淘宝网作为中国乃至全球最大的电子商务平台之一，每天面临着庞大的访问量和数据处理需求，图片作为电商平台的重要组成部分，其存储与访问速度直接影响到用户体验和平台的运行效率，本文将深入探讨淘宝在图片存储与内容分发网络（CDN）方面的策略和技术实现。

一、淘宝图片存储系统架构

1 背景及挑战

淘宝网拥有超过286亿的图片数量，总容量达到数百TB，平均图片大小约为17.45KB，面对如此巨大的数据量，如何高效地存储和快速地提供访问成为了一大挑战。

2 TFS集群文件系统

淘宝采用了自主研发的TFS（Taobao File System）集群文件系统来处理小文件的存储问题，TFS将图片等小文件分布式存储，并通过多级缓存机制提高访问速度。

3 多级缓存机制

客户端本地缓存：首先检查用户设备上的本地缓存是否有所需图片。

CDN L1缓存：如果本地没有，则请求CDN的第一层缓存服务器。

CDN L2缓存：若L1缓存未命中，则进一步向L2查询。

中心存储层：当两级CDN都未命中时，最终回源到中心存储层获取图片。

这种多级缓存的设计极大地减少了对源站的压力，并显著提升了图片加载速度。

二、淘宝CDN系统架构

1 CDN的重要性

2 自主开发的CDN系统

淘宝没有采用商用的CDN产品，而是选择了自主研发的道路，这是因为市场上现有的商用解决方案无法满足淘宝对于性能、可用性和可管理性的要求，淘宝的自研CDN系统具有以下特点：

规模庞大：部署了22个节点，每个节点的处理能力达到10Gbps以上。

智能调度：基于节点负载状态和链路状态进行全局流量调度。

实时监控：包括CDN监控平台、访问日志过滤系统等。

3 Squid节点优化

TCOSS实现：在COSS存储系统基础上实现了TCOSS，支持FIFO缓存策略以及按比例保留热点对象。

内存优化：一台Squid服务器可节省约1.25GB内存，用于更多的memory cache。

混合存储：使用SSD+SAS+SATA硬盘组合，根据文件大小和访问热度自动迁移数据。

三、应对高并发场景的挑战

1 双11期间的特殊需求

每年双十一期间，淘宝都会面临极高的访问量和大量的图片内容更新，为了应对这一挑战，淘宝采取了一系列措施：

改图保持URL不变：通过更新OSS中的内容并刷新CDN缓存，确保用户仍然可以访问到最新的图片而无需更改商品链接。

提前预热CDN：在大促活动开始前，预先将新图片推送至CDN节点，以减少活动当天的回源率。

2 频繁换图带来的技术难题

当大量商品图片发生变化时，不仅会影响到CDN缓存的有效性，还可能导致交易核心应用的缓存失效，进而增加源站压力，为此，淘宝采取了以下解决方案：

独立图片发布服务：将图片的更新与商品信息的更新解耦，避免相互影响。

单元化架构：各个服务单元独立部署，互不干扰，提高了系统的稳定性和扩展性。

四、未来发展的方向

随着技术的不断进步和用户需求的变化，淘宝也在不断探索未来的发展路径：

教育网CDN解决方案：为广大校园用户提供更快速的访问体验。

动态页面加速：实现节点间的应用级路由，进一步提升访问速度。

持续优化GTM全局调度系统：提高调度效率，确保流量均匀分布。

增强CDN系统的可运维性管理系统，简化运维流程。

五、结论

淘宝通过自主研发的TFS集群文件系统和CDN网络，成功地解决了海量图片存储与高效访问的难题，多级缓存机制和智能调度系统不仅提升了用户体验，也为其他大型网站提供了宝贵的实践经验，展望未来，随着技术的不断创新，淘宝将继续引领电商行业的发展趋势，为用户提供更加优质的服务。