使軟體系統有效維運應依循之過程與建議(上)

林泰龍【經濟部標準檢驗局國家標準技術委員會資訊與通訊分組委員】

從內政部移民署入出境管制電腦系統當機事件談起

前言

在本（2009）年初，桃園機場二期航站境管電腦系統，發生了持續36小時的當機事件，形成國門洞開，對國家安全與人員出入境管制造成極大的影響，震驚國人。此事件同時也暴露出，長期以來國內資訊技術產業界與資訊技術服務獲取者（acquirer），在資訊相關系統維運觀念與作法上的問題。為避免類似事件於未來再次上演，並且提升應用系統的服務品質，國內IT業界與系統維運服務的獲取者、供應者等，實應致力尋求改進作法。而其中最佳的方式，就是大幅地朝向國際IT業界的最佳實務上修正。

事件經過

扮演台灣國家大門角色的桃園國際機場，其二期航站中內政部移民署所屬的入出境管制電腦系統，於1月3日上午發生當機，事件發生後，甫於2008年12月31日得標接手負責該系統維運之廠商M公司，在沒有完成簽約及責任交接程序情況下，旋即派員前往處理。根據媒體的報導，維修人員更換了三個硬碟及一塊主機板，惟其中一顆硬碟之規格不符（延至1月5日始更換完成）；之後，二期航站所有查驗系統電腦在轉換至一期航站主機後，始恢復運作。1月5日早晨5時至1月6日中午，一期航站主機亦發生當機（疑似二航站電腦硬碟更換後，準備將一期航站正常運作電腦中的資料，重建於二期航站電腦磁碟的傳輸、重建轉換過程發生錯誤，導致一期航站電腦無法運作），維運廠商全力進行搶救無效；1月6日13時，在內政部廖部長的指示下，移民署派遣原該系統建立人員--資深高級電腦分析師章毅昌進駐機場指揮搶救，至14時50分，一期航站電腦恢復；一、二期航站入出境管制電腦系統並先後於16:46及16:58恢復正常。境管電腦，包括外站機場、港口，自17時起運作全面正常。

儘管本事件存在許多想像空間，但本文之目的並不在於本事件的報導或評論。而是想藉由此事件，探討與系統維運有關的過程與作法，這也是以往在系統與軟體生命週期過程與活動的相關討論中，較少觸及的部分。同時，在我國政府採購法裡已明文規定，獲取者在辦理資訊業務委外時，應遵從有關產品與服務交付或提供準則之國際標準（例如ISO/IEC 15288:2008與ISO/IEC 12207:2008）與國家標準（CNS 15008與CNS 14837），因此所提出的作法與建議，亦將以國家標準與國際標準為依歸。

系統維運既有做法

以往系統/軟體工程從業人員，在面對系統建置時，系統之架構決策，多半是圍繞在來自硬體廠商所提的架構方案。例如，面對任務關鍵（Mission- Critical）多會建議HA（High-Availability）架構，但系統建置商工程人員對於HA架構其他的問題則咸少觸碰，甚至從未真正地深入思考。與系統維運有關的議題，則有賴獲取者（acquirer）建議徵求書（Request for Proposal）中所列的需要與需求，若獲取者沒有系統/軟體工程的全般經驗，RFP中的需求規格亦是到處抄抄寫寫而來，則對於新建系統未來五至十年，甚至於更久之維運問題，多是欠缺考慮的。

當系統驗收後進入維運階段，在面對電腦系統運作與維護的問題時，系統/軟體工程從業人員乃至於獲取者與使用者所認同的作法，通常是被動的「見招拆招」。此種應對方式雖然可以快速地解決問題，但是有可能造成後續更難解的後遺症，因為這類的解決方案，有可能是使用了不恰當的替代品，而造成系統往後更容易當機。或者，軟體因為缺乏有效的設計文件，除錯人員在無法理解原設計者的想法下，放棄原有元件，另外撰寫程式，從而使得衍生出其他問題的可能性升高。

系統要能有效地維運，其維運體系絕對不會是自然天成的，所有運作程序、維護週期、維護的程序等等，均必須著眼於系統任務的達成而建立，而這些工作必須配合系統建置的過程逐步產生。

系統維運是設計出來的

有效的系統維運應是設計出來的，而且維運的活動、程序、方法等，都是使系統達成其目標或完成其任務的重要部分，應列入系統需求中，利用系統/軟體工程分析與設計，將之設計於整個系統運作的體系當中。此種所謂Design-in Maintenance觀念普遍見於硬體設備的開發設計中，而且屬於系統工程的重要部分。但是由於現今國內各級學校的軟體工程課程，著重在程式語言的教學，以及透過專題的製作，展現學生學習程式語言的成果。因此，即使在學程當中談及部分的軟體分析設計，多半也是著眼於學生可以在專題中運用的部分。例如，會談及統一塑模語言（Unified Modeling Language, UML）與物件導向分析與設計（Object-Oriented Analysis and Design），但所述僅是UML及SA/SD方法本身，較缺乏具有教育意義的系統分析與設計經驗傳承。其實，從所謂教育與訓練觀念層次而言，學校教育裡做的，多半是軟體開發技術的訓練，而非軟體工程的教育。

由於，目前在市面上已有相當優異的系統開發工具[1]出現，系統在經過良好的系統分析與設計之後，運用自動化的程式開發工具，任何人均可以根據設計文件，以簡單的滑鼠拖曳、點擊（clicks）及設定的動作，即可完成系統的實作。期間不涉及任何一行程式碼的撰寫。因此，未來在學校教育中，應該可以將軟體工程的核心，重新置於系統分析與設計的教育上，將完整且重要的系統觀念灌輸給學生，相信這對於未來軟體產業的競爭力提升，將有莫大的助益。

由於系統維運是設計出來的，因此系統維運的相關要求與作法，應該在系統獲取過程（Acquisition Process，參閱ISO/IEC 15288與ISO/IEC 12207之獲取過程）中即予決定。在獲取過程中，所律定的系統需要、需求不應只是系統功能層面而已，尚需包括系統未來如何運作與維護，而且，系統執行任務的能力與維運需求亦應是相互搭配的。吾人必須了解，硬體會面臨老化的問題，當硬體老化或受高溫影響時，即有可能造成應用軟體運作不正常；而軟體在長期運作下，也可能因為作業系統裡的小狀況，而造成記憶體分配不當或遭遇其他服務鎖定未能釋放的問題，進而產生不預期的結果。這些問題都需要依靠計畫性的保養與維護予以修正。因此，即使是提供7x24小時服務的系統，其軟硬體均須有備援或替換的機制，讓系統適時地停機保養與維護，以延長系統運作的壽命，並確保系統運作的可靠性。而所謂「適時地停機保養與維護」，絕對是需要在功能、服務、硬體壽限與容量等等之間，相互協調且經過設計的，而這也構成了所謂的系統服務等級協議（Service Level Agreement, SLA）的基礎。而在系統發展階段所設計的SLA基礎，亦成為未來系統維運時，確保能持續符合系統服務品質的基準。

系統的需求應是由利害相關者（包括使用者、獲取者、發展者、供應者、運作者與維護者等）透過各種管道提出的，但在系統概念形成之初期，利害相關者可能對於自己的需要與需求，並不甚了解。因此，吾人可以參照ISO/IEC 15288與CNS 15008（系統生命週期過程標準）、ISO/IEC 12207與CNS 14837（軟體生命週期過程標準）、ISO/IEC 9126-1 [ISO/IEC 25010]與CNS14948-1（軟體品質模型）、ISO/IEC 25030（軟體產品品質需求與評估(SQuaRE)-品質需求）、ISO/IEC 27001與CNS 27001（資訊安全管理系統）、ISO/IEC 13335與CNS 14929（資訊技術安全管理指導綱要）標準系列及ISO/IEC 14598與CNS 15014（軟體產品評估）標準系列等，協助系統的利害相關者提出其需求（該等需求應該是以量化方式呈現，並且是可以量測的[2]），並做為後續系統分析設計與產生系統服務等級協議的指導。

結語

系統維運單靠維運服務提供廠商能力與容量（capacity），並不足以確保成功，既有系統要能有效維運，獲取者應在系統生命週期的初期，即有全面而週全之規劃與考慮。各種國際標準與國家標準（例如，ISO/IEC 15288、ISO/IEC 12207、CNS 15008、與CNS14837等標準），具有許多有助於系統有效維運之最佳實務（best practices），能對獲取者在系統維運服務獲取時，提供指導與協助。而在國內，政府部門基於政府採購法的規定，亦應遵循國家標準與國際標準的實務與規定，發展、運作與維護應用系統。

系統維運能力與要求，係由獲取者與發展者，在其生命週期的獲取與建置階段中，透過設計手段使之成為系統整體的一部分。當系統進入生命週期的維運階段後，即應根據該等維運設計，實踐系統維運的各項活動。

附註：
[1] 例如OeasyWeb，http://www.hibloc.com/，為國內廠商所開發，以Java語言所發展，能為系統實作自動產生程式碼，而不需程式設計師撰寫任何程式，可避免因為人為原因造成的程式錯誤，並可以大幅縮短系統發展之時間，讓開發單位將注意力專注於系統的分析與設計工作上。該工具提供免費線上體驗。

[2] ISO/IEC 12207:2008第6.1.1.3.1.2節、ISO/IEC 15288:2008第6.4.1.3.(1)節(b)項及ISO/IEC 12207:2008第6.4.1.3.2.1節。

※下篇作者將更深入為大家解說應用系統在運行與維護的實務上有關：「維運服務之獲取與責任交接、系統維運之執行與控管、組織內的組態管理機制」等議題。

作者簡介  林泰龍
現任：
經濟部標準檢驗局國家標準技術委員會(資訊與通訊分組)委員
中華民國資訊軟體品質協會理事
貝司特科技有限公司顧問
台積典科技有限公司顧問

學歷：
海軍軍官學校75年班
南非普勒托利亞大學系統工程管理碩士(主修系統維護)

經歷：
國防部國防資訊中心資訊系統設計官
中華民國資訊軟體品質協會秘書長
景華管理顧問公司顧問(諮詢師)
印度QAI公司顧問(諮詢師)