支撑每天5千万次翻译请求的
技术架构揭秘

从用户点击"翻译"到结果返回浏览器,整个过程在300毫秒内完成。这背后是一套横跨推理引擎、网关路由、负载均衡和全球CDN的分布式系统。

traneasy@gateway:~$ trace-request --id a7f3c9
[1] client → CDN edge (Tokyo) .......................... 12ms
[2] CDN cache miss → origin (Singapore) ................ 48ms
[3] API Gateway → auth → rate-limit .................... 3ms
[4] Queue dispatch → GPU worker (A100-80GB) ............. 5ms
[5] Transformer inference (zh→en, 68 tokens) ......... 187ms
[6] Response → client .................................. 287ms total
traneasy@gateway:~$ _

系统架构总览

从边缘到核心,四个逻辑层协同工作。每一层都可以独立扩缩容,单点故障不会扩散。

接入层 / Edge Layer
🌐
Cloudflare
DDoS / WAF
DNS GeoLB
Route53
CDN Edge
25 PoPs
网关层 / Gateway Layer
🔒
Auth
OAuth2/JWT
📋
Rate Limit
Token Bucket
🔧
API GW
Kong/Envoy
🔄
MQ
NATS
推理层 / Inference Layer
💻
GPU Cluster
A100/H100
🧠
Model Registry
MLflow
📊
Vector DB
Milvus
Tokenizer
BPE
数据层 / Data Layer
🗃
PostgreSQL
主库
🔋
Redis
缓存/队列
💾
S3/MinIO
对象存储

实时翻译处理管线

一次翻译请求走完下面7个步骤,每个步骤都有对应的超时熔断和降级策略。

1

请求接入与鉴权

请求经Cloudflare WAF过滤后到达Kong API网关,验签JWT Token并查询Redis中的用户配额。免费用户走共享队列,企业用户直连专属GPU池。

Kong 3.xJWT RS256Redis 7
2

语言检测与预处理

混合语言检测模型(fastText + XLM-Roberta)在5ms内判断源语言,准确率99.2%。同时做全角半角标准化、HTML标签剥离、特殊字符转义。

fastTextXLM-RICU
3

分词与BPE编码

采用SentencePiece Unigram分词器,词表规模128K。中文字符序列按BPE合并后生成token ID数组,长于512 token的输入自动切分并加滑动窗口重叠。

SentencePieceBPE128K vocab
4

NATS消息队列调度

推理请求被封装为Protobuf消息投递到NATS JetStream,按语言对和请求优先级路由到对应的GPU Worker。队列积压超过阈值时自动触发弹性扩容。

NATS 2.10ProtobufKEDA
5

Transformer解码推理

NVIDIA A100 GPU上运行基于Fairseq的编码器-解码器模型,12层Transformer,768维隐藏层,beam search宽度为5。单个token推理约2.8ms,68 token的句子约190ms。

A100 80GBFairseqBeam=5
6

后处理与格式还原

解码输出的token序列经过反向BPE合并还原为自然文本,再根据预处理阶段保存的标记位恢复HTML标签、占位符和特殊格式。数字、日期格式按目标语言习惯做本地化转换。

detokenizeCLDRregex restore
7

结果缓存与返回

翻译结果写入Redis缓存(TTL=30min),相同原文+语言对的重复请求直接命中缓存,延迟从287ms降至8ms。同时写入ClickHouse日志表用于后续分析和计费。

Redis CacheClickHousegRPC

负载均衡与弹性伸缩

每秒钟涌入的翻译请求并不均匀——工作日早10点和凌晨3点的QPS可以相差40倍。系统必须跟着负载走。

四层负载均衡

Cloudflare Load Balancer在TCP层按地理位置将流量分发到最近的可用区。健康检查每10秒探测一次后端,连续3次失败就摘掉节点,恢复后自动重新加入。

七层API网关路由

Kong网关根据URL路径和Header中的语言对参数做一致性哈希路由,确保同一个语言对的请求总落在同一组GPU Worker上,最大化模型缓存的命中率。

GPU集群自动扩缩

KEDA监控NATS队列深度,当积压超过200条时自动向GKE集群申请新的A100节点。冷启动约90秒,期间请求由现有节点以略高延迟承接。夜间低负载时缩容至最小2节点。

多级降级策略

GPU资源耗尽时,系统自动降级到CPU推理(ONNX Runtime,延迟增至1.2秒但可用)。再下一级返回缓存的相似句翻译结果。最差情况才返回"服务繁忙"提示。

全球CDN部署节点

25个边缘节点覆盖全球六大区域,翻译结果就近缓存,跨洲请求延迟控制在可接受范围内。

🌏
东京
<15ms
3 nodes
🌏
新加坡
<20ms
4 nodes
🌏
法兰克福
<25ms
4 nodes
🌏
弗吉尼亚
<20ms
5 nodes
🌏
圣保罗
<40ms
2 nodes
🌏
孟买
<30ms
3 nodes
🌏
悉尼
<25ms
2 nodes
🌏
香港
<10ms
2 nodes

监控与可观测性

翻译质量不只是模型的事,系统稳定性同样关键。Grafana+Prometheus+Loki三件套覆盖指标、日志和链路追踪。

traneasy-prod — Overview Dashboard
当前 QPS
1,847
↑ 12% vs 1h ago
P99 延迟
312ms
↓ 8ms vs yesterday
GPU 利用率
78%
12 / 16 nodes active
缓存命中率
64.2%
↑ 2.1% vs yesterday
错误率 (5xx)
0.03%
↓ 0.01% vs avg
队列深度
43
threshold: 200

常见问题

翻译推理为什么需要GPU而不是CPU?

Transformer模型的推理本质上是大量的矩阵乘法和注意力计算,这些运算在GPU上可以高度并行化。以我们的12层模型为例,A100 GPU上一个68 token的句子推理只需190ms,同等条件下32核CPU需要1.2秒以上。不过我们也维护了一套ONNX Runtime CPU推理链路作为降级方案——慢一些,但能保证服务不中断。

CDN缓存了翻译结果,原文的隐私怎么保证?

CDN缓存的内容是翻译结果,而非原文。缓存键是对"原文+源语言+目标语言"组合的哈希值,不可逆推。缓存TTL设为30分钟,到期自动清除。如果你的翻译内容涉及敏感信息,可以在请求头中设置X-No-Cache标志,该请求会跳过所有缓存层直达GPU推理节点。

你们的模型是自己训练的还是在开源模型基础上微调的?

通用引擎基于M2M-100多语言模型做下游微调,训练数据包含8亿平行句对,覆盖109种语言方向。医学、法律、IT三个领域专项模型是从零开始用领域语料训练的——参数量更小(约600M),但领域BLEU评分比通用模型高6-9分。预训练在自建集群上完成,用了32张A100跑了约11天。

如何处理突发流量——比如某篇文章突然火了带来百万级请求?

突发流量在CDN层就被消化了大部分——同样的原文翻译结果在边缘节点缓存命中后直接返回,不会穿透到推理层。对于不重复的新请求,KEDA在检测到队列积压超过阈值后90秒内拉起新的GPU节点,这期间请求排队等待,延迟会从300ms逐渐上升到2秒左右,但不会直接失败。我们也配置了GKE的预置节点池,冷启动时间可以压缩到40秒。

翻译平台的可用性是怎么衡量的?

我们按月统计SLA,计算口径是"成功返回翻译结果(含降级结果)的请求数 / 总请求数"。过去12个月的月均可用率是99.97%,影响最大的故障是2025年8月的一次GCP美东区域光纤中断,导致约14分钟的部分服务降级。现在我们在每个区域都部署了至少两个可用区的冗余。

如果想在自己的服务器上部署翻译引擎,你们支持私有化部署吗?

支持。我们提供Docker化的引擎镜像,最低要求是一台带NVIDIA T4以上GPU的服务器。部署包包含了模型权重、分词器、API网关和基础监控面板。授权按GPU卡数计费,支持离线激活——适合数据不允许出内网的场景,比如政府机关和金融机构。

未来会开放API给第三方开发者吗?

RESTful API和gRPC接口已经在beta测试中,目前有约200位开发者参与。正式版预计2026年Q3上线,提供按量计费和包月两种模式。API文档遵循OpenAPI 3.1规范,同时提供Python、JavaScript和Java三种语言的SDK。测试期间反馈最多的问题是WebSocket流式翻译的断线重连逻辑,我们正在优化。