オンラインショッピングから電車の切符まで、Taobaoと12306はなぜこんなに悪いのでしょうか?

【編集部注】12306列車の乗車券購入システムは休日になると必ず麻痺し、大きな影響を及ぼします。国慶節の前後、Sohu ITの「Ask 12306」が一連のレポートを行った。当時の鉄道システムの対応は、切符を購入する人が多すぎてデータ量が多すぎるというものでした。しかし、最近のタオバオダブル11プロモーションでは、総取引額は191億、注文数は1億580万件で、ワイヤレス決済は900万件近くありました。Alipayコアデータベースクラスターは41億の取引を処理し、285億のSQL文を実行し、15TBのログを生成し、1931億のメモリデータブロックにアクセスし、13億の物理読み取りを実行し、コアMySQLクラスターは1日あたり20億の取引をサポートしました。それに比べると、12306 列車の切符システムは本当に雲泥の差です。 12306 はなぜそんなに悪いのでしょうか?

Sohu IT「Consult 12306ウェブサイト」が一連のレポートを発表

1. タオバオの技術は称賛されている

先日終了したタオバオのダブル11プロモーションでは、ネットユーザーからタオバオの技術サポートが求められました。 Alipay DBA@dbatools によると、Taobao のダブル 11 の取引総額は 191 億で、注文数は 1 億 580 万件、ワイヤレス決済は約 900 万件でした。Alipay のコア データベース クラスターは、41 億件の取引を処理し、285 億件の SQL 文を実行し、15 TB のログを生成し、1931 億件のメモリ データ ブロックにアクセスし、13 億件の物理読み取りを実行しました。コア MySQL クラスターは、1 日あたり 20 億件の取引をサポートしました。

タオバオの技術スタッフの対応はネットユーザーを驚かせた。タオバオのダブルイレブンイベント開始から10分以内のアクセスピーク時にはショッピングカートとアリペイが開けなかったが、注文は生成され、日中はシステムは比較的正常に稼働していた。ダブルイレブン期間中、タオバオは技術サポートに加えて、ピーク時の注文を最優先にしたり、後払いを可能にしたり、大口注文を優先したりするなど、多数の運用およびメンテナンス戦略サポートも提供します。

Taobao は、ウェブサイトの高負荷を実現するためにどのような技術アーキテクチャを使用していますか? Taobao の技術者によると、Taobao の全体的なアーキテクチャでは、次の対策を使用して対処しています。1. ステートレス アプリケーション (Taobao セッション フレームワーク)、2. キャッシュの有効利用 (Tair)、3. アプリケーション分割 (HSF)、4. データベース分割 (TDDL)、5. 非同期通信 (Notify)、6. 非構造化データ ストレージ (TFS、NOSQL)、7. 監視および早期警告システム、8. 統合構成管理。 (http://server.51cto.com/sCollege-365024.htm より抜粋)

2. 12306のウェブサイトが批判された

タオバオの強力な技術力は、チケットが入手困難なチケット予約サイト12306を人々に容易に思い起こさせます。12306サイトでチケットを購入するのが難しいという問題は、ほぼ全員の共通認識となっています。元Alipay建築家のFeng Dahui (@Fenng) によるこのWeiboの投稿では、12306のアカウントが明らかにされており、非常に興味深いです。

馮大慧氏の計算方法によると、アリペイは11月11日だけで1億580万件の取引リクエストを処理したが、12306は1日で166万件の取引（チケット発行）しか処理しておらず、主に8時のチケット発行開始後の5分間に集中していた。結果から判断すると、12306は弱い。処理した取引量はAlipayより「2桁も低い」ため、依然として非常に脆弱だ。

馮大慧のWeibo投稿は、9月末に12306との論争で有名になった@caozによってすぐにリツイートされた。彼らの見解は似ているため、caozと馮は統一戦線と呼べる。もちろん、12306に対して憤りに満ちた多くの一般のチケット購入者も、感情的に彼らと団結している。

12306 のチケット購入システムを簡単に分析してみましょう。チケット転売業者によるチケット購入を防ぐために、チケット購入システムにはビジネス ロジックがあります。有効な ID カード 1 枚で、同じ列車番号と同じ旅行日のチケットを 1 枚しか購入できません。したがって、チケットの購入は次の 4 つの操作に簡素化されます。

1) 同じ日に同じ列車に空席があるかどうかを確認する

2) この有効な身分証明書が同じ日に同じ列車のチケットを購入するために使用されたかどうかを確認する

3) チケットに記載されている座席が予約済みである

4) チケットを購入していない場合は、身分証明書でチケットを予約してください。

12306 の Web サイトでチケットを購入する手順は次のとおりです。

1) ユーザーはブラウザを通じてシステムURLにアクセスする

2) インターフェースクラスタ F5 は要求を特定のノードに転送し、ユーザーデータベースの内容を比較して ID 認証を実行します。

3) 認証が成功したら、チケット予約プロセスに入り、チケット注文を送信します（クエリプロセスについてはここでは説明しません）。インターフェイスに「お待ちください」と表示されます。

4) 予約メッセージがバス コンポーネントに送信されます (インターフェイスは、Web サービス、RMI、またはカスタム プロトコルにすることができます)

5) バスはチケット予約メッセージを受信し、キャッシュクラスタ内の関連する列車番号を照会する。

6) キャッシュは保持している乗車券残数テーブルに基づいてクエリ結果を返します。乗車券が残っている場合は、7) に進みます。チケットがない場合、バスはインターフェース クラスター「チケットなし」を返し、インターフェースはユーザーに明日再試行するように促します。

7) チケットが残っている場合、バスはインターフェース クラスターに「チケットを発行中です。お待​​ちください」と戻り、チケット予約要求をキューにプッシュします。そして、チケット要求をキューに追加するように CACHE に指示するメッセージを Cache に送信します。

8) キャッシュは、バスの待ち行列が 1 つ増加したというメッセージを受信すると、保持している対応する列車の残りのチケットの数を 1 つ減らします。

9) バスの別のスレッドは、キューからメッセージを取得し、チケット発行コンポーネントに送信する役割を担います。

10) チケット発行コンポーネントは予約結果を生成し、データベースを変更し、「予約成功」メッセージをバスに返します。

11) バスはチケット予約成功メッセージをインターフェース クラスターに直接返します。

12) ユーザーは予約結果を確認します。

3. タオバオと比較すると、12306ウェブサイトには独特の技術的難点がある

1) 列車のチケットは競争力のあるリソースです。 Taobao の取引は比較的個別的で、何千もの販売者に分散しており、同じ販売者からの同じ商品の同時購入は特に多くありません。したがって、データ アクセスで同じデータをロックしても、ボトルネックはあまり大きくなりません。この点では、電車のチケットを購入する方がストレスになります。主な理由は、お粥よりも人の方が多いからです。何千、何万人もの人が1枚の列車の切符をめぐって争っています。列車の切符を買うための殺到は、タオバオのフラッシュセールに匹敵するだけですが、ネットユーザーがフラッシュセールに参加しても、商品をうまく購入することは困難です。

2) 鉄道チケットのリソースは不足しており、数万のオフラインチケット購入場所や電話予約と相互に排他的である必要があります。すべての列車のチケットは固有であり、オンラインチケットは数万のチケット購入端末の 1 つに過ぎず、他のチケットシステムとデータの一貫性を維持する必要があります。 Taobao の商品の場合は、在庫レベルを確認するだけで済みます。大まかな例を挙げると、電車の切符の需要と供給の関係は1:10であるのに対し、タオバオの商品と消費者の需要と供給の関係は10:1である可能性があります。技術革新では、特定の商品の深刻な需要と供給の不均衡という根本的な問題を解決することはできません。 Taobao の商品には当然グローバル一貫性の問題がないため、技術的にパーティション最適化を実行するのははるかに簡単です。列車のチケットの売買の各トランザクションは、チケットが存在するかどうか、人が複数のチケットを購入したかどうかなどをチェックするために相互に排他的である必要があります。この観点から見ると、チケット販売の技術的な難しさははるかに大きく、世界的な問題であることがわかります。

3) 列車のチケット情報はリアルタイムで更新されます。ネットユーザーによるすべての操作は、新しい列車のチケットのステータス情報をリアルタイムで生成するために、バックグラウンドでチェックされる必要があります。プロモーション期間中、Taobao の商品在庫情報は不正確になります。これは、サーバー側が主要なパフォーマンスを犠牲にして妥協した結果です。しかし、列車のチケットを予約する場合、在庫情報はリアルタイムでなければなりません。鉄道部は、2012年の春節旅行シーズンに毎日約2,000組の列車を手配し、座席数は約400万席です。座席ごとにチケットの購入方法が異なる場合があるため（列車のチケット代理店、電話予約など）、すべてを計算する必要があります。事前販売は10日前に行われ、400万点の商品が同時に提供されるTaobaoのフラッシュセールイベントに少し似ているはずです。

4) チケットビジネスの複雑さは、商品情報とは比較になりません。投票用紙の最大の問題は直接アクセスではなく、列車の乗り換えです。列車の乗り換えがある限り、計算量は指数関数的に増加します。例えば、上海から西安へ行く場合は、鄭州で乗り換えることができます。しかし、システムが計算しているときに、「上海-北京-西安」というルートが表示されます。このルートは選択されていませんが、コンピューティング リソースを消費します。2,000 のルート + 臨時車両 + 乗り換え、さらに即時の同時実行も問題です。

5) 12306 ウェブサイトのチケット システムに関する問題。 12306 ウェブサイトは孤立したシステムではありません。最適化できる領域は数多くありますが、最大のボトルネックは、全国のチケット販売店や鉄道駅と共有されているチケットシステムでしょう。実際の列車チケットデータベースは鉄道システム内に独立して存在しており、この鉄道システムの応答が遅いことが、12306 Web サイトの速度低下の主な原因です。したがって、最大の問題は負荷の同時実行の問題ではなく、古いチケット システムの問題である可能性があります。発券システムではチケットが突然発売されるが、チケットによっては全員で共有するには数が足りないため、人々はチケットを奪い合うという中国式の商習慣に頼らざるを得ない。そのため、チケットが発売されると、何百万人、あるいは何千万人もの人々が殺到して確認し、注文することになります。わずか数十分で、ウェブサイトは数千万回のアクセスを受ける可能性があり、これは恐ろしいことです。 12306のピークアクセスは10億PVで、朝8時から10時の間に集中し、ピーク時には1秒あたり数千万PVに達すると言われています。これには段階的かつ包括的な改革が必要です。

6) チケット予約に関する特有の問題。従来のチケット販売システムの複雑な側面の 1 つは、さまざまなチケット予約ルールです。どの都市やフェスティバルにも複雑なチケット予約ルールが多数あり、その結果、最初の 10 日間は空き席がないのに、最後の 10 日間にはチケットが大量に余ってしまうという状況が頻繁に発生し、すでに不足しているリソースがさらに圧迫されます。

4. 結論: タオバオのウェブサイト最適化技術は、12306のウェブサイトにはほとんど適用できない

タオバオのウェブサイト最適化技術は、多くのキャッシュ技術と分散戦略を採用しており、列車のチケットの状態はリアルタイムで計算され、更新されます。キャッシュはウェブサイトのフロントエンドの問題のほんの一部しか解決できませんが、人々がチケットを奪い合い、チケットの発行が遅いという根本的な問題を解決することはできません。

相談12306第5号：システムが限定されており、セキュリティの脆弱性レベルが高い

相談12306 パート4: 製品設計チームの経験不足

12306との協議その3：大きな抜け穴により数億人のユーザーの情報漏洩につながる可能性

12306との協議第2部：システムがオープンでなければ、3億元の投資が無駄になる可能性がある

専門家相談12306：ビジネスモデルから製品設計まで、プロではない

原題: オンラインショッピングから電車の切符まで、Taobao と 12306 はなぜこんなに悪いのか?

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