作者 | 马超

责编 | 胡巍巍

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

近年来，红包大战堪称是新春佳节中最精彩的开年大戏。

2015年腾讯以超过5000万元的天价，拿下央视春晚独家合作权，一夜之间为微信支付带来1亿多张新增银行卡绑定，仅用一天就完成支付宝几年走过的道路，被马云称为阿里史上的珍珠港事件，自此也开启了互联网巨头春节红包营销的序幕。

2016年春晚，支付宝砸下2.69亿夺得央视春晚的独家合作权，并创造史上最经典的集五福红包玩法，当年支付宝宣布向全国观众豪派8亿元红包，除夕当天，支付宝上加好友、换福卡、发红包的次数达到677亿次。

而2020年春节，快手早早就与央视春晚达成独家合作关系，本以为今年红包大战的C位已经没有悬念，但是阿里突然在1月11日宣布成为淘宝春晚独家电商合作伙伴，虽不发红包，但是阿里带来了10亿元的购物补贴，并将抽取5万名消费者清空购物车，为红包大战再添了一把火。

而今年令人纠心的疫情，也必将使线下活动有所减少，同时也会增加线上活动的热度，这些客观因素都必将使今年的红包大战更具看点。其实从技术角度讲红包大战最大的看点是云计算。

抢红包背后的技术看点之一：分布式架构

如果想承接抢红包这样一个短时上亿并发量的场景，即便是世界最强超算也力不从心，所以这就要求红包系统首先要满足分布式架构的需求，而分布式系统也有一个重要的原则CAP定理。

CAP定理：是指在一个分布式系统（Distributed System）中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（Partition tolerance），呈不可能三角关系，既三个目标只能同时做到两点，不可能三者兼顾。

其实CAP定理并不难理解，因为如果满足一致性、高可用性，那么一旦集群内有节点故障，为保证数据一致，必将使系统整体陷入中断。

如果既满足可用性、又满足分区容错性，那么必然存在某个节点在系统对外提供服务时出现宕机，而这时各节点的数据一致性，又无法完全保证。

结合红包系统的需求分析，系统可用性肯定是要首先保证的，如果真是春晚当天页面无法访问，那恐怕营销不成，反而会让用户路转黑了。

而且在大流量的冲击下，节点故障也是难免，因此分区容错性也需要保证，这样看来，能稍微放一放的只有数据一致性，因此从这个角度上讲，红包的总额必然会围绕期望值上下浮动。

目前分布式系统交易分发，一般有两种方式，一是哈希法，将服务请求序列化后计算哈希值，然后根据这个哈希值将请求分配到不同的节点上，当然直接把请求按照顺序循环发送集群内的服务器，也可以看作是哈希法的变种，不过这会使入口处的负载设备成为瓶颈。二是将所有请求人为分成几份，每个集群只处理自己接到的请求，以此为降低入口流量的压力，但这样的缺点是，很难将请求平均分配。

抢红包这样的系统，只能将以上两种方案结合。首先根据历史经验，将交易量相量的地区结合，分为一组，比如北京、天津和辽宁、长春分为一组、上海、苏州、南京分为二组等等以此类推，与之对应的云集群，都有自己独立的红包额度，也只处理发给自己的请求。这样能避免入口的瓶颈，也尽量平均分配了请求的处理量。

接下来每个集群，也会将额度分配给内部的服务器，然后每个服务器会将自己库存范围内的请求，直接标志为成功，并在自己库存范围的基础上，还会多预留一定比例的需求为待定，待统一减库存后再确定能否待请求能否成功。

从分布式的角度来看，分区域与分库存是系统设计的基础环节，而接下来要做的就是上云了。

抢红包背后的技术看点之：云计算

2019年双十一，阿里宣布自身全部核心系统已经完成上云，这是一个非常惊人的成就，随着传统的软硬件分离，迭代的模式逐步显现出局限性，现今的应用越来越复杂，对算力的要求越来越高，而算法、软件和硬件的隔阂造成巨大算力的浪费，已经无法满足在超大规模计算机场景下，提升IT计算效率、降低计算成本的诉求。

这时“云”的价值开始体现，但是云时代软件开发的方法论与模式，与之前时代完全不同，因为云最大的特点就是可持续交付和微服务化，完全上云不但有巨大的好处，也意味着巨大的挑战。

分布式与云计算就像一对孪生兄弟，必须要结合使用才能发挥出最大的价值，分布式系统的各节点最好都是整齐划一，这样调度成本都可能会降到最低。

而如果出现有的节点算力强，有的节点算力弱，那么受木桶原理制约，系统的性能就很可能被算力最弱的节点所限制，而云这种屏底层，向客户交付标准化硬件的技术，在分布式的架构下就会大显神威。

也恰恰是由于以上原因，我们可以看到参与这种红包活动的企业，往往都是纯线上企业，因此一旦企业有线下网点的布局，那么在参与红包活动时都需要考虑给网点的发起请求调高优先级，进行区别对待，这种非标标准的请求会让系统复杂度呈几何级数增长。

所以从云的角度上看，用户抢的不是红包，而是在各自区域请求中队列中的云资源。

国产云计算发展的坎坷之路

虽然“云”的好处很多，但是其发展并不算特别顺利，在十年前概念提出伊始，普遍不为人看好，甚至被某IT大佬戏称，“云计算只是新瓶装旧酒”，其背后的原因还是虚拟化层所耗的资源无法避免。

在阿里云创始人王坚院士，参加央视《朗读者》节目时曾表示，阿里云是工程师拿命来填的，因为第一个用电的人，第一个坐飞机的人也是拿命来填的。

这还真不是危言耸听，在成立最初几年，阿里云的年离职率高达60%以下，甚至在2012年阿里的年会上，王坚还因为看到了那些离开的同事，而失声痛哭。

但情况从2015年开始改观，阿里云在Sort Benchmark的排序竞赛中，仅用不到7分钟就完成了100TB的数据排序，打破了Apache Spark之前23.4分钟的纪录。

后又获得2017年中国电子学会颁发的科技进步奖之特等奖，这也是该奖项设立以来的首个特等奖。

接下来，神龙服务器和飞天操作系统的诞生，基本克服了云的弱点，并将云的规模效应发挥到极致。

神龙服务器：阿里云降低虚拟层消耗的秘决，在于神龙服务器这块完全自研的MOC卡，正是MOC的居中调度，让阿里神龙服务器不再使用宝贵的CPU资源进行虚拟化层的调度工作，从而大大降低云转换成本。

飞天操作系统：正所谓韩信点兵，多多益善，飞天能将百万级服务器连成一台超级计算机，还能有条不紊地通过云计算向用户提供计算能力。

我们看到在飞天的基础公共模块之上，有两个最核心的服务，一个是盘古，另一个是伏羲。

盘古是存储管理服务，伏羲是资源调度服务，飞天内核之上应用的存储和资源的分配都是由盘古和伏羲管理。具体见下图：

可以看到飞天中的众多模块都是以上古天神命名的，其中：

夸父：负责网络通信，由于飞天是要将众多服务器连接在一起的，夸父正是完成他们之间的通信功能。

女娲：与负责命名与协同工作，与神话中造人的工作不同，做为飞天中的唯一女性女娲负责将所有子模块的命名与协调工作。

盘古：负责分布式存储。

神农：负责监控，随时治病救人。

伏羲：负责任务调度及资源管理，这也和精通音律和伏羲氏有点渊源。

大禹：负责集群布署。

钟馗：负责安全，负责捉鬼。

在国产云计算行业，其它大厂也都有各自的特长，比如腾讯做为全球社区的巨头腾讯，其QQ类的社交软件，面对着比其它应用多出几倍的流量短暂时突发场景，在面对这样的问题时，以虚拟机为单位补充资源，会很浪费资源。

因此腾讯在容器化方面做了很多细节工作，以满足这种突发、短时的弹性需求。

而腾讯近期开源的TencentOS Kernel，在容器运行所需的资源调度弹性、系统性能及安全等层面做了很多优化，可谓是开源+“容器云”的典范。

未来：打开水龙头就能使用云

通过自主掌控的技术，国内的科技巨头，在云计算领域已经走向了世界的前列，通过云大幅提升计算效率，实现能够突破传统IT时代的算力瓶颈，凸显云计算的整体优势。

云正在与区块链结合成为Baas，正在与AI结合成为Aaas，云正在不断下沉，变成互联网时间的空气和水一样基础设施。

而未来我们可以不再关心云计算背后的细节，就像不用关心水是如何过滤、运送一样，打开水龙头就可以使用到云，未来云计算的发展空间和使用场景还会不断拓宽，未来可期，拭目以待。

【END】

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