[訊息論壇] ICE Messaging Forum 蔣居裕
<特刊三之一> 訊息供應鏈 ─ 架構
訊息傳遞的需求並非始於今日，但對遠距、即時、與多點的要求，要能同時符合這三者，是對傳統資訊系統的嚴苛挑戰。其原因即在伴隨網路時代而來的資訊先集中化而後分散化，或謂先擷取
(Acquisition) 而後傳遞 (Distribution) 資訊的需求。
甚麼是「資訊先擷取而後傳遞」呢？
我們先來看一個可以類比的對象：在製造業的上、中、下游，包含了採購 (Procurement)、生產
(Production)、運籌 (Logistic)、與訂單達成 (Fulfillment) 等重點，於焉形成 Supply
Chain (供應鏈) 一連串緊扣的流程，進而結合理論、實務、與資訊應用，而成 Supply Chain Management
(SCM) 此一科別。在 SCM裡，管理的對象為物、事、人。
同樣的，在訊息的世界裡，也是有其供應鏈的模式呈現，也是有其必須被管理的標的存在。
從訊息供應鏈 (Message Supply Chain) 的上游出發時，可能是最原始的訊息，或是經高低程度不一的加工訊息，循著既定的路線，到達訊息匯流處
(中游)。在這裡，訊息可以加上各種所需的商業邏輯，或是很單純地，直接被發派到下游。這樣，有幾個訊息供應鏈的特點，必須先被歸納起來：
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訊息供應鏈，是由遠距、即時、與多點這三個產業需求拱架起來的。
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訊息供應鏈的骨架，是
TCP/IP 通訊協定。
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訊息在供應鏈的上、中、下游，都可視需要進行加工處理。
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訊息供應鏈通常呈啞鈴狀，即上游
(訊息生產者) 與下游 (訊息消費者) 的節點數量，通常高過中游匯流處理機制的數量。
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訊息供應鏈的管理標的，也是物、事、人。其中物即是訊息，事即是商業邏輯，人即是使用者。
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訊息供應鏈的上、中、下游，即是資訊先擷取而後傳遞的呈現。
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關於拱架訊息供應鏈的三個產業需求：遠距、即時、與多點，我們以下會個別詳細闡釋。但是簡要的說，因為產業走向國際化、跨區化、分工化、網路化、資訊結構化，所以產業應用拓展成為遠距部署的潮流勢不可檔。遠距部署要如何顧及即時性？在分散的遠距，又要如何進行多點部署？而多點部署，又要如何顧及即時性？ |
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回想製造業的供應鏈管理，需求始自於資訊電子產業在全球分工的架構下，追求成品與半成品庫存天數的終極降低。因為全球化，所以從原物料的採購、生產的基地、到運籌達交的地點，可能都是跨洲、跨國、跨區的串聯作業。
訊息供應鏈對應用涵括地理區域的要求，推到極致，即是全球皆可連結觸及的網際網路。Internet
以 TCP/IP 通訊協定為基礎，從國防、學術研究出發，現在則變成是商業運作，甚至是民生上不可缺乏的一環，是人類史上，最大型的一個公眾通訊數位網路。
為了安全性的考量，有些應用系統選擇不跟公眾的網際網路搭上線，代之以私有的網路，如
VPN (企業私有網路) 或是 VAN (加值型封閉網路)，但卻還是取 TCP/IP 做為其內的通訊協定標準。因為，這樣才可以善用
(Leverage) 已經在 Internet 上發展出的技術與應用，豐富私有網路的服務內容。
所以，無論是公眾還是私有網路，TCP/IP 成為各種遠距跨區應用唯一的通訊標準主流地位，已經無庸置疑。遠距應用的訊息供應鏈，必須支援
TCP/IP，自不待言。
訊息供應鏈的上游、中游、與下游各點，可以個別被部署散置在廣大的地理區域中，只要是
TCP/IP 可以伸展到達的地方，就可接軌上訊息供應鏈，加入訊息運籌的行列。
因此，若要問遠距的範籌該如何描繪，再觀察一下支援
TCP/IP 通訊的電信技術發展，就會發現，現在已經足可供企業充分規劃伸展了。
從有線的窄頻 PSTN，寬頻 Leased Line、xDSL、Cable Modem、Fiber，到無線的
GSM、GPRS、3G、PHS、Wireless LAN，可讓訊息供應鏈各節點綜合部署規劃的線路型態 (Carrier
Type)，已經相當地豐富。技術上沒問題，只剩線上成本的適足性考量。
關於訊息即時性 (Real-time) 的意義與價值，我們已經在前面三期的電子週報充分地闡釋了。擷取其精華，不過下面數句：
絕對的即時，是時間性要求的數值，是要問出：「你的訊息一秒更新幾次？」；
相對的即時，是商業價值的轉換，是在時間價值上，有沒有辦法趕上應用的最低要求，也就是要問：「有沒有必要這麼快？」。
每一種產業的訊息供應鏈，都必須針對應用的即時性，提供絕對與相對的分析，並在上、中、下游，對物、事、人，都有確切的答案。
我們充分了解，有許多的產業應用，過去並未紮實地形成訊息供應鏈的資訊系統觀，也未能善用專長為訊暢其流的新世代訊息中介軟體，所以大量使用資料庫來勉力達成應用對即時性的要求，或是因而犧牲追求更卓越即時性的權利。
現在再加上遠距需求的挑戰，應用擘畫者有了清楚的訊息供應鏈系統觀，搭配新世代的即時鉅量訊息匯流處理平台
─ iPush® Server，再嚴苛的即時性要求，都可輕鬆應付。
訊息供應鏈通常呈啞鈴狀，即上游 (訊息生產者) 與下游 (訊息消費者) 的節點數量，通常高過中游匯流處理機制的數量。在許多應用案例中，上游對中樞匯流處，或是下游對中樞匯流處的數量比，可以達到
1000:1 ~ 10000:1 的等級。
訊息供應鏈的多點，其豐富性，不只表現在數量上，更表現在多樣化上。
多點的”點”，可能來自傳統的 RS-232、RS-422、RS-485、CNC、PLC
串列設備，或是類比偵測儀器，這些單向或是雙向的訊息觸點，透過適當的轉換，都可與 Ethernet - TCP/IP
網路串聯，與訊息供應鏈接軌，成為訊息運籌的一環。
多點的”點”，也可能是網路原生的資訊設備與軟體，如以 Windows 系列為作業系統的
PC、Notebook、Pocket PC、Smart Phone，或是執行 JVM 的 PDA、Java Phone；而軟體可能是客製的
Windows 應用程式，或是以瀏覽器為執行環境的 Web 應用程式。通常，這些端點的運作，都有使用者 (人) 在其中，所以具備人機介面
(HMI, Human-Machine Interface)，可作為監視與控制，甚至是決策支援的地方。稱它們為網路原生，是因為這些資訊設備，都已經內建
TCP/IP 的支援，所以天生就是訊息供應鏈的一環。
來自傳統的 RS-232、RS-422、RS-485 串列設備，或是類比偵測儀器，這些單向或是雙向的訊息觸點，透過適當的轉換，都可與
Ethernet - TCP/IP 網路串聯，與訊息供應鏈接軌，成為訊息運籌的一環。
使用低耦合性的訊息中介軟體作為訊息供應鏈的實作主體，將使得以上傳統串列設備與網路原生資訊設備，各點可以隨時加入系統，也可以隨時離開系統，系統都將持續運作。
Robustness，強固性，這是在資訊科技領域中，常被用來描述一個系統強健堅固程度很高的字眼。也就是說，面對許多會造成運作不正常，甚或癱瘓的環境，系統本身必須具備一定程度的容錯能力、抵禦能力、或是續航能力。
遠距分散部署下的系統強固性，對產業應用而言，是一個嚴苛的挑戰。公眾或私有遠距網路環境充滿變數，原本採同步程式設計
(Synchronous Programming)，高耦合性 (Tightly-coupled) 的資料庫存取、RPC
遠端程序呼叫 (DCOM、CORBA、Remote Method Invocation)，這類的系統設計都顯得異常脆弱，強固性低。
反觀導入具非同步程式設計 (Asynchronous Programming)，低耦合性
(Loosely-coupled) 特性的訊息中介軟體，整個系統將以原生 (Native)、天然 (Natural)
的方式，來面對遠距分散網路線上的多變，有效提高其強固性。
我們用一個模擬的案例來進行強固性的說明。將訊息供應鏈部署在一個具有
Center (中心) 與 Field (現場)
的遠距應用環境中，有三個現場 (想像它們分別被部署在台灣的中、南、東部)，一個中心 (想像其被部署在台北)。這四個區域
(三個現場一個中心)，各有一套 iPush® Server 擔任個別區域的即時訊息交換平台，以及進行現場與中心的串聯，以進行跨區域的即時訊息交換。
這樣的訊息供應鏈強固性，表現在下列 4 個具體行為上：
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區域訊息交換的強固性。不受中心與現場網路中斷，或是中心
iPush® Server 服務停止影響，每個現場的區域即時訊息交換，依然可以正常進行。如右圖例一中，與
iPush® Server 2 直接連結的 A、B、C、D 等區域端點，在與中心連線中斷，或是中心
iPush® Server 4 服務停止的情況下，還是可以在區域範圍內正常雙向監視與控制，維持現場運作的正常。 |
 圖例一.
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| 2. |
中心與現場
iPush® Server 的相互備援強固性。即使中心的 iPush®
Server 停止服務，只要中心與現場的網路未中斷，則中心各端點，還是可以立即切換連結每一現場的 iPush®
Server，持續各端點對現場的監控。如右圖例二中，W、X、Y、Z 等中心區域端點，可以直接切換連結 iPush®
Server 1、iPush® Server 2、iPush®
Server 3，讓中心與現場的即時訊息傳遞不中斷、中心對現場監控的功能不中斷。同理，若是現場的 iPush®
Server 停止服務，則現場各端點也可切換連結中心的 iPush® Server，以持續現場與中心的訊息交換運作。 |
圖例二. |
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| 3. |
中心
iPush® Server 的容錯備援強固性。上面兩個例子中，中心皆只部署一套
iPush® Server，其已經達到相當的強固性。但在許多 Mission-critical
的應用場合，除了網路線路的備援外，中心還必須慎重考量部署備援 (Redundant) 的 iPush®
Server。甚或在某些特殊情況要求下，以最高的強固性為指導原則，則各現場也要建立 iPush®
Server 備援。如右圖例三中，若中心平常運作的 iPush® Server
4 停止服務，則系統會自動切換至備援的 iPush® Server 5，讓所有中心與現場的即時訊息運作皆不中斷。 |
圖例三. |
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| 4. |
端點的低耦合容錯之美。另外，由於訊息中介軟體天生的低耦合性
(Loosely-coupled) 特性，與訊息應用軟體的非同步程式設計模式，所以當任一端點發生故障時，不會影響到系統其他部分持續的正常運作。如上圖例三中，若端點
A 與端點 Y 停止作業，則整個系統中，只有與這兩個端點傳訊有關的功能會被波及停止，其餘部分，還是可以保持正常運作。這正是低耦合性系統之美。 |
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在上述的訊息系統強固性行為描述中，您可以把依然要存取資訊的資料庫，當作是 iPush®
Server 的一個端點 (Client)，無論是放在中心，還是放在現場，都還是繼續執行它的功能，但因為它也加入了這個非同步的系統，所以強固性也就被提昇了。
由遠距、即時、與多點這三個需求拱架起來的訊息供應鏈，是許多產業應用向前推進時，面對大量系統資訊生產、流動、加工、消費挑戰時，擷取與傳遞總合的最佳答案。而有如
iPush® Server 這樣的產品居中整流，整個訊息供應鏈的強固性與彈性，將可供產業各類的
Field-to-Center 與 Center-to-Center 應用，妥適地規劃。這是產業增加競爭力，可善加利用的一股向上提昇力量，是一種解決方案，一項科技的武器。
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