【51CTO独家专访】中国Linux运维界的朋友们多半都知道章文嵩博士，因为他带来的开源项目LVS，企业们不必采购昂贵的F5、思杰等商用负载均衡器，而是可以在开源的Linux服务器上构建自己的负载均衡和高可用集群。在今年刚刚结束的O'Reilly Velocity China 2011会议上，51CTO编辑有幸采访到了目前就职淘宝的章文嵩博士，请他对淘宝这几年核心系统优化团队的工作，以及他个人所关注的方向进行了介绍。
嘉宾简介
左为51CTO编辑，右为章文嵩博士
章文嵩博士是淘宝网的高级研究员，主要负责基础核心软件研发、推进网络软硬件方面的性能优化、搭建下一代高可扩展低碳低成本的淘宝电子商务基础设施。他也是Linux内核的开发者，著名的Linux集群项目 —— LVS (Linux Virtual Server)的创始人和主要开发人员，LVS集群代码已在Linux 2.4和2.6的官方内核中，并得到广泛的应用。在架构大型系统、系统软件开发、Linux操作系统、网络和软件开发管理上有着丰富的经验。他一直在自由软件的开发上花费时间，并积极推动开源活动在中国的发展。
51CTO：您到淘宝两年多来，一开始主要是LVS和HAproxy的大规模普及，之后做了很多CDN系统的改良工作，今年又推出GreenCompute项目。能介绍一下这几年工作的整体规划思路吗？
章文嵩：优化其实是个一直持续的工作。最早，淘宝的CDN用的是商用的调度负载均衡器Citrix NetScaler，这是当时业界最好的负载均衡器。但是淘宝因为规模越来越大，容量也很大，有很多针对小图片方面的需求，用Citrix就遇到很多问题。比如流量方面，小图片造成的请求特别多，但是万兆网卡的流量只能到3G，一旦流量超过3G，哪怕只是到了4G，系统就会崩溃。这不仅是前面的负载均衡，在后端的缓存服务器上也是。在CDN系统中，图片处理的挑战最大，相比视频那种连续的数据，图片这种很小的、比较离散的数据，对硬盘的访问要求很高。淘宝在2008年底到2009年初左右，曾经一度全用SSD，这样下来一个CDN的节点造价就会比较高，要花掉两百万左右的钱，还要再加上商用的负载均衡器。而且刚才也说了，一个NetScaler流量只能提供到3G，两台加起来也就只有6G，而且两个NetScaler还不敢用心跳线，因为它虽然支持这个功能，但是万一有一台坏掉，6G的流量完全转移到另一台，那结果肯定会崩溃掉。所以这就是商用系统的问题：在特别的负载情况下，它是不适用的。
所以我们就开始逐步改造。用LVS+HAproxy，在硬件高配的情况下，一个节点跑到100G都没问题。成本方面，后端肯定不能无限制的花钱，我们就开始用混合存储，SATA、SAS和SSD都有。经过优化之后，效果做到跟SSD差不多，存储空间更大，命中率更高，像我们现在有些高的，命中率可以做到98%。那么现在我们一个最低标准的CDN节点，流量在10G，成本已经优化到50万；如果低功耗的话，还可以进一步优化到37万。这个项目我们以后还会持续优化，因为优化无止尽嘛，我们追求的目标是更好的用户体验，更短的响应时间，同时还要花更少的钱。
响应时间是我们最关注的指标，因为它直接影响到用户的体验。其实淘宝目前在图片的优化方面做得算还不错，好比今年双十一的时候，我们最高跑到了820G的瞬间流量，这在世界上可能也是一个记录了。其实你现在打开一个淘宝的网页，图片加载的速度已经挺快了，目前我们图片请求的平均响应时间已经在10ms以下；但我们还会进一步挖掘，看能不能到9ms以下或8ms以下，让它加载的更快。虽然说，越往下面挖掘，难度会越来越大，但是这也是值得去做的，因为我们的规模很大。而且为了让用户体验好，我们多花点钱也是应该的。
另一方面，网络传输这一块也往往是瓶颈。一个图片请求发过来，硬盘的处理时间算10ms，但是在网络传输方面，CDN部署的好的情况，可能会占用20ms，万一网络有问题的时候就可能到70、80ms。所以网络协议的优化方面，可以挖掘的空间可能会更大一些。
51CTO：顺便问一句，现在淘宝是完全用自己的CDN吗？
章文嵩：现在我们绝大部分都是用自己的CDN，因为没有一家CDN公司能够承受我们那么大的流量。而且这里面还有个规模效应，自己做，可以做的更加深入。应该说CDN这方面，我们目前的技术是领先的。当然，也不排除有时在进行促销活动的时候，如果用户流量超过了我们的承载能力，那个时候也有可能会采用外部的CDN服务来缓冲一下。
51CTO：您这次在Velocity大会上主要讲的是GreenCompute的项目。这个项目是完全自己做的，还是通过借鉴一些案例来做呢？
章文嵩：GreenCompute项目是绿色计算嘛，我们最早做的项目就是低功耗服务器。
2008年的时候，我自己在做一个ARM下载盒的项目，400MHz，装的Linux系统，空闲时候的功耗只有1W，接外部大容量硬盘的情况，满负荷跑起来也就是9W。当时做这个的时候，因为考虑到互联网上的很多应用都是数据密集型的，这些应用主要的任务都是硬盘读写和网络传输，实际的计算并不复杂，用不到多少CPU资源。相比一个高性能的服务器放在那里跑，空闲情况都有200W的功耗， 这种应用用低功耗服务器来跑是非常划算的。而低功耗服务器方面，选择不同的处理器，功耗和效果都会有所不同，主要考虑的是一个平衡点的问题，跟你的应用性质有很密切的关系。
国外大学对这方面的研究蛮多的。2009年5月份，HotOS（美国一个操作系统热点主题的会议）上有一个CMU（卡内基梅隆大学）的同仁做的一个FAWN Cluster，他就是拿AMD那个500MHz的Geode处理器，加上我们照相机用的那种4G的CF卡，加上256MB的内存，这样下来一片的整体功耗只有不到4W，这个在当时MIT的Technology Review上报道过。另外，美国加州大学圣地亚哥分校（UCSD）也有对Gordan架构的研究，那个是用Atom处理器做的低功耗服务器。每一家设计的都是针对自己独特的应用，效果都不错，对我们业界来说是很好的参考。
2009年底，我们立项要做低功耗的项目，选择了当时我们掌控的比较好的CDN系统。CDN因为对数据的安全性要求不是太高，毕竟上面都是缓存，数据丢了就丢了，全局系统可以随时把坏掉的节点切走，对用户的影响低，所以这个低功耗服务器就专门针对CDN应用进行定制。这中间经历了很多事情，整个过程并不很顺利，最终成功弄出来，也要感谢很多参与的厂商，像威盛，Intel，还有超微。总之我们最终还是把这个基于Atom的服务器用起来了，而且性能优化效果目前跟其他的Intel处理器相比，效果是最好的。
低功耗服务器做出来之后，我们希望在业界有更多应用，因为绿色环保嘛，所以就把这个项目开源出来。刚才你不是提到Facebook的OpenCompute项目吗，这个项目在低功耗方面的内容其实是比较缺的。我们跟他们开过电话会议，看是否能够将我们的这些规格、CDN应用的测试数据等文档都放到OpenCompute项目里面去，不过因为种种原因，一直没有落实。后来我们就想，其实可以自己建一个绿色计算的网站greencompute.org，这样自由度更大一点。当然这个以后也是可以跟OpenCompute合作的，我们的文档放他们那边或者做个链接过来，我们这边也介绍OpenCompute项目，这些未来可能性都存在。
其实低功耗服务器在整个绿色计算里面只是一个小环节，服务器还包含高性能服务器，服务器之外还有网络设备，机架，直流供电的电源，到整个数据中心的设计，都应该是绿色计算的范畴。而且我们现在定制的只是一款Atom D525的机器，实际上低功耗也可以有很多款机器的。所以现在我们做的只是其中很小的一部分，分享出来，也是希望大家都能参与进来，尤其是也在关注绿色数据中心的互联网企业。如果大家都能参与进来，对业界会是一个很好的促进。我们现在跟业界同仁已经在联系这方面的事情，目前正在进展中。
51CTO：希望GreenCompute能够成为国内的一个标准吗？
章文嵩：其实这个也没有国内国外的差别，我们这个低功耗的项目也有英文的文档，无论是国内还是国外的同仁拿去借鉴参考，我们都很高兴。找国内的同仁们主要是在语言交流方面的成本比较低，会更容易做一些，其实本身这个项目是没有任何国界的。
51CTO：您对底层系统工程师有什么建议吗？比如未来三年需要掌握哪些技术之类的。
章文嵩：说实话，我没有那么好的预见性啦。我自己觉得，做系统，或者做基础架构设计，最重要的是先去了解业务的需求。整体的需求是怎么样？访问的特点是怎么样？很多时候要去做取舍。我们设计架构的，或者设计系统的，或者哪怕是优化，很多时候都是做取舍的过程。对这个应用来说，什么是最重要的？我要抓住最重要的，而那些不太重要的，我就简单的做，或者不怎么做。把最主要的抓住，就能够针对每一个应用把性能做到极致。尤其是规模特别大的系统，哪怕我性能只是优化了1%，那么对于1万台机器的环境，这就意味着可以节约100台。规模足够大的环境，这种优化值得去很深入的做。你的规模有多大，决定了你的研发成本是否值得——这个过程本身也是要做取舍的。
我在大二的时候，帮老师写过一个Huffman压缩算法，当时就觉得，这个Huffman压缩算法真棒啊，它把高频度的用很短的字节表示，出现频度低的就用较长的字节表示。它这个比以往的要优化很多，当时就给我很大的触动。其实我们在生活上也是一样的：什么是最重要的，我就会花最大的力气去解决。
所以在我看来，不存在放之四海皆准的事情。通用的方案在性能上一定会有损耗，而规模越大，越需要深入的做下去。
51CTO：所以对工程师而言，了解需求，发现问题才是最重要的，至于要学什么技术都是之后要考虑的事情啦？
章文嵩：是的。因为围绕一个问题去做，这种学习是比较高效的。碰到问题我要去解决问题，在这个过程中不断的学习，会成长的很快。
51CTO：那您能谈谈自己这一年个人发展的情况和感悟吗？
章文嵩：我个人发展啊？因为我们是做底层基础平台的建设吗，追求的目标其实有很简单的指标摆在那里的。首先是稳定性：4个9，5个9，或者更高？然后是性能：性能是否有更大的优化空间？再就是成本：成本是不是可以更低？几个维度的指标都在那里，我们要做的其实就是不断的优化。
有新的技术出来我们当然也很关注，好比我们很早就在研究PCIe的Flash Card，它在非易失性存储当中是最快的，比SATA接口的SSD还要快10倍。对新的硬件，新的架构和技术，我们是一直不断在学习的。
手机方面，我们也会研究如何能让手机平台的用户访问的更快，需要在后台做什么支撑，比如JS打包在Server端做掉，针对容易丢包的手机无线网络，我们在网络协议方面是否能做一些工作，这些我们也一直在关注的。
51CTO：好的，本次采访到此结束。感谢章文嵩博士接受我们的采访！