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群英论“数” ∣莫让分布式系统变成企业熵增的助推器

2022/09/30 4203

文:戴敏  南天信息金融科技首席架构师 


数字化转型支撑的业务战略转型为分布式技术应用提供了广阔的市场空间,分布式技术和系统的应用将会遍地开花。通常认为分布式系统可以避免应用系统快速的熵增,然而,有时它却反而成为熵增的助推器。且看南天信息如何解决这一难题。


分布式技术应用现状

用“如火如荼”形容分布式技术的应用可能都不够,用“红得发紫”更贴切。分布式解耦机框技术、分布式电站光伏、分布式机器学习、分布式架构、分布式存储、分布式框架……分布式无处不在,分布式技术已经成为系统弹性的必然选择。NFT(Non-Fungible Tokens,非同质化通证/不可同质化代币/不可替代代币)、DeFi(Decentralized Finance,去中心化金融)更是分布式技术应用的新领域。

总的而言,以互联网、移动互联网为基础的业务变革提供了分布式技术应用的基本驱动力,在数字化转型的推动下,分布式技术和系统已遍布世界的每一个角落。


 


分布式系统或成企业熵增的助推器

熵增定律是克劳修斯提出的热力学定律,克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程,即热量从高温物体流向低温物体是不可逆的,孤立系统总是趋向于熵增,最终达到熵的最大状态,也就是系统的最混乱无序状态。熵增定律包括了生命和非生命的演化规律。而熵可以定义为系统中的无效能量,用来度量一个系统的“内在混乱程度”。
从这个角度上来说,分布式技术的引入对于应用系统而言的重要意义在于帮助应用系统打破了“封闭系统”、“无外力做功”的限制条件,避免了应用系统快速的熵增,进而导致无法满足既定的业务支撑的目标。

但遗憾的是,分布式技术也带来了异构性、开放性、安全性、弹性、故障处理、并发性、透明性/屏蔽/隔离、服务质量(例如SLA)等方面的技术挑战。简单来说,可以将分布式系统看作复杂系统,复杂系统建设所面临的困难也是分布式系统需要面对的。一不小心这些挑战/困难会成为系统熵增的推进器,导致系统处于混乱的状态下并且加速向更混乱的情况发展。这种混乱典型的外在表现有:系统更容易崩溃/产生故障;业务变更/创新需要更长的时间和TCO,这也许会体现在上线后的缺陷和修复成本上;服务消费方的变更更困难,例如:N to N的低效的牵一发而动全身的变更。

简言之,要小心应用了分布式技术的分布式系统不但无法实现熵减,反而是熵增的助推器的风险。


如何避免分布式系统带来熵增

应该说,要解决好这个问题,需要像对待数字化转型一样,从战略/技术战略开始,规划、分解、落地。如能从业务战略角度开始,那就更好了。当然,对于很多企业的非特殊应用场景,只要能做到如下几个方面,都将产生很正面的影响,减缓熵增。

 

团队的工程师基因:从IT技术发展历史可以看出,好的技术都有新挑战,但只要有工程师文化,一定可以解决。换句话说,别想躲,先正视困难/挑战迎难而上才有可能解决。例如:每位开发人员都应该有“寿命测试”的思想并在前期针对性做了设计;开发人员可能要有意识地设计资源池的规则以便资源耗尽时能自动创建更多的链接资源,或者在可用资源耗被占用时,能支撑快速、短暂的资源请求阻塞,并且,设计组件为主动超时。因此,这需要技术团队的整体文化来支撑,当然这些文化应该有适应性的调整。


坚持脚踏实地、重视交付质量:不论技术体系如何演进,交付质量都是会产生较大影响的因素。例如分布式系统典型的隐藏缺陷是那些长时间“堆叠”才展现出来的缺陷,有重视交付质量的工程组织、管理,才可能在开发测试环境中早早就挂起了至少以“旬”为单位的不间断的关键组件测试。并且在架构设计阶段就正视分布式技术的各项挑战,并通过与业务目标、系统目标对标找到关键架构要素进行更深入的设计,以尽量高效地保障交付质量。


分布式系统需要更好的设计能力、软件工程能力:设计能力、软件工程能力相比较属于隐性的能力,不容易直接度量,但这往往是好系统建设的特性。对于分布式系统的建设也是一样。问题是如何在建设过程中践行这一点?如何在设计能力、软件工程能力上针对分布式技术应用进行调整和落实?

关注分布式系统的产品化思想并实践:毕竟分布式系统本就是为了服务于数字化转型下的业务战略而构建的,产品化思想包含的快速上线、快速获取反馈、快速迭代以及对需求方/使用方的使用体验的提升等,能帮助分布式系统尽早、尽快地发现各类技术挑战的问题,当然也能尽快调整对业务支撑中的问题,避免系统加速熵增。

 

南天信息通过数十年的行业客户IT服务形成了自身独特的文化以及以行业客户为中心的交付质量体系、技术能力体系,早在2010年就开始帮助客户在核心业务领域建设分布式系统,以获得更好的业务支撑。未来南天信息将在不断的技术演进进程中延续并不断将这些体系结合实践经验进行适应性的演进,满足客户不断提升的IT服务需要。

本文涉及的专业词汇是从系统全生命周期的角度而言的,例如:异构性除了网络、硬件等的异构外,也包括通信、协议甚至是http动词规范上的异构性;封闭系统更重要的也不是信息流上的对外“封闭”,而是指开发/维护团队、变更效率等的“封闭”,变更慢、低效与“封闭”有近似的负面效果;开放性代表的是不同的方式扩展和重构的能力/特性……

 

关于 《群英论“数” 》栏目

从实践一线观察行业发展。

南天信息有这样一群资深IT人,他们长期工作在客户一线,专注技术与业务场景的融合应用。现在,他们将实践中的思考感悟梳理成文,畅聊前沿技术应用趋势、创新场景落地方向等,期待与您共探转型新路径,共创发展新格局。


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