只有懂行的才知道12306有多強大
探秘12306監控中心 | 最高日訪問量1500 億次，12306到底有多牛
每年的高考、國考、春運，被稱為中國的“三大全民參與活動”。其中，尤以春運涉及的範圍最廣，關注最多。
時至年關，春運出行必備的12306，再次成為人們使用頻率最高的APP之一。從春運車票開售的那一刻開始，在外打拼的人們夜以繼日地點擊著刷新，期待訂票成功那一刻的到來。
但是，熱門方向、熱門時段、熱門車次的需求量巨大，難以滿足所有人的購票需求，延伸出了不少人對於12306的疑問——為什麼我就搶不到票？在前些年12306多次出現系統不穩定的情況時，中國鐵路總公司（現為國鐵集團）備受關注。
其實，12306系統的複雜性遠超外界想象——在SKU（商品存貨）數量計算難度遠大於淘寶等電商的情況下，還要每天完成超過1500萬個訂單，並承受近1500億次的點擊。
“天天‘雙11’。”是12306內部人士自嘲的“口頭禪”，但也是現實的寫照。
春運首日（1月10日）,《中國經濟週刊》記者走進了鐵科院12306全路客票系統監控中心，對12306的“秘密”一探究竟。
12306全路客票系統監控中心監控大屏。《中國經濟週刊》記者 周琦 攝
庫存複雜性遠超淘寶、京東
12306系統到底難在哪兒？
在提出疑問的網友中，不乏軟件工程師，甚至還有人表示，只要40臺服務器、2個架構師、4個程序員，就足以開發出和12306類似的網上購票系統。
但實際上，12306的庫存複雜性比淘寶、京東等電商高很多倍，運算量也大得多，傳統的分佈式數據庫、緩存、負載均衡技術，並不能滿足12306的需求。
一位淘寶前資深工程師曾對此有過非常詳細的分析。
在電商平臺上，每個商品對應一個SKU，有人購買1件，庫存就減1。而12306的特殊性在於，火車票是一種動態的SKU，計算起來的數據量可能是普通電商產品的數百倍。
以北京西到深圳福田的G71次高鐵為例，共有17個站、3種座位。表面看起來是3個SKU，即G71商務座、一等座、二等座，但實際上，G71次高鐵有408個SKU。
原因很簡單：從北京西站始發的車票，後面有16個車站，即16種不同的車票；涿州東站是第二站，有15種不同的車票，以此類推，單以上下車的站來計算，G71次高鐵就會有16+15……+2+1=136個SKU，而每種票對應3種座位，一共是408個商品。
12306全路客票系統監控中心內的車票發售時間表。《中國經濟週刊》記者 周琦 攝
也就是說，如果旅客購買了一張北京西站到涿州東站的車票，G71次高鐵的SKU要減去16；而如果購買的是北京西站到深圳福田站的車票，則要減去136個SKU。
以上只是SKU的減值。若旅客購買的是短途票，如北京西站到涿州東站，則在SKU減去16的同時，還要增加涿州東站到之後各站、之後各站相互間的SKU，即增加120個SKU。
若再疊加當前的選座功能（A、B、C、D、F），計算數量可能還要再翻倍。而這些計算數據，需要在大量購票者搶票的數秒，甚至數毫秒內完成。
對於上述計算方法，鐵科院12306技術部技術總監楊立鵬在接受《中國經濟週刊》記者採訪時說，車票在出售時會引發非常複雜的連鎖的變化，是鐵路業內獨有的情況。因此，12306在設計時，首先是要考慮到鐵路部門的業務需求，“鐵路要支持沿途不同的旅客出行。尤其是一些停站特別多的車次，有的車要運行70多個小時，一列車可能正常是拉1000多個旅客，但實際上不同階段、不同區間的可發售的車票，要遠超過這個數值。”
楊立鵬介紹，車票售出後數據的變化，對12306系統的壓力考驗非常大，鐵路部門通過採取數據的分析預測，根據不同的運力需求和運營安排，提前安排相應車票的發售等方式，緩解壓力。“鐵路部門從1996年到現在，通過20多年的技術積累，採取了一些獨有的技術方案，解決了這個問題。”
例如，將車票分時段銷售，就大大降低了同一時段的數據壓力。12306的放票時間，已從最初的一天4個放票時間點，增加到10個，再到現在每天21個放票時間點。
12306全路客票系統監控中心監控大屏，風險請求佔比超過一半。《中國經濟週刊》記者 周琦 攝
高峰日平均1秒承受170多萬次點擊
作為全球交易量最大的實時票務系統，中國鐵路客票系統平均一年售出30億張火車票，這些火車票首尾相接可以繞地球7圈。
鐵科院12306技術部副主任閻志遠介紹，目前鐵路售票中，互聯網銷售佔全渠道的80%以上，其中手機客戶端佔互聯網售票的78%，網頁端佔互聯網售票的22%。
在2020年春運以來的發售量最高日1月3日，鐵路部門全渠道售出1637萬張，其中網絡售票佔比88%。
在車票絕大多數通過互聯網渠道售出的過程中，12306系統的穩定運行，是絕對的工作核心。
據鐵科院首席研究員、12306技術部主任單杏花介紹，2020年春運期間，12306在高峰日網絡點擊量高達1495億次。
也就是說，12306在高峰日平均1秒就要承受170多萬次點擊，大概相當於每個中國人每天在12306上點擊了100次。
12306面臨的流量壓力，可想而知。一名IT工程師在聽到《中國經濟週刊》記者轉述的這組數據時，表示自己很難想象，“即便是百度，也很難有這樣的點擊量，可以說是一組天文數字。”
作為對比，2019年淘寶的訂單創建峰值，是54.4萬筆/秒。Trustdata的數據顯示，淘寶APP 2019年“雙11”當天的日活躍用戶為4.76億。
若以此計算，12306的最高訪問量，相當於淘寶“雙11”當天活躍用戶每人點擊超過300次。
對此，楊立鵬自嘲道，12306系統面臨的，基本上是“天天被秒殺、天天被搶購、天天‘雙11’”。
鐵科院首席研究員、12306技術部主任單杏花介紹12306相關情況。《中國經濟週刊》記者 周琦 攝
“組合拳”打擊惡意刷票
值得注意的是，如此高的點擊量中，風險請求的佔比非常高。
1月10日上午，12306全路客票系統首次面向媒體開放。監控屏幕顯示，截至當日上午9點，12306收到的風險請求訪問佔比已達52%，每秒的風險請求高達82.12萬次。不斷滾動的風險攔截報警，則詳細記錄了風險請求的IP地址和來自的省份。
閻志遠說，12306從2018年開始構建風控系統，通過識別包括瀏覽器、IP在內的一些異常行為予以攔截。“例如，正常旅客購票可能每次操作需要一秒鐘，而風險請求則可能達到毫秒級，對這種異常請求就會被風控系統攔截。當然，具體的攔截中，我們還有更多的考慮方面和識別手段。”
在這些風險請求中，來自第三方搶票軟件的請求，佔據不小的比例。
單杏花表示，其他網站提供的搶票服務，對12306系統造成了一定影響，鐵路部門因此在風控方面進行了研發，通過風控系統對一些異常行為進行攔截，來保證12306能夠運行穩定。“我們保障運行穩定的目的是什麼？是為了讓正常的旅客正常查詢、正常下單、正常支付，更好保障售票的公平公正。避免出現一些加價、價高者得，避免出現一些退票、退手續費情況，讓旅客受到損失。”
除了通過風控系統防範，鐵路部門還打出了“組合拳”，通過“候補購票”，讓刷票軟件存在的意義大打折扣。
“自2019年12月12日開售春運車票以來，鐵路12306售票系統候補購票訂單兌現累計582.6萬筆，車票723.7萬張，兌現率達76.8%，減少了旅客反覆查詢次數。”單杏花說。
近年來，12306上需要進行“圖片識別”的請求已大大降低，也是得益於這套“組合拳”。
此外，雲技術的運用，也大大保證了12306系統運行的穩定性。
從2014年開始，12306把網站訪問量最大的查詢業務分擔到“雲端”。2016年，12306進一步擴大了雲端容量，幾乎所有查詢訪問都在雲端進行。
楊立鵬接受《中國經濟週刊》記者採訪時介紹，12306通過採用公有云和私有云相結合的模式，提高12306的數據處理能力。“在日常情況下，國鐵集團和鐵科院兩地各有一個數據中心，採用自有資源來提供售票服務。在節假日等高峰期，出於經濟性等各方面的更考慮，採用公有、私有結合的混合雲技術來提高服務能力。”
單杏花補充說，12306是一個彈性和擴展的架構，核心數據只在核心部位，擴展的功能則可以用一些外延的服務器，或者和公有云開展合作，“這些跟整個核心部位是不交織的，相互之間可以不影響。”
閱讀更多 壯志凌雲1977 的文章
