天天170億筆訊息傳送無阻礙，Line靠SPDY撐爆量訊息

行動通訊軟體業者Line的用戶數超過5億，每天要處理的訊息量超過170億筆，而且這個數字還在不停增長。Line系統只要當機10分鐘，就會有1億筆訊息無法即時傳送。因此，怎麼縮短訊息傳送時間，讓伺服器與用戶端之間的連線更有效率，確保每天上百億筆訊息都能即時、快速地傳送和接收，是Line一直在找尋最佳解的關鍵課題。

Line臺灣區技術長陳鴻嘉揭露總部網路架構的改造歷程，其中一項關鍵作法，就是靠新一代網路通訊協定SPDY來彌補HTTP在行動化時代的不足。

Line的訊息仰賴HTTP來傳送，但是HTTP最早是設計用於網頁瀏覽器的網路通訊協定，在手機應用服務上，尤其像Line這樣需要即時性的通訊軟體，HTTP的主要限制包括傳輸效率問題、同一個TCP連線無法平行傳送多個連線請求，而且，這些請求也無法依照優先順序來排序。

陳鴻嘉解釋，HTTP每傳一次訊息都要建立一個連線，假設200萬個訊息就要200萬個連線，因而會造成龐大的流量負荷。此外，傳送訊息之前，建立TCP連線需要先有交握動作（Handshaking），就像打電話要先撥通一樣，而Handshaking往往要花費大半的時間成本，且每傳一次訊息都要重新建立連線。

他舉例，如果要傳送一筆幾KB的資料，不到1秒鐘就可以完成，但其中光是建立連線就要花500～600毫秒，真正傳資料可能只占用不到3成的時間，因此若能減少重新斷建立連線所需的時間，就能提升伺服器端及用戶端的效能。

他說，網路技術都是不斷演進而來的。如同WWW最早出現的目的是要讓文件、資訊可以容易地被共享，原本設定的使用情境是，看一頁文件，才抓取一頁文件資訊，當然不會考慮到現在手機時代的即時性訊息傳送與同步需求。

後來在HTTP 1.1版，便加入持續連線的方式（Persistent Connection），來減省傳輸時間。Persistent Connection讓用戶端與伺服器端之間的TCP連線持續不中斷，可以傳送好幾次請求，這種作法讓網頁瀏覽器可以連續看多個頁面，不用重新建立連線。

不過，陳鴻嘉說，這麼做仍然無法滿足在行動化時代的需求，因為HTTP還有一個特性是，只能由客戶端發送請求，伺服器端不能主動傳給用戶端。

因此Line採用Long Polling機制，做法是發送一個長期等待的請求，從用戶端跟伺服器端要資料，等到伺服器端資料回傳後才結束連線，然後再重新從用戶端發送1個新連線，但這麼做需要額外占用1個TCP連線，且造成長時間空等的閒置狀態。

Line把底層換成SPDY協定，再用Erlang語言改寫

為了解決更多HTTP在行動化時代的不足，Line最後決定採用新網路通訊協定SPDY，SPDY是Google在2009年所提出，用來提升HTTP的傳輸速度及安全性，同樣在TCP層之上，與HTTP同屬於應用層協定，而Line在2012年10月開始改用SPDY。

陳鴻嘉表示，Line改用SPDY通訊協定的過程可分兩階段，第一階段先拿開源的SPDY程式庫來使用，之後發現速度仍不夠快，因此第二階段，Line總部工程師再去學了Erlang語言，用Erlang語言來改寫SPDY。Erlang語言由瑞典電信公司愛立信提出，Line自行開發API閘道伺服器來支援SPDY，並以Erlang語言改寫，稱做LEGY（Line Event-delivery Gateway）。

SPDY修改了HTTP的傳輸方式，主要特點是可以多工處理（Multiplexing）、判斷請求的優先順序，並將HTTP的標頭（Header）壓縮，大幅提升速度與效能。

陳鴻嘉說，改用SPDY不只解決了伺服器端無法主動傳資料給用戶端的問題，也解決了長期占線、且同時間只能等一個訊息的限制，SPDY讓同一個TCP連線中可以平行傳送多個要求，因此，手機跟伺服器之間只需要一個通道，就能同時跑好幾個HTTP的訊息傳送連線。

他說，雖然SPDY可以大幅改善傳送效能，但懂的人不多。而大部分通訊軟體廠商也都有自己的方法，來節省TCP/IP的連線。目前有8成瀏覽器支援SPDY，而Google在今年推出的新版網路協定HTTP/2，也是基於SPDY所設計。

2大安全措施，確保訊息不外洩

除了訊息傳送速度與效能問題之外，安全性也是Line重視的一個關鍵課題，陳鴻嘉表示，Line的訊息都在安全通道上傳遞，透過類似OAuth 2.0的機制（Open Authorization，開放授權式協定）。不過，即使用戶端到伺服器端之間的通道是安全的，當訊息流經伺服器時，如果駭客入侵或是內部不肖員工躲在裡面，仍有被偷看的風險。

因此，為了更安全，Line在今年推出新Data Sealing資料密封功能，採用兩端訊息加密技術，他表示，這種作法起淵源於安全演算法中的DH密鑰交換法（Diffie Hellman Key Exchange）。

他進一步解釋，網路上要傳遞加密訊息，分為對稱性及非對稱性加密這2種，非對稱性加密不用傳送金鑰給對方，但需耗費較多的運算資源，而通訊網路有效能考量，習慣使用對稱性加密，因此，需要再傳送一把加解密的金鑰給對方，然而這個加密金鑰在傳送過程仍有被奪走的風險。

因此，DH密鑰交換法會先在兩端，用一段演算法把金鑰分成兩半，一半傳給對方，一半自己保留，兩端可以透過演算法再算出這把金鑰，即使有人從中間攔截，也只能偷取到一半的金鑰，無法將訊息解密。

不過他也說，這種加密機制會增加伺服器負荷，計算加解密金鑰要花費不少運算資源，他以過去的經驗為例，採用安全通道時，CPU要多出4成左右的運算能力。

從Web跨到行動化時代，產品、管理面差異不大，最大不同是開發的技術應用，全端工程師難尋也是一大問題。──Line臺灣區技術長陳鴻嘉

從通訊軟體轉向行動平臺化發展

不只是追求通訊軟體最重要的訊息傳送效率與安全性，Line也開始朝平臺化發展，要從通訊軟體變成一個行動化平臺。陳鴻嘉說，Line從去年開始推動行動生活入口（Mobile Gateway）的概念，並開發出一套新系統，打造一個Line Platform，要讓寫App的人可以把自己的應用跟Line平臺串接，在Line平臺上提供自家的服務。

陳鴻嘉強調，Line提供的是應用服務的串接，而不是把整個程式放到平臺上，與Google Play市集、Android開放平臺的作法不同。

他舉了一些日本企業的應用案例，像是汽車公司藉由Line平臺功能，協助車主找到車子停放位置，也有知名人力仲介公司結合Line平臺推出新服務，讓使用者透過貼圖來表達需求，可用來求職、打卡，也能結算薪資匯到指定帳戶。

國內應用案例如柯達的立可得，柯達將自己原本的沖印系統透過API與Line平臺串接，連到Line的Channel Gateway，再經過Talk Server與用戶端連接。

使用者只要到萊爾富使用Kiosk，在手機上的柯達官方帳號對話中，輸入Kiosk機器號碼，再用手機傳送照片，柯達就會把照片送到該臺機器，然後直接印出來。陳鴻嘉說，以使用者介面來看，仍然在Line的訊息對話框中，使用者會以為在跟一個人對話，實際上是和一個機器人（Bot）溝通。

他表示，Line平臺的核心概念是採用Bot，企業和Line平臺整合的方式分三種，一種是針對大型企業提供官方帳號（OA），企業使用Line寫好的後臺管理系統，也可以接到自己的內部系統；第二種是中小企業容易上手的Line@服務，使用Line提供的後臺管理功能，目前還不開放串接自己的系統﹔第三種則是完全使用企業自己的內部系統，也就是說，使用者登入Line帳號後，企業要自己管理所有系統功能，Line沒有提供後臺管理功能。

應用模式則可分為4種，第1種是在訊息視窗內的對話互動Native App，第2種是在App中顯示企業客製化的功能選單，使用者點選之後，會跳出另一個看起來像是Line的對話視窗，但其實這個對話視窗已經連到企業的內部系統。

另外2種則是使用Line提供的SDK串接自己的應用，分為Web及App兩種，運用Line的帳號登入後，再跳到企業自己的網頁或是App。

Line擁抱開源，積極採用新技術

陳鴻嘉在去年10月加入Line，負責臺灣區技術團隊，這個團隊依據不同的應用分三組，一組負責平臺推廣，一組負責開發新應用，一組負責手機遊戲。

雖然陳鴻嘉沒有參與Line過去的網路系統架構改造歷程，不過他從大學時期開始接觸網際網路技術，當時Internet才剛出現，畢業後他在系統整合商工作6年，之後在Yahoo待了十年，正好從頭到尾參與整個Web時代的技術演進。他說，軟體工程師有生命週期，不學新東西很快就會被淘汰，因此他決定從網路公司跳到行動應用軟體公司，迎接全新的挑戰。

他表示，其實過去網路公司面臨行動化時代的挑戰，也都在積極轉型，想辦法要改變內部體制，加強效率，但是轉型速度與成果有限。他進到Line之後，發現Line採用的都是最新技術，包括Agile敏捷式開發流程，以及持續整合（CI）與持續交付（CD）的方法，這些現代化的軟體開發模式與新技術，讓總部每兩、三個月就能推出新產品。

此外，他說，Line的企業文化特性是要追隨開源的腳步，相較於他自己過去所看到的，有些網路公司技術封閉，與開源世界隔離，他們會拿開源技術來重新改造成自有的版本。

跨到新行動化時代，懂底層技術的全端工程師難尋

他認為，從Web時代到行動化時代，技術底層還是一樣，產品面、管理面差異也不大，最大的不同是開發的技術應用，另外，找人才也是他遇到的一大問題。

他在建立Line的臺灣區技術團隊時發現，由於現在的軟體開發框架太完整，新一代開發行動化應用出身的工程師都不夠了解技術底層，他們使用HTTP的API，卻不知道一個HTTP協定的生命週期為何，以及如何在通訊協定上傳遞。

他表示，如果只是寫一個小App可能不需要知道這些，但是若到像Line這樣服務流量大的公司，工程師如果不懂底層技術，在寫應用時就沒有辦法考慮要用什麼方法節省流量，出現瓶頸時也很難找出問題，無法判斷效能卡在哪個環節。

還有一種現象是，他發現有些具創新力的工程師，想出來的點子和服務都很受歡迎，但是他們寫的系統一上線，流量一暴增就無法負荷。因此他們在徵才時，重視軟體工程師的工法，要找Full Stack的全端工程師，卻發現現在這類人才非常稀少。

陳鴻嘉也體悟到，過去的網路時代與新行動化時代，不只是技術，整個使用行為也已經完全不同，不能再把自己當作原本的技術人員角色，要從使用者角度重新思考，找到行動應用時代的使用者需求，再思考要達到這樣的效果，要用到什麼技術。

CTO小檔案

Line臺灣區技術長陳鴻嘉

學經歷：中央大學資訊管理研究所畢業，於系統整合商工作6年後，2004年進到Yahoo任職，期間負責過知識+、無名小站的系統規畫與開發，2012年轉任亞洲技術平臺團隊，負責超級商城等服務，並升任首席工程師，2014年10月加入Line，擔任臺灣區技術長，負責建立技術團隊，推廣Line Platform與技術支援。

公司檔案

LINE

●      成立時間：2000年成立，2013年公司名稱更名為LINE

●      業務介紹：行動傳訊軟體

●      員工人數：1,019人

●      總經理：出澤剛

●      資本額：約125億日圓

●      營收：約863億日圓（2014年）

●      網址：linecorp.com

公司大事紀

●      2011年6月：推Line行動通訊軟體

●      2012年4月：推出Line貼圖小舖

●      2013年9月：推免費視訊電話服務

●      2014年4月：首間Line Friends實體店面於南韓首爾開幕

●      2015年4月：出澤剛接任執行長