亿级小文件存储：TFS与Ceph等分布式系统深度调研

分布式存储系统调研1主要关注于亿级甚至十亿小文件的高效存储解决方案，其中调研了几种流行的分布式文件系统，包括TFS、Ceph、Haystack和Seaweed-fs。本文重点介绍了淘宝开发的TFS系统，该系统针对淘宝内部大规模小文件存储需求而设计。 TFS（淘宝文件系统）的核心特点是其架构设计，它由NamServer（命名服务器）和DataServer（数据服务器）两部分组成。NamServer主要负责块管理和数据分布，如块的创建、删除、复制、均衡和整理，但并不直接进行数据读写，而是通过心跳信息、块与DataServer的映射关系来协调。NamServer采用高可用（HA）架构，确保服务的连续性，即使主节点故障，备份节点也能快速接管。 DataServer则是数据的实际存储和读写端。TFS的写操作流程涉及将多个小文件合并到单个64M（可配置）大小的块中，并为块创建索引便于定位，同时保证数据冗余，通过在不同机架上存储多个副本提高数据可靠性。写操作时，文件首先被打包到块并分配BlockID和FileID，然后通过NameServer查询DataServer地址，最后将请求发送到对应的DataServer获取文件内容。 TFS的读操作同样依赖于NameServer，用户首先解析文件名获取BlockID和FileID，再通过NameServer获取存放块的DataServer地址，接着发送包含Block_ID、File_ID和偏移量的读请求，DataServer负责响应文件内容。值得注意的是，由于TFS将文件打包到块的特性，文件复制是基于块级别的，且复制后的块BlockID保持一致，这有助于简化复制操作和优化性能。 除了TFS，文中还提到了其他几个分布式存储系统，比如Ceph和Haystack，它们各自具有独特的特性和适用场景，可能在大容量、高可用性和数据一致性等方面有不同的优势。整体而言，分布式存储系统的选型通常要考虑业务需求、性能指标、成本效益以及运维复杂度等因素。