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2021年3月26日 星期五

從「蘇伊士運河」事件,檢視網路中是否有「單點故障、全體故障」缺陷

就在三天前,2021年3月23日,當地時間大約7:40 (5:40 UTC),台灣的長榮海運公司的貨櫃輪「長賜輪」(EVER GIVEN),在「蘇伊士運河」的航道上意外擱淺,正好將整個通道阻塞。因此,「蘇伊士運河」完全停止服務,任何輪船都無法穿越,一直到影片製作的現在。

我從「維基百科」、「Google地圖」的觀察,我發現,「蘇伊士運河」本身存在著「單點故障、全體故障」的問題,也就是Single Point of Failure, SPOF。因為開鑿運河本身,就是一個極為昂貴的工程,我的重點不是在指出「蘇伊士運河」的設計規劃有問題。我只是藉由這個例子,來說明任何網路系統的設計,如果存在著「單點故障、全體故障」的服務停止缺陷,雖然發生的機會很小,只要機會不是零,我們就必須預先規劃好,如何降低發生的機率;或是當這個狀況發生的時候,所產生的代價,我們是否可以承受;還有,我們必須花費多久時間,才能修復回正常服務的狀態。

「蘇伊士運河」事件的摘要

我先將視野,站在「蘇伊士運河」業主本身。



我從報導得知,「蘇伊士運河」在2020年一整年的過路費收入,大約是56 億美元 (5.6 Billion USD)。我假設運河本身365日每天都營運,平均每一天的收入,大約是一千五百萬美元 (15 Million USD),這個數字大約是超過新台幣四億元。因此每停止服務一天,過路費收入的損失就是一千五百萬美元。

到目前為止我的觀察,「蘇伊士運河」業主本身能夠做的手段,還沒有看到明顯的效果,包括使用拖船、挖開擱淺岸邊的砂土。目前已經尋求外部救援公司的協助。如果最後真的需要外部救援公司才能解決,我的估計,光是移動外部救援公司的機具到現場,可能就要好幾個星期,因此,這個阻塞問題需要更多的日子,才能夠解決。


光是過路費的收入,就是一筆好大好大的數字。

我將視野,拉回到網路系統。萬一我們的網路規劃,還存在著類似的「單點故障、全體故障」的SPOF問題,我提出下面幾個思考的切入點,來避免我的工作網路遇到,跟進行中的「蘇伊士運河」事故一樣糟糕的結果。

停止服務事件,發生的機率有多大?

雖然我沒有具體的統計數字,但是,經驗上告訴我,纜線、路由器、交換器、防火牆,任何可單獨安裝的硬體單位,一年內完全沒有任何故障的機率,幾乎是零。就算完全沒有故障,也只能算是運氣好。

我必須預期,一條纜線,一個路由器,一個交換器,一個防火牆,就在未來的一年內,一定會產生故障的事件。在這個情境下,來進行我的網路規劃。

因此即使發生單一硬體故障,也不會造成服務停止的冗餘設計(Redundancy),非常重要。例如,多重冗餘路徑、多重冗餘硬體的加入,都能夠減少停止服務的機率。

即使最後因為不敷成本不採用冗餘設計,這些冗餘設計的選項,我也必須列入考慮清單中。未來如果條件改變,我可以快速知道,我還有哪一些備案可以選擇。

停止服務事件,發生後的代價有多大?

地點不同,代價也不相同。如果某個網路連線,只服務一個時間要求不高的使用者,例如,單一普通員工的座位電腦、小群組印表機,代價也許不明顯。

但是如果是主幹道上面的網路,停止服務後,損失一定很可觀。如果可能,將預期的損失用金錢來估算,這樣會比較有感覺,同時,這個數字也能夠幫助我評估,我能夠投入的合理預算,有多少。

停止服務事件,發生的時候,要花多久時間修復?

在網路系統距離不遠處,準備一些多餘的可能故障的備用品,例如網路線、光纖收發器(Transceiver),甚至是交換器,都可以減少停止服務的時間。

尋求外部公司的協助,也是可行的選項。例如資訊系統另外付費的「保證四小時內到場維護」等級的硬體服務。

結論

前面三個切入點的問題,每個企業內的系統的情境、取捨,可能都不一樣。重點是,我都必須隨時準備好,我要如何去回答。



One more thing…

雖然我的視角只是網路系統,事實上,前面全部的檢視,也適用於任何的資訊系統。





回到「蘇伊士運河」。

誰能事先想得到,竟然會這麼剛好,擱淺意外,發生在「蘇伊士運河」單向、單通道的航道段,而且主角是總重量超過二十萬噸的、世界最大型的貨櫃船。

如果能回到過去,改成發生在雙通道航道段,或者是主角不是如此笨重的輪船,一切就不會演變成整個「蘇伊士運河」完全阻塞。

只要機率不是零,我都必須假設,這種事故真的會發生。我不能只靠運氣好。


我是洪李吉。我的網站是「Cisco學習資訊分享」。我們下次見!


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