工信部何寶宏漫談電力網(wǎng)軟件定義的可靠性

時(shí)間:2013-06-27

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):當(dāng)今世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)比拼的是“軟實(shí)力”,信息產(chǎn)業(yè)的可靠性也開(kāi)始比拼“軟冗余”了,未來(lái)必將會(huì)有更多的“軟冗余”技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)。比如,數(shù)據(jù)中心在高可靠性服務(wù)方面的成本支出驚人,隨著“軟冗余”時(shí)代的來(lái)臨,柴油發(fā)電機(jī)、UPS和蓄電池等,會(huì)成為數(shù)據(jù)中心古董級(jí)的技術(shù)嗎?

隨著硬件可靠性的提高,以及軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可靠性其實(shí)已經(jīng)是軟件定義的了,現(xiàn)在是時(shí)候讓服務(wù)器的服務(wù)可靠性也從硬冗余向軟件定義轉(zhuǎn)變了。

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用依賴于電信網(wǎng)提供通信服務(wù),電信網(wǎng)又依賴于電力網(wǎng)提供能源服務(wù)。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是電信網(wǎng)的OTT業(yè)務(wù),是“電信增值服務(wù)”,那么,電信網(wǎng)就是電力網(wǎng)的OTT業(yè)務(wù),是“電力增值業(yè)務(wù)”。

從分層可靠性看,下層電力網(wǎng)一般是99.9%~99.999%,中間電信網(wǎng)是99.999%,上層互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(含IP網(wǎng))是99.9%~99.99%。有點(diǎn)奇怪?依托在電力網(wǎng)提供能源的電信網(wǎng),為了多一個(gè)“9”的可靠性(平均),只能靠雙路供電、UPS和柴油發(fā)電機(jī)等手段來(lái)提高自身的供電可靠性。

都是電,電信網(wǎng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息,電力網(wǎng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞能源。事實(shí)上,電力網(wǎng)和電信網(wǎng)的淵源很深,電報(bào)是電力(那時(shí)還沒(méi)電力網(wǎng),靠電池供電)的第一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用,后來(lái)有了電話和電燈等“電力應(yīng)用”以及電力的組網(wǎng)。

用百度搜索一下,結(jié)果顯示,“電信級(jí)可靠性”的數(shù)量是“銀行級(jí)可靠性”的1萬(wàn)倍,是“航空級(jí)安全性”的30倍。電信級(jí)可靠性似是唯一一個(gè)以行業(yè)命名的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),是值得全體電信人驕傲的一個(gè)指標(biāo)。

長(zhǎng)期以來(lái),電信網(wǎng)也確實(shí)需要很高的可靠性。因?yàn)樗侨祟愇ㄒ坏囊粡堧p向通信網(wǎng),幾乎所有的信息傳遞都依賴它。試想一下,在衛(wèi)星和計(jì)算機(jī)等其他雙向通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)明前,電信網(wǎng)中斷1小時(shí)會(huì)怎樣?輕則經(jīng)濟(jì)混亂和新聞媒體歇業(yè)等,重則可能導(dǎo)致核戰(zhàn)爭(zhēng)。

提供高可靠性服務(wù)也是電信界非常樂(lè)意做的一件事情。原因可能有:1)樹(shù)立良好的社會(huì)形象;2)吸引國(guó)防、金融和政府等對(duì)可靠性要求非常高的用戶,直接成為電信網(wǎng)的用戶;3)可能的超額利潤(rùn);4)提高技術(shù)和資金門(mén)檻,鞏固市場(chǎng)壟斷地位。但電信級(jí)5個(gè)9可靠性說(shuō)法,雖然流行但無(wú)權(quán)威出處。

電信網(wǎng)提高可靠性的方法主要靠硬件的冗余:冗余的線路(如SDN保護(hù)倒換環(huán),雙線接入),冗余的設(shè)備(雙機(jī)備份),當(dāng)然還有冗余的供電系統(tǒng),以及與之相伴的大量維護(hù)人員。這種“硬冗余”的代價(jià)就是成本倍增,同時(shí)硬件資源的利用率很低。

隨著硬件可靠性的提高,以及軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)在有越來(lái)越多的通過(guò)“網(wǎng)絡(luò)+軟件”的“軟冗余”方式。“硬冗余”追求硬件的零故障,而軟冗余允許單個(gè)硬件故障的存在,在系統(tǒng)范圍內(nèi)通過(guò)“網(wǎng)絡(luò)+軟件”的方式解決。“軟冗余”的好處是巨大的,CAPEX和OPEX都可以明顯下降。

在互聯(lián)網(wǎng)分層模型中,物理線路的比特錯(cuò)誤經(jīng)常通過(guò)鏈路層糾錯(cuò)機(jī)制(如CRC和FEC)來(lái)解決,IP層不處理鏈路層幀錯(cuò)誤,交TCP層處理。這是因?yàn)門(mén)CP/IP的設(shè)計(jì)者認(rèn)為,隨著技術(shù)的進(jìn)步,物理層和鏈路層的錯(cuò)誤率已非常低了,而上層又必須處理可靠性問(wèn)題,夾心層IP無(wú)須多此一舉。

TCP/IP的這種設(shè)計(jì),使得網(wǎng)絡(luò)局部故障不會(huì)導(dǎo)致通信中斷(通過(guò)BGP/ISIS/OSPF等技術(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整路由和迂回流量,也是一種軟冗余),提高了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的可生存性和可靠性。當(dāng)然,在TCP/IP這一假設(shè)中認(rèn)為通信終端是可靠的,如果通信終端(比如服務(wù)器)也不可靠,就沒(méi)再涉及了。

而現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用流行的C/S模型、B/S或App/云計(jì)算等模型,都要求服務(wù)側(cè)終端的服務(wù)高可靠性,這是TCP/IP技術(shù)設(shè)計(jì)之初沒(méi)有考慮的。而解決服務(wù)側(cè)高可靠性的方案,目前主要還是靠“硬冗余”:服務(wù)器多機(jī)備份、服務(wù)器集群和熱切換等。

通過(guò)TCP/IP軟件包和無(wú)連接的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可靠性其實(shí)已經(jīng)是軟件定義的了,現(xiàn)在是讓服務(wù)器的服務(wù)可靠性也從硬冗余轉(zhuǎn)向軟件定義的時(shí)候了。服務(wù)器“軟冗余”的代表性技術(shù)就是云計(jì)算,它將TCP/IP的“軟冗余”思路從網(wǎng)絡(luò)層延伸到了應(yīng)用層,從路由器延伸到了服務(wù)器。

網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí),TCP/IP是將通信流量遷移到其他路徑上去;計(jì)算(主要是服務(wù)器)出現(xiàn)故障時(shí),云計(jì)算是將計(jì)算遷移到其他設(shè)備甚至其他數(shù)據(jù)中心去。無(wú)論是TCP/IP還是云計(jì)算都是軟冗余,出現(xiàn)故障時(shí)需要的只是“軟迂回”或“軟切換”。

當(dāng)今世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)比拼的是“軟實(shí)力”,信息產(chǎn)業(yè)的可靠性也開(kāi)始比拼“軟冗余”了,未來(lái)必將會(huì)有更多的“軟冗余”技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)。比如,數(shù)據(jù)中心在高可靠性服務(wù)方面的成本支出驚人,隨著“軟冗余”時(shí)代的來(lái)臨,柴油發(fā)電機(jī)、UPS和蓄電池等,會(huì)成為數(shù)據(jù)中心古董級(jí)的技術(shù)嗎?

隨著硬件可靠性的提高,以及軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可靠性其實(shí)已經(jīng)是軟件定義的了,現(xiàn)在是時(shí)候讓服務(wù)器的服務(wù)可靠性也從硬冗余向軟件定義轉(zhuǎn)變了。

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用依賴于電信網(wǎng)提供通信服務(wù),電信網(wǎng)又依賴于電力網(wǎng)提供能源服務(wù)。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是電信網(wǎng)的OTT業(yè)務(wù),是“電信增值服務(wù)”,那么,電信網(wǎng)就是電力網(wǎng)的OTT業(yè)務(wù),是“電力增值業(yè)務(wù)”。

從分層可靠性看,下層電力網(wǎng)一般是99.9%~99.999%,中間電信網(wǎng)是99.999%,上層互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(含IP網(wǎng))是99.9%~99.99%。有點(diǎn)奇怪?依托在電力網(wǎng)提供能源的電信網(wǎng),為了多一個(gè)“9”的可靠性(平均),只能靠雙路供電、UPS和柴油發(fā)電機(jī)等手段來(lái)提高自身的供電可靠性。

都是電,電信網(wǎng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息,電力網(wǎng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞能源。事實(shí)上,電力網(wǎng)和電信網(wǎng)的淵源很深,電報(bào)是電力(那時(shí)還沒(méi)電力網(wǎng),靠電池供電)的第一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用,后來(lái)有了電話和電燈等“電力應(yīng)用”以及電力的組網(wǎng)。

用百度搜索一下,結(jié)果顯示,“電信級(jí)可靠性”的數(shù)量是“銀行級(jí)可靠性”的1萬(wàn)倍,是“航空級(jí)安全性”的30倍。電信級(jí)可靠性似是唯一一個(gè)以行業(yè)命名的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),是值得全體電信人驕傲的一個(gè)指標(biāo)。

長(zhǎng)期以來(lái),電信網(wǎng)也確實(shí)需要很高的可靠性。因?yàn)樗侨祟愇ㄒ坏囊粡堧p向通信網(wǎng),幾乎所有的信息傳遞都依賴它。試想一下,在衛(wèi)星和計(jì)算機(jī)等其他雙向通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)明前,電信網(wǎng)中斷1小時(shí)會(huì)怎樣?輕則經(jīng)濟(jì)混亂和新聞媒體歇業(yè)等,重則可能導(dǎo)致核戰(zhàn)爭(zhēng)。

提供高可靠性服務(wù)也是電信界非常樂(lè)意做的一件事情。原因可能有:1)樹(shù)立良好的社會(huì)形象;2)吸引國(guó)防、金融和政府等對(duì)可靠性要求非常高的用戶,直接成為電信網(wǎng)的用戶;3)可能的超額利潤(rùn);4)提高技術(shù)和資金門(mén)檻,鞏固市場(chǎng)壟斷地位。但電信級(jí)5個(gè)9可靠性說(shuō)法,雖然流行但無(wú)權(quán)威出處。

電信網(wǎng)提高可靠性的方法主要靠硬件的冗余:冗余的線路(如SDN保護(hù)倒換環(huán),雙線接入),冗余的設(shè)備(雙機(jī)備份),當(dāng)然還有冗余的供電系統(tǒng),以及與之相伴的大量維護(hù)人員。這種“硬冗余”的代價(jià)就是成本倍增,同時(shí)硬件資源的利用率很低。

隨著硬件可靠性的提高,以及軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)在有越來(lái)越多的通過(guò)“網(wǎng)絡(luò)+軟件”的“軟冗余”方式。“硬冗余”追求硬件的零故障,而軟冗余允許單個(gè)硬件故障的存在,在系統(tǒng)范圍內(nèi)通過(guò)“網(wǎng)絡(luò)+軟件”的方式解決。“軟冗余”的好處是巨大的,CAPEX和OPEX都可以明顯下降。

在互聯(lián)網(wǎng)分層模型中,物理線路的比特錯(cuò)誤經(jīng)常通過(guò)鏈路層糾錯(cuò)機(jī)制(如CRC和FEC)來(lái)解決,IP層不處理鏈路層幀錯(cuò)誤,交TCP層處理。這是因?yàn)門(mén)CP/IP的設(shè)計(jì)者認(rèn)為,隨著技術(shù)的進(jìn)步,物理層和鏈路層的錯(cuò)誤率已非常低了,而上層又必須處理可靠性問(wèn)題,夾心層IP無(wú)須多此一舉。

TCP/IP的這種設(shè)計(jì),使得網(wǎng)絡(luò)局部故障不會(huì)導(dǎo)致通信中斷(通過(guò)BGP/ISIS/OSPF等技術(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整路由和迂回流量,也是一種軟冗余),提高了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的可生存性和可靠性。當(dāng)然,在TCP/IP這一假設(shè)中認(rèn)為通信終端是可靠的,如果通信終端(比如服務(wù)器)也不可靠,就沒(méi)再涉及了。

而現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用流行的C/S模型、B/S或App/云計(jì)算等模型,都要求服務(wù)側(cè)終端的服務(wù)高可靠性,這是TCP/IP技術(shù)設(shè)計(jì)之初沒(méi)有考慮的。而解決服務(wù)側(cè)高可靠性的方案,目前主要還是靠“硬冗余”:服務(wù)器多機(jī)備份、服務(wù)器集群和熱切換等。

通過(guò)TCP/IP軟件包和無(wú)連接的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可靠性其實(shí)已經(jīng)是軟件定義的了,現(xiàn)在是讓服務(wù)器的服務(wù)可靠性也從硬冗余轉(zhuǎn)向軟件定義的時(shí)候了。服務(wù)器“軟冗余”的代表性技術(shù)就是云計(jì)算,它將TCP/IP的“軟冗余”思路從網(wǎng)絡(luò)層延伸到了應(yīng)用層,從路由器延伸到了服務(wù)器。

網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí),TCP/IP是將通信流量遷移到其他路徑上去;計(jì)算(主要是服務(wù)器)出現(xiàn)故障時(shí),云計(jì)算是將計(jì)算遷移到其他設(shè)備甚至其他數(shù)據(jù)中心去。無(wú)論是TCP/IP還是云計(jì)算都是軟冗余,出現(xiàn)故障時(shí)需要的只是“軟迂回”或“軟切換”。

當(dāng)今世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)比拼的是“軟實(shí)力”,信息產(chǎn)業(yè)的可靠性也開(kāi)始比拼“軟冗余”了,未來(lái)必將會(huì)有更多的“軟冗余”技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)。比如,數(shù)據(jù)中心在高可靠性服務(wù)方面的成本支出驚人,隨著“軟冗余”時(shí)代的來(lái)臨,柴油發(fā)電機(jī)、UPS和蓄電池等,會(huì)成為數(shù)據(jù)中心古董級(jí)的技術(shù)嗎?

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