短链接的环境影响 - 量化分析重定向产生的碳排放

短链接是一件方便的工具，但在它的背后会产生 HTTP 重定向这样一次额外的通信。一次重定向消耗的能量极其微小，可是如果在全世界每天重复数十亿次，就会变成不可忽视的环境负荷。本文用具体的数值来估算重定向产生的 CO2 排放量，并探讨在设计层面可以采取的削减对策。

每一次 Web 请求消耗的电力，据估算在数据中心一侧约为 0.3 Wh，在网络传输上约为 0.2 Wh，合计大约 0.5 Wh (The Shift Project, 2019)。经过短链接访问时，用户的浏览器首先向短链接服务器发送请求，然后再向作为响应收到的重定向目标重新发送请求。也就是说，与直接访问相比，至少会多产生一次额外的请求。

假设一次额外请求消耗 0.5 Wh，那么 CO2 排放量取决于电力的碳强度。根据 IEA (国际能源署) 的 2023 年数据，全球平均碳强度约为 490 g-CO2/kWh。因此，一次重定向的 CO2 排放量约为 0.245 mg。

Bitly 公开表示，它每月处理的点击量超过 100 亿次。除 Bitly 之外，如果把 TinyURL、Rebrandly 以及各个社交平台内置的短链接功能合并计算，全世界每年的重定向次数即使保守估计也会超过 3,000 亿次。

把 3,000 亿次乘以 0.245 mg，相当于每年约 73,500 吨 CO2。这个规模与日本约 25,000 户普通家庭的年排放量相当 (按环境省 2022 年的数据，每户约 2.9 吨)。当然这一试算存在幅度，但可以肯定的是，它不是一个能用「不过是重定向而已」轻易带过的数字。

短链接服务大多使用 CDN (Content Delivery Network)。如果 CDN 的边缘服务器已经缓存了重定向目标的信息，请求就不会到达源服务器，而是在离用户更近的边缘节点上处理完毕。

在 CloudFront、Cloudflare 等主要 CDN 上，边缘缓存命中率超过 90% 的情况并不罕见。由于省去了到源服务器的往返，每个请求的网络传输距离大幅缩短，据估算与直接访问的情况相比可以削减 40%〜60% 的耗电量。妥善利用 CDN 的短链接服务，在环境负荷这一点上也处于优势。

重定向所用的 HTTP 状态码也会影响环境负荷。301 (Moved Permanently) 会让浏览器缓存响应，因此同一用户第二次以后点击同一个短链接时，会直接从浏览器缓存完成重定向。由于根本不会向服务器发出请求，额外的耗电为零。

另一方面，302 (Found) 在默认情况下不会被缓存。为了做点击分析而希望每次都经过服务器的服务倾向于采用 302，但这意味着同一用户再次访问时每次都会产生请求。假设重复点击率为 20%，仅仅改用 301 就可以把整体的请求数削减约 15%〜20%。

在不需要点击分析的用途上，例如内部文档的链接共享或印刷品上的二维码，选择 301 重定向就能直接降低环境负荷。

在设计和选择短链接服务时，为了降低环境负荷，需要考虑的要点可以整理如下。

第一，利用 CDN 边缘缓存是必须的。把到达源服务器的次数降到最低，就能抑制整个网络的能源消耗。第二，要按用途区分使用 301 和 302。对不需要分析的链接采用 301，最大限度地发挥浏览器缓存的作用。第三，数据中心的电力来源也是重要的选择标准。选择以 100% 可再生能源运营的云服务商，例如 AWS (2025 年达成目标) 和 Google Cloud (2017 年已达成)，就能让重定向的耗电实质上接近碳中和。

关于数据中心的能源效率和可持续的基础设施设计，能够系统学习的书籍正在增多。

一次重定向的 CO2 排放量只有 0.245 mg。但当它以每年 3,000 亿次以上的规模累积起来，就会变成数万吨级的排放量。利用 CDN、在合适的场合采用 301 重定向、选择以可再生能源运营的基础设施，这些设计判断的层层累积，会稳步降低短链接这一基础设施的环境负荷。让便利与可持续性兼得的设计，正是下一代短链接服务应有的姿态。