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无锡开发票瑞丰财税公司拥有一批既能熟练掌握会计核算要求，无锡开发票又能精通税法的高素质的从业人员Facebook的庞大帝国需要存储的数据时刻都在不断爆炸。比方说，现在它每天要分享20亿张照片，而且需求还在不断增加，唯有靠不断建设扩充存储和数据中心才能满足。
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此前我们曾多次介绍过Facebook的数据中心（见Facebook新数据中心揭秘、再探Facebook数据中心），包括俄勒冈的Prineville、北卡罗来纳州的Forest和瑞典的吕勒奥以及爱荷华州的阿尔图纳拥等不仅如此，Facebook还大量采用自己自家的技术来搭建，并且把这种经验开放出来跟大家共享。这里面最先进的是最新的阿尔图纳数据中心，它采用了由廉价交换机组成的网状连接交换架构来提升性能，Facebook称之为下一代的数据中心—Data Center Fabric。
上述解决方案对于提升数据中心的网络性能、降低成本以及提高能效起到了非常关键的作用。但是对于存储需求的不断增加却没有办法，需要Facebook研究其他的应对措施。近日，Facebook揭秘了自己的cold storage system存储系统是如何解决这个问题的。
顾名思义，cold storage（冷存储）存放的就是不常使用的数据，比如说几年前的历史数据。对于历史数据，传统的解决方案是采用带库、光盘等廉价介质来存储的，但是这种介质的缺点在于存取和访问速度太慢。Google不久前推出的云存储服务Google Cloud Storage Nearline较好地解决了这个问题。
设计原则
不过Facebook团队决定用全新的角度去审视问题，他们从头开始，以端到端的方式重新设计了软硬件。
1）节能降耗
在这套以存储为核心的Cold Storage System中，存储资源是按需启动的，同时摒弃了冗余发电机或备用电池等以提高能效。由于cold storage采用的是低端商品化硬盘，硬件方面的约束要求进行命令批处理要非常小心，并且需要牺牲时延以换取效能。其对物理盘的存取是以平均故障间隔时间为基础控制硬盘的忙闲度（占空比）的。
2）智能管理
由于前面为了省电降低成本舍弃了备用电，这就要求软件任何时候都能应对哪怕是最小的电力中断，避免出现数据丢失的情况。
此外，数据还要具备持久性并保证完整性。为了保证持久性，系统设计时每一层面都要考虑持久性，消除单点故障，以尽可能少的步骤恢复整个系统，Cold Storage甚至连单独管理元数据的系统都是可有可无。也就是说，数据本身即可自我描述，不需要借助外部就能够辅助进行恢复。这么做的原因在于cold storage是其他系统数据丢失情况下的最后一道防线了。
3）面向未来
考虑到Facebook的数据设计时还需要考虑未来。很多系统在规模扩大或者利用率上升时往往就会性能下降或出问题，所以Facebook的这套系统一开始设计时就得考虑如何避免这一问题。
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Facebook在Prineville的Cold Storage设施
基于上述考虑，目前Facebook已经在Prineville及Forest两个中心建设了两套cold storage系统，里面存放着数百PB（100万）的数据。不过如此的高容量其能耗仅为传统存储解决方案的1/4。而且跟一般系统不一样的是，这套系统的性能并不会随着规模扩大而下降，恰恰相反，系统越大性能反而越佳。最后一点值得关注的是，Facebook的这套存储系统采用了十分经济高效的冗余备份方式，可以以低于2的系数实现数据的备份冗余。从以上几点来看，作为一套半在线半离线存储系统，cold storage表现出来十分理想的特性。当然，要想发挥这套系统的效用，还需要Facebook开放计算体系如开放机架、网络、数据中心等其他组成部分的配合，一般人想学并不容易。
Cold Storage System的基础是Open Vault Storage。这是一套专门针对Open Rack（开放计算的机架标准）打造的简单高效的存储解决方案，它采用了模块化的I/O拓扑，2U机框可容纳30块硬盘（每托盘15块硬盘，横放而不是竖放），几乎可以与任何服务器互操作。Cold Storage就是在这样一套高密度的JBOD（Just a Bunch Of Disks ，磁盘簇）存储基础上修改而成的。
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Cold Storage机架
硬盘按需启动，电耗降到1/4
降低耗电是系统一开始的设计目标之一。据介绍这套系统的耗电极低，降到了传统数据中心的1/6。其手段之一是以空间换降耗。数据中心占地面积非常大，满容的情况下每数据大厅可支撑1000PB的存储容量。随着以后单盘容量的提升，其存储规模还可以进一步扩大。
同时由于cold storage system存放的不是活跃的生产数据，而是历史数据，所以Facebook把冗余电力系统（不间断电源、发电机、备用电池等）也撤销了，从而进一步提升了能效