作者 | 馬超
編輯 | 胡巍巍
來源 | CSDN（ID：CSDNnews）
近年來，紅包大戰堪稱是新春佳節中最精彩的開年大戲。
2015年騰訊以超過5000萬元的天價，拿下央視春晚獨家合作權，一夜之間為微信支付帶來1億多張新增銀行卡綁定，僅用一天就完成支付寶幾年走過的道路，被馬雲稱為阿里史上的珍珠港事件，自此也開啟了網際網路巨頭春節紅包營銷的序幕。
2016年春晚，支付寶砸下2.69億奪得央視春晚的獨家合作權，並創造史上最經典的集五福紅包玩法，當年支付寶宣布向全國觀眾豪派8億元紅包，除夕當天，支付寶上加好友、換福卡、發紅包的次數達到677億次。
而2020年春節，快手早早就與央視春晚達成獨家合作關係，本以為今年紅包大戰的C位已經沒有懸念，但是阿里突然在1月11日宣布成為淘寶春晚獨家電商合作夥伴，雖不發紅包，但是阿里帶來了10億元的購物補貼，並將抽取5萬名消費者清空購物車，為紅包大戰再添了一把火。
而今年令人糾心的疫情，也必將使線下活動有所減少，同時也會增加線上活動的熱度，這些客觀因素都必將使今年的紅包大戰更具看點。其實從技術角度講紅包大戰最大的看點是雲計算。
搶紅包背後的技術看點之一：分布式架構
如果想承接搶紅包這樣一個短時上億並發量的場景，即便是世界最強超算也力不從心，所以這就要求紅包系統首先要滿足分布式架構的需求，而分布式系統也有一個重要的原則CAP定理。
CAP定理：是指在一個分布式系統（Distributed System）中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區容錯性（Partition tolerance），呈不可能三角關係，既三個目標只能同時做到兩點，不可能三者兼顧。
其實CAP定理並不難理解，因為如果滿足一致性、高可用性，那麼一旦集群內有節點故障，為保證數據一致，必將使系統整體陷入中斷。
如果既滿足可用性、又滿足分區容錯性，那麼必然存在某個節點在系統對外提供服務時出現宕機，而這時各節點的數據一致性，又無法完全保證。
結合紅包系統的需求分析，系統可用性肯定是要首先保證的，如果真是春晚當天頁面無法訪問，那恐怕營銷不成，反而會讓用戶路轉黑了。
而且在大流量的衝擊下，節點故障也是難免，因此分區容錯性也需要保證，這樣看來，能稍微放一放的只有數據一致性，因此從這個角度上講，紅包的總額必然會圍繞期望值上下浮動。
目前分布式系統交易分發，一般有兩種方式，一是哈希法，將服務請求序列化後計算哈希值，然後根據這個哈希值將請求分配到不同的節點上，當然直接把請求按照順序循環發送集群內的伺服器，也可以看作是哈希法的變種，不過這會使入口處的負載設備成為瓶頸。二是將所有請求人為分成幾份，每個集群只處理自己接到的請求，以此為降低入口流量的壓力，但這樣的缺點是，很難將請求平均分配。
搶紅包這樣的系統，只能將以上兩種方案結合。首先根據歷史經驗，將交易量相量的地區結合，分為一組，比如北京、天津和遼寧、長春分為一組、上海、蘇州、南京分為二組等等以此類推，與之對應的雲集群，都有自己獨立的紅包額度，也只處理髮給自己的請求。這樣能避免入口的瓶頸，也儘量平均分配了請求的處理量。
接下來每個集群，也會將額度分配給內部的伺服器，然後每個伺服器會將自己庫存範圍內的請求，直接標誌為成功，並在自己庫存範圍的基礎上，還會多預留一定比例的需求為待定，待統一減庫存後再確定能否待請求能否成功。
從分布式的角度來看，分區域與分庫存是系統設計的基礎環節，而接下來要做的就是上雲了。
搶紅包背後的技術看點之：雲計算
2019年雙十一，阿里宣布自身全部核心系統已經完成上雲，這是一個非常驚人的成就，隨著傳統的軟硬體分離，疊代的模式逐步顯現出局限性，現今的應用越來越複雜，對算力的要求越來越高，而算法、軟體和硬體的隔閡造成巨大算力的浪費，已經無法滿足在超大規模計算機場景下，提升IT計算效率、降低計算成本的訴求。
這時「雲」的價值開始體現，但是雲時代軟體開發的方法論與模式，與之前時代完全不同，因為雲最大的特點就是可持續交付和微服務化，完全上雲不但有巨大的好處，也意味著巨大的挑戰。
分布式與雲計算就像一對孿生兄弟，必須要結合使用才能發揮出最大的價值，分布式系統的各節點最好都是整齊劃一，這樣調度成本都可能會降到最低。
而如果出現有的節點算力強，有的節點算力弱，那麼受木桶原理制約，系統的性能就很可能被算力最弱的節點所限制，而雲這種屏底層，向客戶交付標準化硬體的技術，在分布式的架構下就會大顯神威。
也恰恰是由於以上原因，我們可以看到參與這種紅包活動的企業，往往都是純線上企業，因此一旦企業有線下網點的布局，那麼在參與紅包活動時都需要考慮給網點的發起請求調高優先級，進行區別對待，這種非標標準的請求會讓系統複雜度呈幾何級數增長。
所以從雲的角度上看，用戶搶的不是紅包，而是在各自區域請求中隊列中的雲資源。
國產雲計算髮展的坎坷之路
雖然「雲」的好處很多，但是其發展並不算特別順利，在十年前概念提出伊始，普遍不為人看好，甚至被某IT大佬戲稱，「雲計算只是新瓶裝舊酒」，其背後的原因還是虛擬化層所耗的資源無法避免。
在阿里雲創始人王堅院士，參加央視《朗讀者》節目時曾表示，阿里雲是工程師拿命來填的，因為第一個用電的人，第一個坐飛機的人也是拿命來填的。
這還真不是危言聳聽，在成立最初幾年，阿里雲的年離職率高達60%以下，甚至在2012年阿里的年會上，王堅還因為看到了那些離開的同事，而失聲痛哭。
但情況從2015年開始改觀，阿里雲在Sort Benchmark的排序競賽中，僅用不到7分鐘就完成了100TB的數據排序，打破了Apache Spark之前23.4分鐘的紀錄。
後又獲得2017年中國電子學會頒發的科技進步獎之特等獎，這也是該獎項設立以來的首個特等獎。
接下來，神龍伺服器和飛天作業系統的誕生，基本克服了雲的弱點，並將雲的規模效應發揮到極致。
神龍伺服器：阿里雲降低虛擬層消耗的秘決，在於神龍伺服器這塊完全自研的MOC卡，正是MOC的居中調度，讓阿里神龍伺服器不再使用寶貴的CPU資源進行虛擬化層的調度工作，從而大大降低雲轉換成本。
飛天作業系統：正所謂韓信點兵，多多益善，飛天能將百萬級伺服器連成一台超級計算機，還能有條不紊地通過雲計算向用戶提供計算能力。
我們看到在飛天的基礎公共模塊之上，有兩個最核心的服務，一個是盤古，另一個是伏羲。
盤古是存儲管理服務，伏羲是資源調度服務，飛天內核之上應用的存儲和資源的分配都是由盤古和伏羲管理。具體見下圖：
可以看到飛天中的眾多模塊都是以上古天神命名的，其中：
夸父：負責網絡通信，由於飛天是要將眾多伺服器連接在一起的，夸父正是完成他們之間的通信功能。
女媧：與負責命名與協同工作，與神話中造人的工作不同，做為飛天中的唯一女性女媧負責將所有子模塊的命名與協調工作。
盤古：負責分布式存儲。
神農：負責監控，隨時治病救人。
伏羲：負責任務調度及資源管理，這也和精通音律和伏羲氏有點淵源。
大禹：負責集群布署。
鍾馗：負責安全，負責捉鬼。
在國產雲計算行業，其它大廠也都有各自的特長，比如騰訊做為全球社區的巨頭騰訊，其QQ類的社交軟體，面對著比其它應用多出幾倍的流量短暫時突發場景，在面對這樣的問題時，以虛擬機為單位補充資源，會很浪費資源。
因此騰訊在容器化方面做了很多細節工作，以滿足這種突發、短時的彈性需求。
而騰訊近期開源的TencentOS Kernel，在容器運行所需的資源調度彈性、系統性能及安全等層面做了很多優化，可謂是開源+「容器雲」的典範。
未來：打開水龍頭就能使用雲
通過自主掌控的技術，國內的科技巨頭，在雲計算領域已經走向了世界的前列，通過雲大幅提升計算效率，實現能夠突破傳統IT時代的算力瓶頸，凸顯雲計算的整體優勢。
雲正在與區塊鏈結合成為Baas，正在與AI結合成為Aaas，雲正在不斷下沉，變成網際網路時間的空氣和水一樣基礎設施。
而未來我們可以不再關心雲計算背後的細節，就像不用關心水是如何過濾、運送一樣，打開水龍頭就可以使用到雲，未來雲計算的發展空間和使用場景還會不斷拓寬，未來可期，拭目以待。