新冠疫情引爆遺留系統(tǒng)問題

新冠疫情的全球性蔓延無疑對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了毀滅性的影響。僅美國在2020年3月下旬至4月初之間，就有2200萬人申請失業(yè)。為了幫助失業(yè)人士維持基本生活，美國政府于2020年3月底通過了2.2萬億美元救助法案，當(dāng)中包括每周增加600美元的失業(yè)救濟(jì)金。然而，不幸的是，由于需求激增，許多州政府網(wǎng)站崩潰，許多人面臨著嚴(yán)重的失業(yè)救濟(jì)申請?zhí)幚硌舆t。

[[376159]]

根據(jù)美國信息技術(shù)和創(chuàng)新基金會(ITIF)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，到2020年4月中旬，超過一半的州失業(yè)網(wǎng)站經(jīng)歷了嚴(yán)重的停機(jī)。佛羅里達(dá)州的站點(diǎn)甚至一度宕機(jī)16個小時。

部分原因在于許多組織機(jī)構(gòu)沒有考慮過這種需求量的激增，另一方面則是由于聯(lián)邦和地方州的失業(yè)IT系統(tǒng)過時且不兼容的問題。據(jù)悉，這些系統(tǒng)大多可以追溯到20世紀(jì)80年代，有些甚至可以追溯到更早以前。例如，佛羅里達(dá)州的失業(yè)網(wǎng)站正在運(yùn)行舊版本的Internet Information Services(基于Windows的Web服務(wù)器)，并使用舊版的ASP.net設(shè)計其系統(tǒng);還有至少12個州在其系統(tǒng)中運(yùn)行著一種有60年歷史的被稱為“COBOL”的編程語言。

多年來，COBOL人才短缺的狀況一直在加劇。據(jù)市場研究公司Gartner估計，COBOL程序員的平均年齡超過60歲，絕大多數(shù)已經(jīng)退休。

為了解決該問題，各州政府正在與專家們合作更新COBOL代碼來實(shí)施政府救助計劃。2020年4月中旬，新澤西州州長Phil Murphy甚至在新聞發(fā)布會上公開呼吁/懇求COBOL程序員來幫助處理該州的計算機(jī)問題。

出現(xiàn)問題的不只有州/地方系統(tǒng)，聯(lián)邦級別同樣出現(xiàn)了類似的問題。作為聯(lián)邦政府疫情救助計劃的一部分，符合條件的美國納稅人將從美國國稅局(IRS)獲得1200美元的付款。但是，由于國稅局的計算機(jī)系統(tǒng)甚至比各州的失業(yè)系統(tǒng)還舊，有些還可以追溯到60年前，所以花了20多周的時間才支付所有款項。

遺留系統(tǒng)現(xiàn)狀

正如傳奇投資者沃倫·巴菲特曾說過的那樣，“只有當(dāng)浪潮退去，你才能知道誰在裸泳。”新冠疫情就像一股大潮，暴露了政府對老舊IT系統(tǒng)的依賴。

當(dāng)然，在過時IT系統(tǒng)重壓下苦苦掙扎的并非只有政府部門，還有航空公司、銀行、保險公司以及其他商業(yè)實(shí)體，他們的系統(tǒng)同樣在運(yùn)行著供應(yīng)商不再支持的軟件或硬件，甚至存在很多無法修復(fù)的漏洞。

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，自2010年以來，全世界的企業(yè)和政府在IT產(chǎn)品和服務(wù)上的支出估計為35萬億美元。其中，約3/4用于運(yùn)營和維護(hù)現(xiàn)有的IT系統(tǒng)。至少有2.5萬億美元用于嘗試替換舊的IT系統(tǒng)，其中約有7,200億美元被浪費(fèi)在失敗的替換工作上。

但是令人驚訝的是，即便企業(yè)和公共機(jī)構(gòu)每年在其上花費(fèi)數(shù)千億美元，卻很少有人真正注意到這些IT系統(tǒng)。從起床到入睡，短短一天，我們就在不知不覺中與數(shù)十個IT系統(tǒng)進(jìn)行了交互。至于污水處理廠、電網(wǎng)、空中交通管制、電信服務(wù)和政府管理等基礎(chǔ)設(shè)施就更不用說了，它們的服務(wù)甚至取決于成千上萬個看不見的IT系統(tǒng)。

雖然說這些系統(tǒng)存在于我們生活的方方面面，但卻很少引起我們的關(guān)注，因?yàn)樗鼈冊诖蠖鄶?shù)情況下都運(yùn)行良好。我們甚至忽略了，IT是需要持續(xù)關(guān)注才能保持正常運(yùn)行的東西。

英國歷史學(xué)家David Edgerton在其里程碑式的研究《歷史的震撼——1900之后的技術(shù)和全球歷史》中聲稱，盡管維護(hù)和修復(fù)對于我們與技術(shù)的關(guān)系至關(guān)重要，但它們是“我們寧愿不考慮的問題”。結(jié)果，技術(shù)維護(hù)就如同身處混沌世界，在現(xiàn)實(shí)世界的賬目中幾乎看不到任何蹤跡。

確實(shí)，遺留IT系統(tǒng)的強(qiáng)隱形性也證明了這些系統(tǒng)的成功程度。

遺留系統(tǒng)的成因

事實(shí)上，關(guān)于“遺留系統(tǒng)”尚未有正式定義，但通常被理解為“在某種程度上已經(jīng)過時的關(guān)鍵系統(tǒng)”。它可能無法支持未來業(yè)務(wù)運(yùn)營;提供應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)或硬件的供應(yīng)商可能不再經(jīng)營或支持其產(chǎn)品;系統(tǒng)架構(gòu)可能因脆弱性或復(fù)雜性，不適合升級或修復(fù)的;或無從再獲知系統(tǒng)的運(yùn)行方式等等。

是否推進(jìn)計算系統(tǒng)現(xiàn)代化是困擾幾乎每個組織的問題。考慮到老舊IT系統(tǒng)造成的種種問題，你可能認(rèn)為推行現(xiàn)代化是無需思考的問題。但是這個決定并不像看起來那么簡單。有些遺留IT系統(tǒng)最終會以現(xiàn)代化的方式結(jié)束，但是有些組織卻并不想或負(fù)擔(dān)不起與現(xiàn)代化相關(guān)的成本和風(fēng)險。

顯然，對于日常操作至關(guān)重要的遺留系統(tǒng)，如果沒有發(fā)生重大破壞一般是不會進(jìn)行更換或強(qiáng)化的。因此，即便它們存在一些小問題，管理層還是傾向于忽略它并推遲現(xiàn)代化進(jìn)程。在過去很長時間里，這些系統(tǒng)并沒有發(fā)生災(zāi)難性的錯誤，因此它們?nèi)匀活B強(qiáng)的堅挺的存在著。

這種“踢皮球”的做法是可以理解的。大多數(shù)IT系統(tǒng)(無論是新的還是現(xiàn)代化的)都是十分昂貴的，如果沒有部分或完全失效，通常不會輕易被淘汰。

而且，管理層真正需要的是任何新的IT系統(tǒng)都能夠提供投資回報，并盡可能長時間地降低成本。這樣的需求往往導(dǎo)致多年來對日常維護(hù)的投資不足。當(dāng)然，那些批準(zhǔn)對新系統(tǒng)進(jìn)行投資的高管十年后可能發(fā)生職位變動，這些系統(tǒng)也逐漸變成了老舊系統(tǒng)。

同樣地，系統(tǒng)的開發(fā)人員很清楚遺留系統(tǒng)的運(yùn)行方式和局限性，但是他們很可能已經(jīng)去到其他項目或組織。對于壽命特別長的IT系統(tǒng)來說，大多數(shù)開發(fā)人員可能已經(jīng)退休。隨著時間的推移，這個系統(tǒng)就像辦公電梯一樣，成為用戶日常生活的一部分。只要它起作用，就不會有人特別注意它，最終它縮進(jìn)組織運(yùn)營的陰影之中。

遺留系統(tǒng)的后患

每月都有數(shù)百萬人經(jīng)歷著遺留IT系統(tǒng)帶來的不便和折磨。

(1) 業(yè)務(wù)中斷危機(jī)

對于這種挫敗感，英國銀行客戶深有感觸。據(jù)英國金融行業(yè)監(jiān)管局的數(shù)據(jù)顯示，2017年10月-2018年9月期間，該國的銀行報告了近600起IT運(yùn)營和安全事件，比去年同期增長了187%。政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)指出，銀行依賴已有數(shù)十年歷史的IT系統(tǒng)是造成此類事件反復(fù)發(fā)生的重要原因。

同樣感到挫敗的還有航空公司的乘客。在過去的幾年中，美國航空乘客平均每月經(jīng)歷近一次與IT相關(guān)的停機(jī)事件，其中許多是傳統(tǒng)IT造成的。有些系統(tǒng)持續(xù)宕機(jī)數(shù)天，造成數(shù)千航班的延誤或取消。

(2) 數(shù)據(jù)泄露危機(jī)

維護(hù)不佳的遺留系統(tǒng)極易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞。信用報告機(jī)構(gòu)Equifax公司就曾因其遺留系統(tǒng)的復(fù)雜性，導(dǎo)致未能及時修補(bǔ)公司“自動消費(fèi)者訪談系統(tǒng)”(Equifax于20世紀(jì)70年代為處理消費(fèi)者糾紛開發(fā)的系統(tǒng))中的一個嚴(yán)重漏洞，最終致使1.46億人的敏感個人信息泄露。

(3) 勒索攻擊危機(jī)

老舊的IT系統(tǒng)也為勒索軟件攻擊提供了方便。在這種類型的攻擊中，網(wǎng)絡(luò)入侵者會侵入關(guān)鍵IT系統(tǒng)后并加密所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)，直到支付贖金為止。在過去兩年中，勒索軟件襲擊了美國亞特蘭大和巴爾的摩的城市以及佛羅里達(dá)州的里維埃拉海灘和湖城的兩個城市。后兩個城市同意分別向攻擊者支付60萬美元和50萬美元。此外，還有數(shù)十個州和地方政府以及學(xué)校系統(tǒng)和醫(yī)院都遭遇了勒索軟件攻擊。

(4) 高昂的運(yùn)營和維護(hù)成本

即便沒有遭遇運(yùn)營中斷和安全事件，企業(yè)組織仍然需要面對遺留IT系統(tǒng)不斷攀升的運(yùn)營和維護(hù)成本問題。例如，美國政府問責(zé)局(GAO)最近的一份報告發(fā)現(xiàn)，美國政府在2019財年的900億美元開支中，近80%用于現(xiàn)有信息系統(tǒng)的運(yùn)營和維護(hù)。此外，在GAO詳細(xì)審查的7,000筆聯(lián)邦信息技術(shù)投資中，有5,233筆資金全部用在了運(yùn)營和維護(hù)，沒有任何資金用于現(xiàn)代化。

從2010財年到2017財年，IT現(xiàn)代化支出減少了73億美元，而運(yùn)維支出增長了9%。不斷增長的IT遺留成本將繼續(xù)吞噬政府IT現(xiàn)代化的“種子”。

盡管并非所有的運(yùn)營和維護(hù)成本都?xì)w因于遺留IT系統(tǒng)，但美國政府問責(zé)局指出，支出的增加很可能是由于支持過時的計算硬件所致，例如，美國國稅局2/3的硬件已經(jīng)超過了其使用壽命，而且因精通較舊語言的程序員越來越少，維護(hù)這些較舊編程語言開發(fā)的軟件和系統(tǒng)的成本也越來越高。

以COBOL(一種可以追溯到1959年的編程語言)為例，計算機(jī)科學(xué)專業(yè)早在幾十年前就停止了COBOL語言的教學(xué)。但是據(jù)報道，美國社會保障局和國稅局仍在運(yùn)行大約6000萬條COBOL代碼。而且，美國政府問責(zé)局在2016年的一份報告顯示，美國商務(wù)部、國防部、財政部、衛(wèi)生和公眾服務(wù)部以及退伍軍人事務(wù)部仍在“使用上世紀(jì)80年代和90年代的微軟操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)在十多年前就不再得到供應(yīng)商的支持”。

解決方案

鑒于大量遺留IT系統(tǒng)仍在使用中，解決遺留系統(tǒng)的問題勢在必行。

(1) 承認(rèn)問題的存在

解決一個大問題的第一步就是承認(rèn)自己存在這個問題。至少一些政府和企業(yè)已經(jīng)開始這么做了。例如，2017年12月，特朗普總統(tǒng)簽署了《政府技術(shù)現(xiàn)代化法案》。它允許聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和部門從1.5億美元的技術(shù)現(xiàn)代化基金中申請資金，以加速其IT系統(tǒng)的現(xiàn)代化。國會預(yù)算辦公室最初表示，每年的需求接近18億美元，但政客們擔(dān)心這筆錢是否會得到合理利用，最終導(dǎo)致資金大幅減少。

(2) 新技術(shù)推動現(xiàn)代化進(jìn)程

在商業(yè)領(lǐng)域，云計算和人工智能等新技術(shù)成為推動IT現(xiàn)代化的驅(qū)動力。CAI創(chuàng)始人Tony Salvaggio表示，“現(xiàn)在，所有人都知道IT可以推動組織創(chuàng)新。這些新技術(shù)在未來幾年內(nèi)將會摧毀現(xiàn)有商業(yè)模式的30%至40%。背負(fù)遺留IT系統(tǒng)的公司在快速交付改進(jìn)功能或客戶服務(wù)方面將毫無競爭能力，只能將自己困在其中，無法脫身。

值得注意的是，這種現(xiàn)象已經(jīng)在銀行業(yè)中發(fā)生了。傳統(tǒng)銀行在與新興銀行競爭時感到非常吃力，這些新興銀行將大部分IT預(yù)算用于創(chuàng)建新產(chǎn)品而不是支持遺留系統(tǒng)。例如，2014年開始運(yùn)營的英國Starling 銀行只提供手機(jī)銀行服務(wù)。它使用AWS托管其服務(wù)，并且僅花費(fèi)1800萬英鎊來創(chuàng)建其基礎(chǔ)設(shè)施。相比之下，英國的TSB銀行(一家成立于1810年的傳統(tǒng)全方位服務(wù)銀行)在2018年花了4.17億英鎊轉(zhuǎn)移到一個新的銀行平臺。

Starling 會維護(hù)自己所有的代碼，平均每天進(jìn)行一次軟件發(fā)布。之所以能這樣做，是因?yàn)樗c眾多的老舊IT系統(tǒng)沒有錯綜復(fù)雜的連接。根據(jù)英國銀行監(jiān)管機(jī)構(gòu)的說法，每個新版IT系統(tǒng)都存在可衡量的操作失敗風(fēng)險。更簡單的系統(tǒng)意味著與IT相關(guān)的中斷越來越少。自從Starling營業(yè)以來，僅發(fā)生了一次重大停機(jī)，而同一時間段，英國三大銀行中的每家至少都有十幾次停機(jī)事故。

(3) 杜絕數(shù)據(jù)孤島

現(xiàn)代化進(jìn)程本身也存在問題——將舊數(shù)據(jù)遷移到新系統(tǒng)。當(dāng)TSB銀行在2018年轉(zhuǎn)移到新的IT平臺時，大約190萬在線和移動客戶的賬戶被封鎖了將近2個星期。對一個遺留系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造通常意味著必須升級其他互連系統(tǒng)，而其他互連系統(tǒng)也可能是遺留系統(tǒng)。例如，在美國國稅局，最初安裝于20世紀(jì)60年代的主稅務(wù)主文件系統(tǒng)已被埋藏在更現(xiàn)代化，更相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)之下，每個系統(tǒng)都使得更換之前的系統(tǒng)變得更加困難。自1968年以來，該機(jī)構(gòu)一直在嘗試對其相互關(guān)聯(lián)的遺產(chǎn)稅系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造，以目前的匯率計算，累計成本至少為200億美元，但到目前為止，收效甚微。該組織計劃在未來五年內(nèi)再投入27億美元用于現(xiàn)代化建設(shè)。

另一個常見的問題是，各種遺留系統(tǒng)可能具有重復(fù)的功能。美國海軍正在安裝價值1.67億美元的海軍薪酬和人事系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在整合駐留在55個獨(dú)立的IT系統(tǒng)中的223個應(yīng)用程序，其中10個應(yīng)用程序的使用壽命已經(jīng)超過30年，還有一些已經(jīng)使用了50年之久。這些不同的系統(tǒng)使用21種編程語言，在跨越73個數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)的9個操作系統(tǒng)上執(zhí)行。

如此龐大的重復(fù)和數(shù)據(jù)孤島聽起來很荒謬，但卻非常普遍。而造成這一切的方式很簡單：政府發(fā)布一項新的授權(quán)，其中包括對某種類型的自動化的要求，并且該政策附帶了用于實(shí)施該自動化的新資金。相關(guān)部門或機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，相比升級現(xiàn)有系統(tǒng)所需的成本以及可能造成破壞的意外成本，不如直接創(chuàng)建一個新的IT系統(tǒng)更容易，即使這些新系統(tǒng)的部分(甚至大部分)功能都與現(xiàn)有系統(tǒng)相同。最終的結(jié)果就是，同一個組織內(nèi)的不同部門最終部署了具有功能重復(fù)的IT系統(tǒng)。

長期以來，缺乏對系統(tǒng)工程思維以及協(xié)調(diào)IT開發(fā)的能力，使得重復(fù)建設(shè)問題深深困擾著政府和企業(yè)。

(4) 保持關(guān)注，永遠(yuǎn)不要讓IT成為遺留問題

處理遺留IT的最佳方法是永遠(yuǎn)不要讓IT成為遺留問題。人們越來越認(rèn)識到遺留IT系統(tǒng)的許多成本問題，由此引發(fā)了對軟件維護(hù)的重新思考。美國國防創(chuàng)新委員會于2019年5月發(fā)布的一份報告《軟件沒有結(jié)束》闡述了一種新方法。它認(rèn)為軟件應(yīng)被視為“一種持久的能力，必須在其整個生命周期中予以支持并不斷加以改進(jìn)”。這包括能夠在短時間內(nèi)持續(xù)不斷地測試、集成和提供改進(jìn)軟件系統(tǒng)的能力。

目前，軟件開發(fā)、操作和支持被視為獨(dú)立的活動。但是，如果將這些獨(dú)立的活動集成起來(DevOps范式)，那么操作系統(tǒng)將始終處于“開發(fā)中”的狀態(tài)，并且每天不斷地進(jìn)行改進(jìn)、測試和部署，甚至?xí)霈F(xiàn)一天迭代多次的現(xiàn)象。

DevOps只是防止關(guān)鍵IT系統(tǒng)變成遺留系統(tǒng)的一種方法。美國國防部高級研究規(guī)劃局(DARPA)一直在探索另一種可能更有效的方法，因?yàn)樗J(rèn)為IT系統(tǒng)一旦實(shí)施便具有持續(xù)性。自2015年以來，DARPA資助了資源自適應(yīng)軟件系統(tǒng)構(gòu)建(BRASS)研究課題，旨在尋找能夠使軟件能夠使用100多年的解決方案，構(gòu)建能夠動態(tài)適應(yīng)所依賴資源和運(yùn)行環(huán)境變化的長壽命軟件系統(tǒng)。

創(chuàng)建這種永不過時的系統(tǒng)需要一種“從頭開始”的軟件設(shè)計方法，該方法不會對應(yīng)如何設(shè)計，編碼或維護(hù)IT系統(tǒng)做出假設(shè)。這將需要確定軟件程序執(zhí)行所需的邏輯(庫、數(shù)據(jù)格式、結(jié)構(gòu))和物理資源(處理、存儲、能源)。此類分析可以使用高級AI技術(shù)來發(fā)現(xiàn)并顯示應(yīng)用程序的操作以及與其他應(yīng)用程序和系統(tǒng)的交互。這樣一來，就可以在問題發(fā)生之前主動管理導(dǎo)致許多系統(tǒng)故障或低效操作的資源更改或與其他系統(tǒng)的交互。開發(fā)人員還需要創(chuàng)建一種功能(同樣可能用到AI)來監(jiān)視和修復(fù)應(yīng)用程序所在的執(zhí)行環(huán)境的所有元素。

其目標(biāo)是能夠在無需人工干預(yù)的情況下更新或升級應(yīng)用程序，從而“降低維護(hù)成本”。

目前，BRASS計劃已經(jīng)資助了9個項目，每個項目都代表了資源自適應(yīng)軟件系統(tǒng)需要做的不同方面。其中一些項目涉及無人機(jī)、移動機(jī)器人和高性能計算。研發(fā)成功后，這些技術(shù)將被應(yīng)用到開源軟件倉庫、各行各業(yè)以及國防部。

總結(jié)

新冠疫情暴露了依賴遺留IT系統(tǒng)提供基本服務(wù)所造成的破壞性后果。不幸的是，即便疫情結(jié)束后，這種依賴以及遺留IT的巨額成本仍將存在。僅就美國政府而言，即便經(jīng)過各方協(xié)調(diào)一致且執(zhí)行良好的努力，也需要花費(fèi)數(shù)十年才能取代成千上萬的現(xiàn)有遺留系統(tǒng)。并且隨著時間的推移，當(dāng)前的IT系統(tǒng)也將成為遺留系統(tǒng)，并且本身也需要更換。更糟糕的是，鑒于當(dāng)前新冠疫情對預(yù)算的影響，未來政府部門用于遺留系統(tǒng)現(xiàn)代化的資金可能更少。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展成熟，與遺留系統(tǒng)相關(guān)的問題只會惡化。這些設(shè)備已被廣泛連接到遺留系統(tǒng)上，這使得更換和現(xiàn)代化這些系統(tǒng)變得更加困難。最終，這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也將成為遺留設(shè)備。就現(xiàn)在的遺留系統(tǒng)一樣，只要這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠繼續(xù)工作，即使供應(yīng)商不再提供支持也不會被替換。大量陳舊但仍在運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的潛在網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險是一個未知數(shù)。

目前，各個領(lǐng)域已經(jīng)部署了許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而這些設(shè)備卻沒有內(nèi)置基本的網(wǎng)絡(luò)安全性，這種短視正在給人們造成巨大的損失。對網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)憂已經(jīng)迫使美國食品和藥物管理局召回了植入式心臟起搏器和胰島素泵，美國國家安全局對物聯(lián)網(wǎng)智能家具等互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品也發(fā)出了警告。

想象一下，在不遠(yuǎn)的未來，數(shù)億甚至數(shù)十億的遺留物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)深深地嵌入到了政府、企業(yè)辦公室、學(xué)校、醫(yī)院、工廠、家庭甚至人體之中。再進(jìn)一步想象一下，這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)安全或技術(shù)缺陷沒有得到修復(fù)，而且正與幾乎不受供應(yīng)商支持的遺留IT系統(tǒng)相連。再這樣的世界中，對不斷增長的互聯(lián)和過時系統(tǒng)的普遍依賴將創(chuàng)造出比混沌世界更加陰暗的東西。

本文翻譯自：https://spectrum.ieee.org/computing/it/inside-hidden-world-legacy-it-systems