每年的春運都堪比一次人類大遷徙，10年前買回家的票都要搬個小板凳去火車站排隊，如果能買到還算是萬幸，再趕上一些人家住在小山村，還要到大站轉乘長途汽車。可以說，每次回家都是一次痛與樂并存的體驗。然而隨著科技互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，12306網(wǎng)上購票系統(tǒng)逐漸走進人們的視野，時至今日已經(jīng)成為主流的購票手段之一。
當12306走向云端 人們還在為買票發(fā)愁嗎12306算得上是世界上規(guī)模最大的實時交易系統(tǒng)之一，購票人數(shù)可能達到數(shù)億級別，意味著放票的時候你可能會同時遭遇上億的競爭對手。此時，網(wǎng)站的處理能力和實際訪問需求難以跟上，直接結果就是網(wǎng)站打不開或者系統(tǒng)不穩(wěn)定。起初，12306曾想過用分線路分時段的方法進行分流，不過效果并不明顯，畢竟用戶不會那么“自覺”的去分批買票。
乍看之下，12306有點像電商系統(tǒng)，車票就是售賣的商品，未出售的車票就是庫存。不過仔細與淘寶、天貓等電商網(wǎng)站對比之后，就會發(fā)現(xiàn)12306的業(yè)務屬性要復雜很多。例如，北京到上海的1461車次一共有30個�？空荆僭O一個人從北京出發(fā)，那么他可能選擇廊坊北到上海29個停靠站作為自己的終點站，所以單個1461車次，一次座位復用計算最多涉及30*（30-1）/2=435個商品（SKU）。如果再算上不同類型的車票（臥鋪、硬座和站票），則共有1305種產(chǎn)品�？吹搅税桑@可不是簡單的庫存疊加，還要結合一些人性化的因素。
在去年初的春運期間，12306網(wǎng)站的單次訂票交易平均響應時間為0.5秒、網(wǎng)站PV值日均超過400億次，在云端的查詢次數(shù)日均高達250億次。
如果要回溯12306的上云之路，還要從2014年說起，那時候12306就開始與阿里云的工程師探討如何把余票查詢系統(tǒng)放到云上。在之后的春運售票期間，12306將75%的余票查詢業(yè)務切換到了阿里云上。當時，主要考慮的是將業(yè)務系統(tǒng)在前端WEB以滿足高流量、高并發(fā)的需求。同時，云計算資源的伸縮性也能大幅節(jié)省成本支出，而將余票查詢（而非核心系統(tǒng)）托管在公有云上，還能避免敏感性資料泄漏，保護用戶數(shù)據(jù)安全。
“云化”后的余票查詢系統(tǒng)能夠做到按需獲取所需要的服務器虛機資源，可以動態(tài)調整網(wǎng)絡帶寬，利用這些可擴展資源，解決在高流量和高負載情況下，系統(tǒng)無法快速彈性擴展導致的性能瓶頸和系統(tǒng)崩潰。此外，兩地三中心混合云模式提高了12306的災備能力。
兩地三中心混合云
在子系統(tǒng)上云的一期改造之后，12306開始利用GemFire（Pivotal企業(yè)級大數(shù)據(jù)PaaS平臺的一部分）改造訂單查詢系統(tǒng)。在改造過程中，12306并沒有用傳統(tǒng)的Unix小型機，而是大膽的選擇了x86服務器，采用10幾臺X86服務器實現(xiàn)了以前數(shù)十臺小型機的余票計算和查詢能力，單次查詢的最長時間從之前的15秒左右下降到0.2秒以下，縮短了75倍以上。
Pivotal Gemfire分布式內存數(shù)據(jù)平臺是通過云計算平臺技術，將諸多X86服務器內存集中起來，形成一個資源池，然后將全部數(shù)據(jù)加載到這個資源池之中，進行內存計算。同時，為了提高災備能力，Gemfire還在集群中保存了多份數(shù)據(jù)，這樣當一個機器故障后，并不會影響整個系統(tǒng)的運行，也不會造成數(shù)據(jù)缺失。
GemFire架構12306在經(jīng)過Gemfire改造后，能夠通過客戶業(yè)務邏輯性和數(shù)據(jù)關聯(lián)性，將關聯(lián)性強的數(shù)據(jù)放置到同一個服務器節(jié)點，進而提升系統(tǒng)性能；同時，根據(jù)測試，可以得出結論，由X86服務器為基礎搭建的應用云平臺可以隨著客戶業(yè)務增長，增加服務器數(shù)量，能夠保持系統(tǒng)性能隨著服務器增加幾乎保持線性增長。
經(jīng)歷了兩地三中心混合云架構應用和Pivotal Gemfire改造后，12306達到每秒至少支持10000 TPS以上，基本滿足高并發(fā)需求。通過GemFire多集群技術，實現(xiàn)多重的高可用性，確保高峰壓力和系統(tǒng)異常的情況下保證業(yè)務的持續(xù)性。
隨著數(shù)據(jù)中心計算、網(wǎng)絡、存儲性能的不斷提升，所承載的業(yè)務載荷也會隨之增加，公有云的靈活擴展優(yōu)勢顯著。不過倒票的黃牛黨也從線上跑到了線上，這就需要云環(huán)境不僅需要強大的基礎支撐，還要有智能化的抵御機制。舉個例子，12306后臺的沖突判別系統(tǒng)可以分析購票行為，包括監(jiān)測異常賬戶、地址遷移、漏洞篩查等，對一些高頻IP進行有效處理。
總的來說，云計算和大數(shù)據(jù)技術對于傳統(tǒng)業(yè)務架構的顛覆毋庸置疑，而阿里云和12306的牽手也算是一次成功的應用。未來，當智能化手段更多地賦能于日常生活的方方面面，人們也將受益于這種紅利，最終讓出行變得更加便捷和高效。
