12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)分析

1、12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)分析報(bào)告班級(jí)2011211306學(xué)號(hào)2011211261姓 名 門鑫摘要由于市場(chǎng)客運(yùn)的剛性需求和互聯(lián)網(wǎng)的普及以及信息化時(shí) 代的到來，12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)在鐵路客運(yùn)系統(tǒng)中扮演著越 來越重要的角色，成為了越來越多的人的訂票方式，該系統(tǒng) 的穩(wěn)定運(yùn)行也是人們能夠方便由行的保障。而由于鐵路運(yùn)力 的限制，越來越多的人不得不“搶票”。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 12306網(wǎng) 站最高有 日均14億的點(diǎn)擊量，這“ 12306”迅速也使得 12306成長(zhǎng)為網(wǎng)界上最繁忙的網(wǎng)站之一，14億次的點(diǎn)擊大軍， 直接導(dǎo)致了 12306系統(tǒng)的崩潰。對(duì)12306系統(tǒng)的分析和研究,有助于我們吸取其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)， 總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)。對(duì)

2、網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建一個(gè)可靠的 網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)滿足市場(chǎng)的需求，為用戶提供一個(gè)方便可靠的 訂票平臺(tái)。目錄JJJJJJJJJJJJJJ112306 系統(tǒng)概述,2用戶特點(diǎn)分析,.3系統(tǒng)架構(gòu)分析，,：4常見問題及解決方案分析5經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn),6 ，總、結(jié) , 1 ,1I ,1.12306系統(tǒng)概述中國(guó)鐵路客戶服務(wù)中心（英語(yǔ)： Sinorail Customer Service Center ）,俗 稱12306網(wǎng)站，是中國(guó)鐵路總公司下屬的信息服務(wù)網(wǎng)站，基于中國(guó)鐵道科學(xué)研究院所設(shè)計(jì)的“鐵路客票發(fā)售及預(yù)訂系統(tǒng)”創(chuàng)建。客戶通過登錄本網(wǎng)站，可以查詢 旅客列車時(shí)刻表、票價(jià)、列車正晚點(diǎn)、車票余票、售票代售點(diǎn)、貨物運(yùn)

3、價(jià)、車輛 技術(shù)參數(shù)以及有關(guān)客貨運(yùn)規(guī)章。鐵路貨運(yùn)大客戶可以通過本網(wǎng)站辦理業(yè)務(wù)。該網(wǎng)站于2010年1月30日（2010年春運(yùn)首日）開通進(jìn)行試運(yùn)行。用戶在該 網(wǎng)站可查詢列車時(shí)刻、票價(jià)、余票、代售點(diǎn)、正晚點(diǎn)等信息2。售票系統(tǒng)在北京時(shí)間每天23:00至次日7:00進(jìn)入維護(hù)，期間不提供服務(wù)。2011年1月19日（2011年春運(yùn)首日），中華人民共和國(guó)18個(gè)鐵路局（公 司）所在地也分別成立了鐵路客戶服務(wù)中心，并公布了服務(wù)熱線。2013年11月20日，12306新增支付寶支付通道。32013年12月6日，改版后的12306網(wǎng)站上線。新版網(wǎng)站增加了自動(dòng)查詢、 自動(dòng)提交訂單、有票提醒等功能，但是并未增加之前流傳的自

4、主選座等功能。2013年12月8日，12306手機(jī)客戶端正式開放下載。2014年7月10日，昆明鐵路局試行網(wǎng)購(gòu)車票快遞服務(wù)。旅客使用二代居民 身份證在網(wǎng)站購(gòu)票且不晚于列車開車前 36小時(shí)的，可自愿選擇辦理車票快遞服 務(wù)。服務(wù)區(qū)域內(nèi)暫定每件收費(fèi)17元，在網(wǎng)購(gòu)車票時(shí)與票款一并支付，每件不超 過5張車票，且限一個(gè)地址。車票送達(dá)時(shí)，收件人憑乘車人的二代居民身份證原 件（可自動(dòng)識(shí)讀）接收車票該系統(tǒng)在高度信息化的今天也成了越來越多的人主要的訂票方式， 越來越多 的人選擇了網(wǎng)絡(luò)訂票，而飛速增長(zhǎng)的用戶數(shù)量也使得12306成為世界上最繁忙的 網(wǎng)站之一，甚至訪問量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了淘寶京東等國(guó)內(nèi)知名電商平臺(tái)， 而這也在某

5、種 意義上意味著12306要面臨更大的挑戰(zhàn).首先整個(gè)售票系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，是一個(gè)高負(fù)荷、高并發(fā)的 云平臺(tái)，其規(guī)模甚至比淘寶大2至3倍，而且對(duì)于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求非常高。 光 是12306網(wǎng)站系統(tǒng)的日訪問量達(dá)到了 15億次，如果加上各個(gè)代售點(diǎn)和車站售票 系統(tǒng)，則高峰時(shí)段數(shù)據(jù)訪問層的并發(fā)量在千萬(wàn)級(jí)別。如此大的訪問和并發(fā)量，必 然要求系統(tǒng)具有非常高的穩(wěn)定性和健壯性。2用戶特點(diǎn)分析按照鐵道部公開的數(shù)據(jù)，12306注冊(cè)用戶大約在5000萬(wàn)，日訪問PV大約在 10億，每日網(wǎng)上訂購(gòu)票大約在 500萬(wàn)由于鐵路購(gòu)票的特殊性，該系統(tǒng)不同于普通的電國(guó)商平臺(tái)，其用戶數(shù)量在不 斷增長(zhǎng)，而且用戶需求為剛性需求

6、具體有以下兩個(gè)特征：1 .用戶查詢的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于訂票的需求（用戶總是先查詢?cè)儋?gòu)買）2 .定時(shí)發(fā)票可能催生秒殺，訪問量瞬時(shí)上升（如春運(yùn)搶票之類的客運(yùn)高峰）正是這幾點(diǎn)特點(diǎn)將12306系統(tǒng)同其他電商平臺(tái)區(qū)別開來，首先鐵路購(gòu)票的性 質(zhì)就和購(gòu)物不太一樣。雖然從表面上看都是一種購(gòu)買請(qǐng)求與金額交易的過程。事 實(shí)上，人們對(duì)于火車票的需求要比對(duì)于網(wǎng)上購(gòu)物的需求更加強(qiáng)烈，而且根據(jù)鐵總放票的時(shí)間來看，訪問的高峰基本就在放票的前后十幾分鐘。這對(duì)于整個(gè)購(gòu)票系統(tǒng)的承載能來來說無(wú)疑是一個(gè)非常巨大的挑戰(zhàn)，我們可以假設(shè)，雙十一當(dāng)天所有 的買家都在前后十分鐘涌入進(jìn)行購(gòu)買付款的操作請(qǐng)求，那么阿里巴巴的系統(tǒng)不免也要經(jīng)歷一次大的考驗(yàn)。

7、系統(tǒng)架構(gòu)分析,12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)是在鐵道部原有的聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)的，所以其 原有的數(shù)據(jù)架構(gòu)很關(guān)鍵，它直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。如果整個(gè)系 統(tǒng)全部進(jìn)行重構(gòu)那將是非常龐大的工程，這不僅涉及到整個(gè)架構(gòu)的重新設(shè)計(jì)、服 務(wù)系統(tǒng)開發(fā)，還有一個(gè)更繁重的工作就是所有火車站的售票系統(tǒng)和代售點(diǎn)系統(tǒng)都 將全部升級(jí)，正是因?yàn)?2306是在原有的架構(gòu)上增加和擴(kuò)展的，所以才有了目前 的種種問題?？傮w架構(gòu)首先此應(yīng)用是一個(gè)云平臺(tái)的典型應(yīng)用，系統(tǒng)按云平臺(tái)的思想分層設(shè)計(jì)，從上 而下分為三層，即：應(yīng)用層、數(shù)據(jù)訪問層、數(shù)據(jù)層。每一層之間是松散耦合。合數(shù)據(jù)訪問接口雄操作寫操作得每一層具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和伸縮性。每一層

8、內(nèi)部都是基于集群技術(shù)，分組部署, 每一組處理單元都是即插即用，可根據(jù)計(jì)算壓力動(dòng)態(tài)擴(kuò)充，其大致的結(jié)構(gòu)如下圖：數(shù)據(jù)中心1數(shù)據(jù)中心2數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)層X J教據(jù)中心注冊(cè)表應(yīng)用層：主要是指各種售票和訂票系統(tǒng)，主要有三種，如車站售票系統(tǒng)、代 售點(diǎn)系統(tǒng)及12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)。其中前兩個(gè)是 C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，后一個(gè)是B/S 應(yīng)用模式。其客戶端應(yīng)用服務(wù)器之間增加一個(gè)負(fù)載均衡服務(wù)，這有利于系統(tǒng)的并 發(fā)，可以有效地根據(jù)當(dāng)前用戶量和訪問情況自動(dòng)地分配相對(duì)壓力較小的服務(wù)器。數(shù)據(jù)訪問層：主要是將業(yè)務(wù)應(yīng)用與底層數(shù)據(jù)庫(kù)之間的操作接口專門獨(dú)立出來， 業(yè)務(wù)應(yīng)用訪問數(shù)據(jù)不是直接訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，而是通過數(shù)據(jù)訪問層進(jìn)行間接地訪問和 操作

9、。這樣的好處是可以解決數(shù)據(jù)訪問的并發(fā)瓶頸， 可以根據(jù)系統(tǒng)的壓力情況動(dòng) 態(tài)地調(diào)整和部署訪問層。數(shù)據(jù)層：根據(jù)車次和地域?qū)④嚧蔚挠嗥毙畔⒎謩e存儲(chǔ)在很多個(gè)數(shù)據(jù)中心上， 每一個(gè)數(shù)據(jù)中心是一組服務(wù)器。這樣將眾多的并發(fā)用戶根據(jù)查詢車次分散到多個(gè) 數(shù)據(jù)中心上去。從而降低單點(diǎn)壓力，提高整體的并發(fā)性能。如果數(shù)據(jù)訪問是一個(gè) 大瓶頸則可增加數(shù)據(jù)中心的節(jié)點(diǎn)而減小數(shù)據(jù)中心的粒度（也就是每個(gè)數(shù)據(jù)中心減少車次數(shù)量），可提高數(shù)據(jù)訪問的速度。詳細(xì)架構(gòu)系統(tǒng)整體按分層架構(gòu)處理，每一層都是可注冊(cè)、可插拔的體系，這種架構(gòu)的 好處是每一層都可以分層優(yōu)化，而互不影響。并能根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的情況對(duì)并發(fā)和訪問量過大的實(shí)體層進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，很容易提高系

10、統(tǒng)的并發(fā)和穩(wěn)定性。產(chǎn)百戢崗衢理署器目目自5目目載牙l再”*4kUji 門口 I百I "J11 ij吃青川 I 口 口口口 口口口II JY 口限胃度口庶若累 注朋去口口口口口口II 口 口|;敷娼中心注冊(cè)書數(shù)據(jù)中心】數(shù)據(jù)中心n數(shù)據(jù)中心2由數(shù)期從數(shù)期5卷?yè)?jù)主卻據(jù)下數(shù)據(jù)高速吸存年累信息:從數(shù)據(jù)J UMRfi/ I I應(yīng)用黑者器廠1此架構(gòu)很好地解決了應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)訪問的瓶頸問題，如果應(yīng)用服務(wù)器壓力大則可以通過注冊(cè)表對(duì)應(yīng)用服務(wù)器擴(kuò)容，并通過負(fù)載均衡均衡地訪問各個(gè)應(yīng)用 服務(wù)器。如果數(shù)據(jù)訪問是一個(gè)瓶頸則可增加數(shù)據(jù)加心的方式來解決數(shù)據(jù)訪問擁擠 情況。對(duì)于數(shù)據(jù)層系統(tǒng)按車次對(duì)所有的車次車票信息進(jìn)行分

11、組，每一組是一個(gè)數(shù)據(jù) 中心，數(shù)據(jù)中心的大小可隨時(shí)調(diào)整。這樣可以把用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問分散到多個(gè)節(jié) 點(diǎn)上去，從而降低數(shù)據(jù)中心的壓力。每一個(gè)數(shù)據(jù)中心由若干臺(tái)機(jī)器組成，一臺(tái)主 數(shù)據(jù)服務(wù)器，若干從數(shù)據(jù)服務(wù)器。主數(shù)據(jù)是用于給用戶出票，每一個(gè)接口調(diào)用都 需要加鎖，保證票數(shù)數(shù)據(jù)修改的原子性，其所管理的車次和車票數(shù)據(jù)在內(nèi)存中高速緩存。同時(shí)每隔一定的時(shí)間周期同步到從數(shù)據(jù)服務(wù)器上， 從數(shù)據(jù)是用來提供查 詢的數(shù)據(jù)副本，它把大量的查詢操作分散到從數(shù)據(jù)服務(wù)器上。 其數(shù)據(jù)訪問的流程 如下：根策生凄號(hào)進(jìn)行快速做列定tK 為數(shù)森中心對(duì)眼提聚麥可輾耗常見問題及崩潰案例分析總結(jié)網(wǎng)上訂票系統(tǒng)常見的問題如下：1、高峰時(shí)段無(wú)法登陸，提示在

12、線用戶過多2、訂單提交成功之后，支付環(huán)節(jié)出了問題，瀏覽器意外退出，后再登陸，發(fā)現(xiàn)登陸不上，無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成支付，購(gòu)票失敗3、訂單提交反饋時(shí)間過長(zhǎng)，熱門線路需要等待 20分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)問，才能得到反饋4、驗(yàn)證碼輸入總是錯(cuò)誤，無(wú)法完成驗(yàn)證碼驗(yàn)證環(huán)節(jié)，無(wú)法登陸 5、逢用戶高峰，網(wǎng)站反應(yīng)速度較慢6、對(duì)多瀏覽器支持不好以上問題多數(shù)都是用戶體驗(yàn)的問題，用戶體驗(yàn)的問題即有票源稀少 的原因，更多的是對(duì)訂票系統(tǒng)使用過程中系統(tǒng)登陸困難，反應(yīng)遲鈍，訂 單結(jié)果反饋太慢，意外退出等問題難以忍受。常見問題原因分析：?jiǎn)栴}1,高峰時(shí)段無(wú)法登陸，提示在線用戶過多；問題4,驗(yàn)證碼輸入總是錯(cuò)誤，無(wú)法完成驗(yàn)證碼驗(yàn)證環(huán)節(jié)，無(wú)法登陸

13、無(wú)法登陸的問題，其原因顯然是前端用于處理 WEB4接服務(wù)器太少或網(wǎng)絡(luò)帶 寬不足所至，為了不讓更多的用戶一起連接服務(wù)器導(dǎo)致服務(wù)器較慢，只好拒絕一些用戶的登陸請(qǐng)求。使同時(shí)在線人數(shù)保持在一個(gè)上限以內(nèi)。 驗(yàn)證碼輸入總是錯(cuò)誤 的問題，原因也是用于處理 WEB4接服務(wù)器太少所至，為了防止一些客戶端使用 “惡意”軟件，不斷自動(dòng)登陸的情況，驗(yàn)證碼需求由客戶端向服務(wù)器提交一個(gè)驗(yàn) 證請(qǐng)求，可以由于服務(wù)器響應(yīng)實(shí)在太慢，以至于整個(gè)響應(yīng)速度居然超過了驗(yàn)證碼 的有效時(shí)間。問題2:訂單提交成功之后，支付環(huán)節(jié)出了問題，瀏覽器意外退出，后再登陸，發(fā)現(xiàn)登陸不上，無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成支付，購(gòu)票失敗問題3:訂單提交反饋時(shí)間過長(zhǎng)，熱門

14、線路需要等待 20分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)問，才能得到反饋問題3,問題5,可能是由于 WEE®務(wù)器與邏輯處理服務(wù)器在同一臺(tái)機(jī)器 上，而導(dǎo)致服務(wù)器cpg配了過多的時(shí)間與資源在處理用戶請(qǐng)求，在執(zhí)行邏 輯時(shí)執(zhí)行緩慢?？偨Y(jié)以上問題，其解決方案建議如下：1、準(zhǔn)備更多前端WEEK務(wù)器，解決 WE驪端的問題沒有別的辦法，只能加 服務(wù)器，或者每個(gè)省市放一群?jiǎn)为?dú)的服務(wù)器，根據(jù)用戶量進(jìn)行增加，直到響 應(yīng)流暢為止。2、可以考慮把邏輯服務(wù)器單獨(dú)分離出來，與 WEEK務(wù)器分開，WE服務(wù)器 只處理WEB青求，邏輯服務(wù)器單獨(dú)運(yùn)行3、把數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器單獨(dú)分離，并且把火車票票量數(shù)據(jù)庫(kù)與用戶訂票信息數(shù) 據(jù)庫(kù)放到不同的機(jī)器上，由于大

15、量的訂票請(qǐng)求會(huì)訪問火車票票量數(shù)據(jù)庫(kù)，并 且會(huì)有大量訂票數(shù)據(jù)添加到用戶訂票信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，在處理添加的邏輯占用 了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)資源，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)變慢。如果放到同一臺(tái)機(jī)器上，必然 導(dǎo)致響應(yīng)變慢。把不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)，放到不同機(jī)器、不同的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，可 以合理的分流系統(tǒng)訪問量，使系統(tǒng)響應(yīng)加快，橫向擴(kuò)展更具有彈性。4、把支付訂票費(fèi)用放到一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)站進(jìn)行，訂單提交成功后鎖票，之后 根據(jù)訂單號(hào)可以在另外一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)站上進(jìn)行單獨(dú)支付，支付時(shí)只要提供訂 票號(hào)就可以，這樣做有很多好處：1 .避免了由于支付失敗而導(dǎo)致退出瀏覽器， 卻由于在線人數(shù)過多無(wú)法登陸導(dǎo) 致訂票失敗的情況，2 .電話訂票也可以在此支付，在火車站

16、機(jī)自動(dòng)售票機(jī)器上取票，這樣支付方 便，也解決了異地付款取票的問題3 .單獨(dú)支付會(huì)在一定程度上給訂票網(wǎng)站減輕訪問與處理壓力5經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)回顧總結(jié)12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)的不足之處和先進(jìn)的技術(shù)及理念，12306在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足的情況下完成了網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)的構(gòu)建，其付出的財(cái)力物力人力是不可否認(rèn)的，克服的困難也是有目共睹的，就當(dāng)下來看，雖然系統(tǒng)幾度癱瘓 但是都能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，而且考慮其客戶的特殊性和訪問特點(diǎn)， 系統(tǒng)能夠滿足 基本的訂票需求已經(jīng)實(shí)屬不易，由于客戶特點(diǎn)所以與其他電商平臺(tái)沒有對(duì)比意義。 該系統(tǒng)的成長(zhǎng)過程也給了我們很多成功的經(jīng)驗(yàn)同時(shí)也讓我們吸取了很多的教訓(xùn)：1:開發(fā)初期應(yīng)當(dāng)給系統(tǒng)留出足夠的升

17、級(jí)空間，12306后期屢次升級(jí)未能從根本上解決問題就是因?yàn)樵缙诘臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)限制，如果早期能夠考慮到系統(tǒng)升級(jí)的話，采用比較好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者架構(gòu)， 或者留有升級(jí)空間的話，后 來升級(jí)就可以大展拳腳，大刀闊斧的去解決相應(yīng)問題。2 .系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)當(dāng)充分考慮主要用途和主要矛盾，根據(jù)主要矛盾有針對(duì)性的設(shè) 計(jì)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)考慮到12306和普通電商平臺(tái)的不同，從而設(shè)計(jì)出適應(yīng)12306特色 的架構(gòu)系統(tǒng)，而不是隨主流，利用已有的技術(shù)和概念（但不適合自己的平臺(tái)）構(gòu) 建一個(gè)大眾化的沒有針對(duì)自己特色的平臺(tái)。3 .運(yùn)行維護(hù)階段應(yīng)當(dāng)充分考慮每個(gè)細(xì)節(jié)，比如12306曾經(jīng)因?yàn)榭照{(diào)的問題崩潰過一次，除此類物理方面的細(xì)節(jié)之外還應(yīng)

18、當(dāng)做好數(shù)據(jù)方面的維護(hù)工作，比如系統(tǒng)整體的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，包括各種角色的應(yīng)用主機(jī)的監(jiān)控、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控、用 戶訪問流量的監(jiān)控、服務(wù)可用性監(jiān)控、安全監(jiān)控等系統(tǒng)巨量的交易數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、交易日志的轉(zhuǎn)儲(chǔ)問題。4 .數(shù)據(jù)安全，信息時(shí)代數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是最重要的，一個(gè)好的系統(tǒng)必須保證用戶 數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)足夠安全，由于對(duì)數(shù)據(jù)安全重視不夠，12306前段時(shí)間發(fā)生了用戶數(shù)據(jù)泄露的事件，在社會(huì)上引起軒然大波。也引起了 12306對(duì)數(shù)據(jù)安 全的重視。6 ，總、結(jié) / 1 ,1I ,12306網(wǎng)絡(luò)訂票系統(tǒng)給了我們足夠多的教訓(xùn)，同時(shí)我們也有了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)， 希望在其他的大型系統(tǒng)構(gòu)建上我們能夠吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，設(shè)計(jì)出一個(gè)出色的系統(tǒng)。通過對(duì)12306網(wǎng)站的分析，其不足和失敗的經(jīng)歷固然有技