建站技术

12306网站曾被认为是“全球最繁忙的网站”，在应对高并发拜访处理方面，曾备受网民诟病。因而记者在第一时间联络到一位对12306改造十分重视的技能架构师，他从技能的视点，用科学证明的方法，指出缘由地点，并依据他的经历进一步阐明12306是怎样完结高流量高并发的关键技能，与咱们同享。以下为正文：

前语：

12306互联网售票体系在2011年下半年开端上线运用，但在2012年春运期间引发无数的争议。在2012年春运后，12306项目承接单位与多家IT公司联络，通过屡次证明和POC 测验， 终究引进散布式内存运算数据办理云渠道 - Pivotal Gemfire做试点，用以进步12306体系功用，处理“高流量和高并发“的难题。

高流量高并发是指某特定时间段的海量恳求，依据曩昔的经历规律，高并发是指拜访流量是往常流量的 3-5倍;但因为互联网和移动设备apps的遍及化，电商网站的促销形式“11.11“，或是厂商的“饥饿推广“，都会衍生“秒杀“表象。所以曩昔的经历规律用到12306春运售票体系，往往是远远低于实践的的流量。例如，12306往常一天的PV(page views)值大约是在 2500万到 3000万摆布， 在2015年春运顶峰日的PV值是297亿，流量添加1000倍，这么海量的恳求，假如不能在短时间内动态调整网络带宽或添加效劳器数量，就会形成网络堵塞或是效劳器功用无法满足要求，乃至使全部体系不稳定。

12306生长之路

短短的3年，从2012年春运到2015年春运，12306网站从10亿的PV(page views)值添加到297亿PV值，PV值生长 30倍;网络带宽从 1.5G调整到12G，带宽生长8倍;而12306的售票量从110万添加到564万 ，生长5倍。出票处理能力从 每秒200张进步到 每秒1032张，也是5倍的生长。

PV值的添加是与放票的次数和可出售的票量有联络，例如，2015年PV值是2014年的2.3倍, 缘由是放票次数多了5次“秒杀”，别的添加12% 的售票量。由此可见，互联网流量PV值的添加速度远远高于售票量添加的速度。

高流量除了代表网络简单形成堵塞以外，体系效劳器也会面对更高的CPU负载，在此状况下又该怎样应对呢?是挑选依据本来体系结构上采购更贵重的硬件做“scale up“晋级呢 ?仍是挑选采购低成本的x86效劳器，进行”可拓展云渠道架构“ scale out的改造计划呢?12306互联网购票体系的改造给咱们一个极好的事例参阅，也让政府单位和公司进一步了解了详细是怎样完结的。

12306改造的关键技能– 树立可弹性拓展的云运用渠道

2015年12306网站顺利过关，没有“瘫痪”，是值得庆祝的。依据互联网上的新闻，中国铁道科学研讨院电子核算技能研讨所副所长，12306网站技能负责人朱建生说，为了应对2015年春运售票顶峰，该网站采纳5项办法：一是运用外部云核算资本分管体系查询事务，可依据顶峰期事务量的添加按需及时扩大。二是通过双基地运转的架构，体系内部处理容量扩大一倍，可靠性得到有效确保。三是对体系的互联网接入带宽进行扩容，并可依据流量状况疾速调整，确保顶峰时段旅客顺利拜访网站。四是防备歹意抢票，通过技能手段屏蔽抢票软件发生的歹意流量，确保网站健康运转，保护互联网售票秩序。五是拟定了多套应急预案，以应对突发状况。

“运用云核算资本“，“按需及时扩大“和”疾速调整“，这几个字眼是12306改造的精神，其中心即是要树立一个从下到上全面“可弹性拓展的云渠道”。底层的硬件架构要支撑可弹性拓展，上层的运用体系架构也需求支撑可弹性拓展。

1. 在曩昔数年，云核算的根底架构虚拟化现已十分成熟，也日益遍及布置;当网络堵塞时，能够动态添加带宽，当效劳器 CPU抵达高位时，能够疾速从资本池获取虚拟机资本来分摊负荷。 “软件界说的数据基地“ 能够轻易完结这些弹性性拓展的装备。

2. 当客户将底层的架构都虚拟化后，网络设备，Web效劳器，运用效劳器都能够做“弹性性”的拓展;但遇到一个难点即是“12306的运用体系结构”无法支撑可弹性拓展。缘由是联络型数据库Sybase无法支撑“运用体系”的弹性拓展。

3. 客户在曩昔数年现已投入大笔经费在IT方面的建设，但“体系结构计划”仍是沿袭10几年前的三层计划，并且每年都在本来的根底上做不断的晋级。当事务不断生长时，数据量也跟着生长，功用不断添加， 但体系功用越来越差。客户该怎样挑选呢 ?是 scale up? 仍是 scale out ?

为啥挑选Pivotal Gemfire构建12306的云运用渠道?

要处理12306春运时高流量高并发的疑问，假如单靠硬件晋级处理的话，可能需求扩大数十倍的硬件效劳器。但在春运以后，又该怎样处理效劳器过剩的疑问呢?

要真实处理“高流量，高并发“的难题是需求从软件和运用体系层面动身，唯有完结“可拓展的运用云渠道架构”，灵敏和疾速热布置的机制，才是真实处理高并发拜访的底子。

在通过屡次证明和POC测验后， 12306 终究挑选Pivotal Gemfire作为体系改造的渠道，其主要缘由如下：

1. 相关数据节点计划：能够依据客户的事务逻辑特性和数据相关性，将相关性强的数据放置于同一个效劳器节点，进步体系功用，防止散布式体系效劳器的频频数据交换。

2. 将数据移到内存：因为数据是放在内存里边，屏蔽传统数据库频频拜访， CPU与数据库的交互作用，影响效劳器功用。内存的数据交换速度远高于磁盘速度上千倍， 极大进步体系功用。

3. 拓展和弹性性：以Gemfire构建的运用云渠道，是以 x86 PC效劳器为主的硬件根底。在确保体系的功用下，此渠道能够跟着客户事务的生长来恣意分配x86效劳器的数量，防止以后贵重的硬件晋级带来的困惑。经POC测验成果显现，全部体系功用可跟着效劳器的数量的添加完结简直线性的生长。

4. 数据可靠性：在同个集群里边能够有多个数据节点备份，数据能够主动同步，或是将内存数据耐久化到硬盘或是数据库

5. 跨地域的数据散布或同步 ：能够透过“广域网”将指定的 Gemfire集群的内存数据“实时同步”到异地的数据基地。这是归于“运用层”的数据同步异于传统的“数据库”同步。

6. Pivotal Gemfire运用 x86 PC效劳器，其性价比远远高于 Unix 小型机。

在后续章节，以12306为事例做进一步剖析，运用Pivotal Gemfire会给12306带来啥优点。