思维模型26 - Backup Systems/Redundancy | 冗余备份

2019年5月15日,美国总统特朗普签署了一份总统令,将华为及其70个关联企业列入美方“实体清单”,禁止华为在未经美国政府批准的情况下从美国企业获得元器件和相关技术。从“实体清单”的签署到今天已经将近一个月了,在这个月内每一个关于华为的新闻都能直接上热榜,谷歌暂停部分合作,英特尔,高通,赛灵思,博通,ARM等企业断供,IEEE限制华为相关专家参与审稿。

华为

尽管华为遭遇了美国封锁,但在这种恶劣的环境下,华为仍然签下了英国5G合同,在俄罗斯获得大量订单,而近期巴西副总统表态,不会接受美国请求,对华为进行封杀。可能美国政府自己也没想到,好像这些对策并没有想象中的那么有效。华为之所以能够在美国的封锁下,没遭到毁灭性打击的原因之一就是他们的“备胎”计划,这个计划确保了公司大部分产品能够连续供应,极大的减少了美国政府封锁带来的影响。

冗余备份

“备胎”计划的思路实际上是冗余备份的典型案例。冗余备份这个概念来自于工程学,它是指复制关键部件或系统的主要功能,来提高系统的稳定性。例如,在华为“备胎”这个例子中,虽然他们在云淡风轻的季节与美国公司进行了友好的合作,但华为很早就意识到了芯片技术太过依赖他人终究是不行的,所以很早的时候华为就在着手进行芯片技术的研发,试图让这些核心技术掌握在自己的手中。所以今天虽然美国政府限制华为之后,华为仍然能够依靠这个是十多年前就开始的“备胎“保持华为这个系统的运作。

备胎计划

在关键的部分增加备用,就能够极大的降低风险,这也是冗余备份的核心思想。这点很好理解,比如一个部件,它的故障几率是50%,只要再增加一个备份,故障几率就能降低到了25%。因为只有当两个部件同时失灵的时候,整个系统才会失灵。从此我们也能看出,其实冗余备份的本质,在于使用更多的成本来防范巨大的风险

主动冗余与被动冗余

冗余有两种,一种叫主动冗余,另外一种叫被动冗余。我们先来说一下被动冗余,被动冗余是使用多余数量或能力来减少零件损坏所带来影响的冗余方式。例如,现实生活中常说的两手准备,就能在其中一个计划出问题的情况下仍能达到目的;大型货运卡车左右两边的轮胎通常至少有两个,虽然运行只需要一排就足够;还有我们人类自身的视觉系统与听觉系统,这些都属于被动冗余。

桥梁

主动冗余是用监控个别设备的方式来消除性能降低的主动干预的方式,例如,现在企业公司的服务器会监控当前所有服务器的流量,假如某个服务器到达流量瓶颈了,那么调度系统就会将多余的流量导入到空闲的服务器上,防止服务器堵塞形成雪崩效应;还有一个例子是城市供电系统,如果某地区发生地震了,监测系统就会根据电缆提供的数据进行关闭决策。

备份

启示

冗余备份时应考虑的因素

从概念我们推测出,向系统中增加冗余备份,必然会增加系统成本的。另外我们要意识到,不同的系统和不同的场景下,失败带来的后果也是不一样的。所以并不是所有的事物都是需要冗余备份的,就像如果你做冗余备份所增加成本比失败之后所带来的损失还要多,那么还不如直接失败来得划算。

基于上面两点,延伸出使用冗余备份时的主要考虑两方面。第一冗余备份的成本,第二安全性需要有多大保障。对于这两方面,在做冗余备份之前可以问问自己几个问题,如果系统中断,你会损失什么?预防某种故障发生需要付出什么代价?增加冗余的成本是否大于潜在的损失等等。我们应该权衡两方面因素再选择是否进行冗余备份,以及冗余备份的程度。

成本

缺点

虽然冗余备份能够提高稳定性,但仍然存在缺点。最明显的一点是需要额外的成本。另外查尔斯·陪罗在《高风险技术与”正常“事故》中提到,有时候冗余反而会带来反效果,让可靠度变低,导致这个结果的原因有三个,首先,冗余会让系统变复杂。其次,冗余比较容易让工作者轻视。最后,因为有冗余的存在,常常会给予过高的产能压力,使系统运作在较高,但不安全的情况下。这三种情况都会增加系统稳定性变低的可能性。凡事都有两面性,不要只看到冗余备份的好处,也如果执行不当,也会起到反作用。

总结

冗余备份来自于工程学,是指复制关键部件或系统的主要功能,来提高系统的稳定性,其本质就是使用更多的成本来防范巨大的风险。冗余分主动和被动两种类型,被动冗余是增加数量或强度,而主动冗余是通过监测数据主动调控。

在考虑使用冗余备份时要先考虑两方面问题,第一是冗余成本要多少,第二安全性需求有多少,如果安全性要求不高,加上冗余成本较高,那么就没必要继续使用冗余备份了。冗余备份同样也有缺点,首先是要付出额外的成本,第二是如果操作不恰当,也会造成反效果。

要不是华为提前就有所准备,那么今天可能就是另外一个结果了,想到了前一阵的中兴。而除了华为,腾讯也是用了冗余备份的管理方式,拿到了互联网的一张王牌——微信,腾讯为了逼出微信,内部有三个团队同时在做。虽然这也叫内部竞争,但实际也可以看作是企业对于产品的冗余备份,腾讯的内部竞争文化因该是深入骨髓了,他们的很多产品都是通过这个方式诞生的。

风险

虽然冗余备份通常只会用在风险性高的地方,可能大家觉得普通人根本用不上,但实际就像家庭的第二收入,保险和家庭资产配置规划的重要性,只要稍微理解这个模型,应该就能体会到。虽然现在可能诸事顺利,但是总会遇到不顺的时候,而那时候如果有一个Plan B,就能让你避免巨大的损失。

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