网址缩短服务的技术原理由短码生成、数据库存储和 HTTP 重定向三个要素构成。本文将结合实际的 HTTP 响应示例，解说短链接是如何生成并将用户转发到原始网址的。
首先，用户输入长网址后，服务端会生成一个唯一的短码。生成方法有多种：随机生成字母数字串、从原始网址的哈希值 (如 SHA-256) 中提取前几个字符、将序列号进行 Base62 编码等。Base62 编码是使用 0-9 的 10 个数字、a-z 的 26 个小写字母和 A-Z 的 26 个大写字母共 62 个字符来表示数值的方式。例如，将序列号 100000 转换为 Base62 后得到 "q0U" (3 个字符)。6 个字符的代码可以产生 62 的 6 次方 (约 568 亿) 种组合，即使是大规模服务也能确保足够的唯一性。哈希方式的优点是对同一网址始终生成相同的代码，但需要处理碰撞 (不同网址生成相同代码) 的问题。序列号方式不会发生碰撞，但由于代码可预测，需要在安全性方面加以考虑。
生成的短码与原始网址的对应关系保存在数据库中。通常使用 NoSQL 数据库 (如 DynamoDB) 或关系型数据库，重视高速读取性能。由于短链接的访问以读取操作为主，许多服务会设置缓存层 (Redis、Memcached 等) 来提升响应速度。大规模服务还会在源服务器前部署 CloudFront 等 CDN，将重定向响应本身缓存到边缘节点，为全球用户提供毫秒级延迟的重定向服务。不过，使用 CDN 缓存时需要注意 301 重定向的缓存期限。即使更改了链接目标，如果缓存仍然存在，就会继续转发到旧网址，因此 TTL (缓存有效期) 的设计至关重要。欢迎参阅在 Amazon 搜索 HTTP 协议入门书籍。
当用户访问短链接时，服务器执行 HTTP 重定向。实际的重定向响应由以下 HTTP 头构成："HTTP/1.1 301 Moved Permanently"、"Location: https://example.com/very/long/original-page?utm_source=campaign"、"Cache-Control: max-age=86400"、"Content-Length: 0"。浏览器读取 Location 头后，自动跳转到指定的网址。重定向主要分为 301 (永久重定向) 和 302 (临时重定向) 两种。301 重定向会被浏览器缓存，速度较快，但第二次及之后的访问不再经过服务器，导致访问分析精度下降。302 重定向每次都经过服务器，可以实现精确的追踪。许多短链接服务为了优先保证追踪精度而采用 302。
在终端中使用 curl 命令可以直接确认重定向的行为。执行 "curl -v -L https://short.url/abc" 后，响应头中会显示 HTTP 状态码和 Location 头，可以观察浏览器按照 Location 头跳转的过程。使用 "-I" 选项可以仅获取头信息，便于确认重定向链。
从 DNS 解析到重定向完成的流程如下：浏览器通过 DNS 解析短链接的域名，获取服务器的 IP 地址 (通常 10 至 50 毫秒)；然后通过 TLS 握手建立 HTTPS 连接 (50 至 100 毫秒)，向服务器发送 HTTP GET 请求；服务器在数据库或缓存中查找短码对应的原始网址 (1 至 10 毫秒)，在 Location 头中设置原始网址并返回重定向响应；浏览器跳转到原始网址，经过同样的 DNS 解析和连接建立后显示页面。使用 CDN 的情况下，从首次 DNS 解析到收到重定向响应大约在 20 至 50 毫秒内完成。
重定向方式的选择取决于用途的权衡。对于重视 SEO 的永久链接，301 更为合适，Google 已官方确认会通过 301 传递链接权重 (SEO 评价)。另一方面，对于重视点击统计精确性的营销用途，302 更为合适。部分服务还提供了让用户选择重定向类型的选项。
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