能、高可擴(kuò)展性、高可用、低成本方面的要求，底層的基礎(chǔ)架構(gòu)統(tǒng)一采用了阿里云計(jì)算平臺(tái)（圖5），使用了SLB、ECS、RDS、OSS、ONS、CDN等阿里云計(jì)算服務(wù)，并通過阿里云服務(wù)提供的高可用特性，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)房容災(zāi)和異地機(jī)房單元化部署，為淘寶業(yè)務(wù)提供穩(wěn)定、高效和易于維護(hù)的基礎(chǔ)架構(gòu)支撐。

?圖5

在從IOE架構(gòu)最終向云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)轉(zhuǎn)移的過程中，主要面臨以下幾個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。

■?可用性：脫離小型機(jī)和高端存儲(chǔ)的高冗余機(jī)制，采用基于PC服務(wù)器的分布式架構(gòu)的云計(jì)算平臺(tái)能否做到高可用。

■?一致性：Oracle基于RAC和共享存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的物理級(jí)別一致性，基于RDS for MySQL能否達(dá)到同樣的效果。

■?高性能：高端存儲(chǔ)的I/O能力很強(qiáng)，基于PC服務(wù)器的RDS能否提供同樣甚至更高的I/O處理能力，MySQL和Oracle對(duì)SQL的處理性能是否相同。

■?擴(kuò)展性：業(yè)務(wù)邏輯如何拆分，如何服務(wù)化，數(shù)據(jù)分多少庫分多少表，什么維度分，后期二次拆分如何更方便等。

基于阿里云計(jì)算平臺(tái)，通過采用合適的技術(shù)策略和最佳實(shí)踐，包括：應(yīng)用無狀態(tài)，有效使用緩存（瀏覽器緩存、反向代理緩存、頁面緩存、局部頁面緩存、對(duì)象緩存和讀寫分離），服務(wù)原子化，數(shù)據(jù)庫分割，異步解決性能問題，最小化事物單元，適當(dāng)放棄一致性。以及自動(dòng)化監(jiān)控/運(yùn)維手段包括監(jiān)控預(yù)警、配置統(tǒng)一管理，基礎(chǔ)服務(wù)器監(jiān)控，URL監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，模塊間調(diào)用監(jiān)控，智能分析監(jiān)控，綜合故障管理平臺(tái)，容量管理。可以很好地解決以上問題，從而達(dá)到整體系統(tǒng)的高可擴(kuò)展性、更低的成本、更高的性能和可用性的實(shí)現(xiàn)效果。

遷云架構(gòu)最佳實(shí)踐

淘寶的技術(shù)架構(gòu)是一個(gè)伴隨業(yè)務(wù)逐漸發(fā)展而逐步演進(jìn)的過程，中間沉淀了很多寶貴的架構(gòu)最佳實(shí)踐。對(duì)于大部分企業(yè)級(jí)客戶來說，可以結(jié)合自己的業(yè)務(wù)場(chǎng)景選擇合適的技術(shù)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)整體IT系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)化設(shè)計(jì)。不同應(yīng)用場(chǎng)景下的遷云架構(gòu)，包括文件存儲(chǔ)、應(yīng)用服務(wù)、OLTP數(shù)據(jù)庫、OLAP數(shù)據(jù)庫。

對(duì)于文件存儲(chǔ)方式，可以直接用OSS取代EMC存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)，OSS存儲(chǔ)最大容量可以達(dá)40PB，同時(shí)由于OSS是分布式存儲(chǔ)方式，可以通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)的并行讀寫顯著提高數(shù)據(jù)訪問性能。對(duì)于大文件，還可以通過Multipart Upload的方式，將大文件分塊并行傳輸與存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高性能。

對(duì)于應(yīng)用服務(wù)，可通過SLB+多臺(tái)ECS實(shí)例組合取代IBM小型機(jī)（圖6），也可以根據(jù)不同應(yīng)用類型，直接基于ACE、ONS、OpenSearch等阿里云中間件云服務(wù)部署。

?圖6

?OLTP應(yīng)用的遷移相對(duì)復(fù)雜。目前阿里云的RDS實(shí)例最高是48GB內(nèi)存，14000IOPS，1TB的存儲(chǔ)容量（SSD存儲(chǔ)），支持MySQL和SQL Server。這個(gè)配置作為單數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來使用可以滿足很多場(chǎng)景的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求，可直接取代大部分場(chǎng)景下的IBM小型機(jī)+Oracle數(shù)據(jù)庫+EMC存儲(chǔ)。

對(duì)于性能要求更高的應(yīng)用，可考慮引入開放緩存服務(wù)OCS，將部分查詢數(shù)據(jù)加載至分布式緩存中，減少RDS的數(shù)據(jù)查詢次數(shù)，提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢并發(fā)效率和降低響應(yīng)時(shí)間，如圖7所示。

圖7?

對(duì)于讀的請(qǐng)求遠(yuǎn)大于寫請(qǐng)求的場(chǎng)景，可以考慮用多個(gè)RDS數(shù)據(jù)庫，采用分布式方式實(shí)現(xiàn)讀寫分離，寫交易主要發(fā)生在主庫，讀請(qǐng)求訪問備庫，可以根據(jù)需求對(duì)讀庫進(jìn)行擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)整體請(qǐng)求性能的提升。

圖8?

對(duì)于數(shù)據(jù)規(guī)模較大的數(shù)據(jù)庫表，可以通過水平切分的方式，將數(shù)據(jù)分布在多個(gè)RDS實(shí)例上，通過并行的分布式數(shù)據(jù)庫操作來實(shí)現(xiàn)性能和容量的提升。

圖9?

總的來說，通過遷移到RDS、引入數(shù)據(jù)緩存、分庫分表、讀寫分離等多種方式可以用Scale-Out方式取代原有的IOE架構(gòu)，并且獲得更好的性能和擴(kuò)展性。

?圖10

對(duì)于OLAP應(yīng)用，可采用ODPS+OTS+RDS/ADS的解決方案取代小型機(jī)+Oracle DB+OLAP+RAC+EMC存儲(chǔ)解決方案，如圖11所示。

圖11

總體來看，遷云的通用架構(gòu)方案如圖12所示，針對(duì)具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)的遷云方案還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析和合理選擇。

圖12

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總結(jié)

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