背景介绍

淘宝网，作为中国最大的在线购物平台之一，其每天需要处理数以亿计的用户请求，为了提供快速、可靠和可扩展的服务，淘宝采用了一系列先进的技术手段，其中之一就是内容分发网络（CDN），本文将深入探讨淘宝的架构和CDN系统，分析其设计理念、实现方式及面临的挑战。

淘宝整体架构

1. 系统架构概述

淘宝的技术架构采用了微服务架构模式，将不同的功能模块分离成独立的服务，这些服务包括用户管理、商品管理、订单管理、支付系统等，每个微服务都可以独立开发、部署和扩展，从而提高了系统的灵活性和可维护性。

2. 前端架构

淘宝的前端架构主要由多个团队负责开发和维护，采用了前后端分离的开发模式，前端使用Vue.js或React等现代JavaScript框架来构建用户界面，通过API与后端进行通信，为了提升用户体验，淘宝还使用了CDN来加速静态资源的加载。

3. 后端架构

后端架构采用了分布式计算和存储技术，使用Hadoop大数据平台来处理海量数据，淘宝还使用了MySQL集群来保证数据的安全性和可用性，为了应对高并发请求，淘宝采用了负载均衡技术，将请求分发到多个服务器节点上进行处理。

4. 数据库架构

淘宝的数据库架构设计考虑了数据的一致性、可用性和分区容忍性（CAP定理），通过使用分布式数据库如HBase，淘宝能够存储PB级别的数据，并实现高效的读写操作，淘宝还采用了数据分片和复制机制来提高数据库的扩展性和容错性。

淘宝CDN架构

1. CDN的作用

CDN通过将内容缓存到离用户更近的节点上，减少了数据传输的延迟，提高了用户体验，对于淘宝这样的大型电商平台来说，CDN不仅可以减轻源站的压力，还可以提高图片和其他静态资源的加载速度。

2. 新旧CDN架构对比

老架构：最初，淘宝使用的是商用CDN产品，例如Netscaler，随着业务的发展，商用CDN产品逐渐暴露出性能瓶颈、功能欠缺等问题。

新架构：为了解决这些问题，淘宝自主研发了全新的CDN系统，新的CDN系统不仅在流量分布均匀性上有了较大改进，还支持基于节点负载状态和链路状态的调度，显著提高了系统的扩展能力和灵活性。

3. Squid节点优化

新的CDN架构在Squid节点上也进行了多项优化：

TCOSS存储系统：在COSS存储系统基础上实现了TCOSS，支持FIFO加上按一定比例保留热点对象，支持1T大小的文件。

内存优化：一台Squid服务器若有一千万对象，大约节省1250M内存，更多的内存可以用作memory cache。

Sendfile优化：用sendfile来发送缓存在硬盘上的对象，加上page cache，充分利用操作系统的特性。

混合存储：针对SSD硬盘，可以采用DIRECT_IO方式访问，将内存省给SAS/SATA硬盘做page cache，在Squid服务器上使用SSD+SAS+SATA混合存储，实现了类似GDSF算法，图片随着热点变化而迁移。

4. 热点迁移策略

按文件大小迁移：较大的文件存放在SATA磁盘，中等大小的文件放在SAS磁盘上，较小的文件存放在SSD磁盘。

按访问热度迁移：最热的文件存放在SSD盘，较热的文件存放在SAS盘，最冷的文件存放在SATA盘。

淘宝CDN的发展方向

1. 研发与运维

教育网CDN解决方案：广大校园用户将能体会到更高的访问速度和性能。

动态页面加速：节点间应用级路由，持续提高节点性能。

优化GTM全局调度系统：持续提高CDN系统可运维性，完善CDN内容管理系统。

2. CDN建设思路调整

部署更多的小节点：尽可能离用户近一些，更加强调定制化和快速部署。

案例分析：鹿班主图价格表达升级项目

1. 背景介绍

长期以来，商品的主图贯穿整个导购和交易链路，今年双11期间，淘系技术部-鹿班团队尝试通过技术手段解决商品价格频繁变动带来的问题。

2. 解决方案

自动合成图片：当商品价格发生变化时，系统自动计算新的价格并合成新的图片。

保持图片URL不变：更新OSS内容并刷新CDN缓存，避免商品链路的缓存失效。

预热图片到CDN：在访问高峰到来之前，提前将新图片推送到CDN节点上。

3. 效果与影响

提升用户体验：用户能够更快地看到最新的商品价格信息。

减轻源站压力：避免了因大量图片变更导致的源站压力骤增的问题。

淘宝通过自主研发的CDN系统和不断优化的架构设计，成功地应对了大规模用户请求带来的挑战，随着技术的不断发展和完善，淘宝将继续引领电商行业的技术创新和发展。