抖音服務器帶寬有多大,為什麼能夠供那麼多人同時刷?

每天睡覺前都會刷抖音,為什麼幾億人同時刷抖音,依然可以做到非常流暢呢?

首先來瞭解一下什麼是服務器和帶寬。

服務器:

服務器也稱伺服器,是提供計算服務的設備,由處理器、硬盤、內存、系統總線構成,其處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性等方面要高於普通計算機。

隨著大數據和雲計算的快速發展,雲服務器開始走上舞臺,很多大中小企業都開始使用雲服務器,其中就包括抖音,

雲服務器顧名思義就是一種提供雲計算服務的IT技術產品,整合瞭互聯網三大核心要素:計算、存儲和網絡。比普通服務器更具有彈性,並且降低瞭開發運維的難度和整體IT成本。

抖音屬於短視頻類,流量很大、數據也很大,對服務器的要求也更高,市場上最強的單臺服務器可以支持20萬IP,5億的日訪問量至少要3000臺服務器才能夠勉強撐下來。

如果5億人同時刷抖音,視頻、直播一起上,就算是全球最牛的數據中心也會直接崩潰!那怎麼辦呢?隻能多建數據中心,多放服務器!

帶寬:

帶寬應用的領域非常多,可以用來標識信號傳輸的數據傳輸能力、標識單位時間內通過鏈路的數據量、標識顯示器的顯示能力。在數字設備中,帶寬指單位時間能通過鏈路的數據量。通常以bps來表示,即每秒可傳輸之位數。

簡單來說,帶寬是指單位時間內傳輸的數據量。

我們可以把帶寬看成一條路,而數據就是來往的車輛,如果這條路隻有4車道,那麼每小時過往的車輛相對較少,而達到瞭8車道時候,過往的車輛會大大增加,而且8車道比4車道更不容易堵車。帶寬影響訪問速度,對於抖音這類訪問量巨大的服務器來說,帶寬非常的重要。

帶寬還分為獨享帶寬和共享帶寬

數據中心會對一條線路配備一定的帶寬資源,然後由享受這條線路的所有機櫃去共同使用這些帶寬。使用共享帶寬的缺點在於一條線路上所有機櫃共用帶寬,可是對於每個機櫃應用的不同。因此,每個機櫃對帶寬的占有率不同,這樣占用率大的機櫃勢必影響其他機櫃的帶寬使用。

獨享帶寬即托管用戶獨自享用一部分機房帶寬資源,它適用於有較大規模的數據流量和訪問量,對帶寬資源要求保持恒定速率或有特殊要求的網站。如果使用獨享帶寬的話,租用的服務器的價格勢必會貴很多,一般的企業估計承受不起。所以,如果不是對帶寬有著嚴格要求的話,最好還是別租用獨享帶寬的服務器。

10M獨享就意味著給每臺服務器一個10M端口,100M共享就是一個100M端口的機櫃,提供給若幹臺服務器。其真實帶寬取決於服務器數量和每臺服務器帶寬占用情況。

一般來說,100M共享,每臺服務器分到的帶寬大約在2—5M左右,因此10M獨享是優於100M共享的。

此外帶寬又分為上行帶寬和下行帶寬

上行寬帶一般是指上傳帶寬,即寬帶上行傳輸速率。是指用戶到電信服務提供商方向,例如上傳文件

下行寬帶一般是指下載帶寬,即寬帶下行傳輸速率。是指從電信服務提供商到用戶的方向,例如下載文件

很多網友看到這裡,不禁有個疑問:帶寬、網速、流量這些究竟是怎麼回事呢?

  • 帶寬的統計單位是:比特/秒(bps):100M=100Mbps;
  • 網速是數據傳輸的速度,單位是:字節/秒(B/s KB/s MB/s):1MB/s=1024KB/s ;1KB/s=1024B/s。
  • 流量是用戶上網發送和接收的數據量總和,單位是:字節(Byte);

比特是信息的最小單位:1字節=8比特(1B=8bit或者1B=8b);1字節/秒=8比特/秒(1B/s=8bps)

我們來看看100M寬帶下載速度是多少?

首先,運營商所說的100M寬帶,其實是100Mbps,100M寬帶並不代表下載速度就是100Mb/s。我們通過計算來說明:

1Mbps=1024Kbps=1024/8KBps=128KB/s

可以得出: 1M 的寬帶下載速度不會超過 128KB/s ,理論上每秒可以下載128K的內容,實際上1M寬帶,下載速度100k/s就不錯瞭,畢竟影響因素非常多。

100M寬帶的下載速度理論上為:128KB/s x100 = 12800 KB/s = 12.8MB/s

抖音的服務器帶寬究竟有多大呢?

通過估算,抖音數據中心總帶寬約為15TB級別。(因為沒有具體的官方數據)

2015年,騰訊日活躍用戶達到5億,包含瞭通訊、語音、音樂、視頻等,每天請求超過10萬次,帶寬達到瞭10TB。而今天的抖音是一款短視頻+直播軟件,其數據量要比微信大得多,因此會達到15TB級別。

抖音出現後,越來越多的人成為瞭抖音的奴隸,刷起短視頻根本停不下來,搞笑的、賣萌的、悲情的等等,總有一款適合你,但是你有沒有想過幾億人同時刷抖音,是如何做到的呢?服務器不會崩潰嗎?這就需要超大的帶寬。

抖音母公司為字節跳動,是和百度、阿裡、騰訊一樣的互聯網巨頭,同樣也有自己的數據中心,國內海外都有,2020年,公開數據顯示:字節跳動公司共有服務器42萬臺。

這些服務器都有出口帶寬,就是服務器給我們的手機分發的數據的總速度。小公司大都租用三大運營商的機房和服務器,出口帶寬也就幾個G,能達到幾十個G都算是中等規模的公司瞭,向抖音這樣達到10T級別的絕對是巨頭瞭。

巨頭當然有巨頭的風范瞭,自建數據中心,自購雲服務器,甚至自研雲服務器。因為帶寬過於龐大,需要龐大的資金,穩定性和安全性。

2013年3月字節跳動的服務器數量隻有幾十臺,到年底增至一千臺,此後便是上萬臺的增長。

2016年字節開始自建數據中心,2017年底懷來數據中心開始運營,一期投入約5萬臺服務器,二期投入9萬臺服務器。但是僅靠一個數據中心遠不能一勞永逸,字節開始建設更大的數據中心,包括在海外建設數據中心。

在2017年年初的時候,公司大概有2-3萬臺服務器,2018年大概有17萬臺服務器。

2019年字節跳動租用瞭能耗達9兆瓦的數據中心,成為弗吉尼亞州北部地區最大的十傢“租戶”之一。這些數據中心位於弗吉尼亞州阿什本附近,亞馬遜、甲骨文都在該地區建有數據中心。

2020年上半年,字節跳動在弗吉尼亞州北部租用瞭能耗達53兆瓦的數據中心。可容納數十萬臺服務器,占地面積可達數十萬平方英尺。

2020年,字節跳動已經擁有42萬臺服務器。

以三大運營商為例,一個數據中心占地約150畝,提供3萬個機架,可以安裝大約30萬左右的服務器,能夠拿到15TB的帶寬資源。

字節跳動在帶寬資源上要比三大運營商遜色,因此估算42萬臺服務器帶寬也在15TB級別。

CDN加速、負載均衡等等技術缺一不可。

為瞭保障幾億人刷視頻時候不會出現卡頓,除瞭配備大量的服務器和多個數據中心外,還要相關的技術支持,例如:CDN加速、負載均衡等。

CDN加速:

CDN即內容分發網絡,其目的是通過在現有的Internet中增加一層新的網絡架構,將網站的內容發佈到最接近用戶的網絡“邊緣”,使用戶可以就近取得所需的內容,提高用戶訪問網站的響應速度。從技術上全面解決由於網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分佈不均等問題,提高用戶訪問網站的響應速度。

以抖音為例,需要在全國甚至全世界建設幾大數據中心,北上廣需要建設、雲貴川也有,歐、美、日等都有佈局,當我們在刷短視頻的時候,並不是使用的同一個數據中心,而是使用的就近的數據中心。

北京的用戶優先使用北京的數據中心,雲南的用戶也會優先使用雲南的數據中心,歐、美、日也是如此,如果全世界都使用同一個數據中心的話,恐怕直接會崩潰瞭。

當我們把一個短視頻傳送到北京數據中心時候,使用這個服務器的客戶就能刷到這個短視頻瞭,然後北京服務器把這個視頻采用高速傳輸的方式傳輸到上海、雲南、歐美等地,那麼當地的用戶也就能看到這個視頻瞭,隻是在時間上延遲一些。

負載均衡

負載均衡就是分攤到多個數據中心進行執行,從而共同完成工作任務,建立在現有網絡結構之上,它提供瞭一種廉價有效透明的方法擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。

例如,春節時候,我們各自回傢過年,此時北上廣的人口會急速減少,而其他地區如河北、湖北等縣城、農村人口會急速增加,這個時候再刷抖音,就會讓北上廣的數據中心處於大馬拉小車狀態,而河北、湖北的數據中心處於小馬拉大車狀態。

這樣的狀態就是不均衡狀態,如果不能及時解決這個問題,很容易造成服務器故障,死機的事件發生。這時候就需要負載均衡。將河北、湖北的龐大數據一部分交由北上廣數據中心處理。

CDN加速、負載均衡等技術有效的支持瞭抖音的數據處理,讓有限的資源提供更高質量的服務。

問答總結

抖音服務器總帶寬已經達到瞭15TB級別,並且采用瞭CDN加速、負載均衡等技術,確保瞭幾億人同時在線刷抖音。

現在,技術上可以滿足幾億人同時刷抖音,但是還有一個問題更為嚴重,自從有瞭抖音後,我越來越離不開手機瞭,每天打開抖音,開始刷短視頻,不知不覺的一天就過去瞭,一個月,一年下來,什麼也沒有幹,甚至已經沒有動力去做事情瞭,這個才是最可怕的。

盡管,抖音非常強大,但是還是希望大傢能夠控制自己,適當娛樂可以愉悅身心,過度娛樂害己害人!