實(shí)踐出真知 電力行業(yè)的服務(wù)虛擬化和驗(yàn)證實(shí)踐

2010-11-17 11:29:39

云計(jì)算

虛擬化 電力行業(yè)必須現(xiàn)代化 IT 資源和現(xiàn)有的陳舊技術(shù)來滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)管理需求。一個(gè)特具體挑戰(zhàn)是 Advanced Metering Systems。在本文中，作者介紹了虛擬服務(wù)如何幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)和 QA 團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)今天的智能電表和智能電網(wǎng)體系。

創(chuàng)新互聯(lián)堅(jiān)持“要么做到，要么別承諾”的工作理念，服務(wù)領(lǐng)域包括：網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站制作、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣等服務(wù)，滿足客戶于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的仙桃網(wǎng)站設(shè)計(jì)、移動(dòng)媒體設(shè)計(jì)的需求，幫助企業(yè)找到有效的互聯(lián)網(wǎng)解決方案。努力成為您成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)合作伙伴！

【Jason English, 副總裁，營(yíng)銷傳播, iTKO】

【Chris Kraus, LISA 產(chǎn)品經(jīng)理和主管，EMEA Practice, iTKO】

今天的電力公司在控制成本的同時(shí)，還必須向客戶提供優(yōu)良的服務(wù)可靠性。這些行業(yè)目前正在十年前技術(shù)的重壓下掙扎，必須現(xiàn)代化 IT 資源和現(xiàn)有技術(shù)來滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)和管理需求，實(shí)現(xiàn)良好的可視化和跨電網(wǎng)的電力控制。

今天，電力公司面臨最大挑戰(zhàn)的一個(gè)特定領(lǐng)域是 Advanced Metering Systems (AMS) 和位于一個(gè)新的智能電網(wǎng)架構(gòu)頂層的支持軟件。我們把注意力集中在具體的行動(dòng)上，討論 iTKO LISA? 如何在較少的成本和時(shí)間延誤的風(fēng)險(xiǎn)下提交新功能。

縱覽全球能源行業(yè)，在網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)者層都有急需優(yōu)化能源基礎(chǔ)架構(gòu)。政府已經(jīng)強(qiáng)制執(zhí)行了效能舉措，這是由客戶賬單和津貼資助的 — 根據(jù) US Government Accountability Office (GAO) 資料顯示，2009 年共計(jì) 34億美元的資助經(jīng)費(fèi)用于 United States 的智能電網(wǎng)項(xiàng)目，214 億美元分配給世界各地。

本文中，我們將討論：

現(xiàn)代化智能電表和智能電網(wǎng)的挑戰(zhàn)。

服務(wù)虛擬化如何減輕促進(jìn)高效開發(fā)和動(dòng)態(tài)企業(yè)應(yīng)用程序測(cè)試。

通過捕獲部署軟件資產(chǎn)行為，同時(shí)虛擬化那些尚未存在的行為，服務(wù)虛擬化可以幫助在電力行業(yè)中的開發(fā)和 QA 團(tuán)隊(duì)來控制軟件生命周期中的依賴和約束，從而幫助確?？煽康姆?wù)交付。

現(xiàn)代化能源軟件基礎(chǔ)架構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)

樣例基礎(chǔ)架構(gòu)由大量新技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)組成，這些技術(shù)必須被整合來滿足分布式 IT 環(huán)境的需求（如圖 1 所示）。

圖 1. 復(fù)雜的 Utility IT 基礎(chǔ)架構(gòu)

要使智能電表和智能電網(wǎng)計(jì)劃得以實(shí)施，電力行業(yè)提供商必須處理難以計(jì)數(shù)的大量軟件相互連接和遺留實(shí)現(xiàn)。在電網(wǎng)上安裝數(shù)百萬(wàn)新設(shè)備可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)以千計(jì)的新集成活動(dòng)，這些集成活動(dòng)在過去的電力公司中是完全不支持的。

更困難的是，電力公司必須在一個(gè)規(guī)定的、具有挑戰(zhàn)性的交付模式中提交測(cè)量技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù) — 很顯然這必須是可靠的。

AMS 和智能電網(wǎng)危險(xiǎn)因素包括：

◇ 新的端點(diǎn)和系統(tǒng)：一個(gè)電力客戶必須在一個(gè)首年 “試用” 窗口安裝 800,000 個(gè)新智能電表：一項(xiàng)復(fù)雜的工作，這個(gè)項(xiàng)目涉及到超過 600 種不同的電表、固件和軟件配置組合。這才是開始。
◇ 解除市場(chǎng)管制：因?yàn)樵?US 大多數(shù)電力市場(chǎng)是不受控制的，有幾十個(gè)新零售商進(jìn)入市場(chǎng)，他們區(qū)別客戶供應(yīng)的產(chǎn)品，不僅僅考慮價(jià)格，也考慮定制基于 web 的系統(tǒng)和家用單元來管理能源使用。這創(chuàng)建了許多必須驗(yàn)證的客戶使用案例。

◇ 遺留系統(tǒng)：現(xiàn)有電力公司的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)過時(shí)，其中很多組件都是 10 年前、甚至 20 年前部署的，這些組件是為粗粒度數(shù)據(jù)和電網(wǎng)控制（包括測(cè)量像平均計(jì)量和計(jì)費(fèi)之類的）設(shè)計(jì)的。這有一個(gè)更現(xiàn)代的多層方法，提供更多可視性、靈活性和更多的能源使用控制模式，但是遺留系統(tǒng)通常會(huì)發(fā)現(xiàn)適應(yīng)資源需求很困難。

當(dāng)您為了在期限內(nèi)完成而推行一個(gè)新智能電網(wǎng)或者 AMS 實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)，如果系統(tǒng)提供不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)或慢慢停下來時(shí)會(huì)怎么樣？如果系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中失敗，可能會(huì)引發(fā)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性的懷疑，最終會(huì)對(duì)收益產(chǎn)生影響，或者導(dǎo)致公用行業(yè)供應(yīng)商與監(jiān)管機(jī)構(gòu)發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)。

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智能電表/智能電網(wǎng)現(xiàn)代化的挑戰(zhàn)

電力正在從一個(gè)變數(shù)和數(shù)據(jù)量相對(duì)較少的 IT 環(huán)境移入另一個(gè)環(huán)境中，在這個(gè)新環(huán)境中，每個(gè)客戶電表現(xiàn)在都是一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)，作為一個(gè)控制點(diǎn)將新數(shù)據(jù)推入電網(wǎng)并將數(shù)據(jù)傳播到底層遺留系統(tǒng)。技術(shù)數(shù)量、運(yùn)算次數(shù)、以及任何一個(gè)能源公司的 IT 系統(tǒng)和基礎(chǔ)架構(gòu)需要處理的數(shù)據(jù)量都呈指數(shù)增長(zhǎng)。

我們來看一個(gè)非常簡(jiǎn)化的典型能源軟件基礎(chǔ)架構(gòu)視圖。圖 2 突出顯示了新的且令人印象深刻的高風(fēng)險(xiǎn)努力，實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)和智能電表，提供了新級(jí)別的控制和預(yù)測(cè)。

圖 2. 不可用系統(tǒng)和未完成系統(tǒng)如何約束新 “智能” 技術(shù)的交付

這個(gè)簡(jiǎn)化圖展示了一個(gè)能源公司的典型軟件架構(gòu)以及由此引起的約束推出新技術(shù)。

您的開發(fā)團(tuán)隊(duì)期望如何交付一個(gè)巨大的任務(wù)，特別是一夜之間，使用一個(gè)互相依賴的軟件環(huán)境，而這些軟件并沒有全部建立或全部可用？

我們發(fā)現(xiàn)電力的 IT 團(tuán)隊(duì)正在同這些交付問題作斗爭(zhēng)：

◇ 高度依賴不可用或者受限系統(tǒng)。

◇ 數(shù)據(jù)復(fù)雜度和可變性影響集成和測(cè)試效果。

◇ 在事務(wù)方面驚人的增長(zhǎng)，通過整個(gè)電網(wǎng)影響系統(tǒng)。

◇ 無法驗(yàn)證端到端系統(tǒng)的精確性和服務(wù)性能。

我們來仔細(xì)看看這些問題。

問題 1：增長(zhǎng)的依賴性

開發(fā)團(tuán)隊(duì)很難接受一個(gè)復(fù)雜的分布式系統(tǒng)支持新的使用場(chǎng)景：

◇ 一個(gè) meter-to-customer 事務(wù)可能需要經(jīng)過十幾個(gè)不同的消息協(xié)議來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后與記錄和服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行通信，那些記錄的服務(wù)系統(tǒng)在您開發(fā)和集成系統(tǒng)來支持 AMS 時(shí)可能很少（或者幾乎不）訪問。

◇ 運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)可能會(huì)限制訪問關(guān)鍵系統(tǒng)，每周只向您的開發(fā)團(tuán)隊(duì)預(yù)留 2 小時(shí)。

◇ 您的系統(tǒng)需要同第三方服務(wù)或系統(tǒng)進(jìn)行通信，這在您的團(tuán)隊(duì)控制之外。

◇ 一些您需要使用的組件可能還沒有開發(fā)。

從一個(gè)用戶角度來看，開發(fā)和 QA 團(tuán)隊(duì)需要驗(yàn)證系統(tǒng)中數(shù)千個(gè)事務(wù)場(chǎng)景 — 每次只有一個(gè)系統(tǒng)在使用環(huán)境，但是對(duì)于其他團(tuán)隊(duì)來說它會(huì)污染環(huán)境中的數(shù)據(jù)。

問題 2：數(shù)據(jù)復(fù)雜性

電力 IT 團(tuán)隊(duì)不得不根據(jù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)和波動(dòng)的事務(wù)模式來構(gòu)建軟件；這種情況的一個(gè)主要副作用是很難建模真實(shí)、健壯的測(cè)試數(shù)據(jù)來貫穿整個(gè)軟件生命周期：

◇ 客戶和能源事務(wù)數(shù)據(jù)的波動(dòng)性，以及跨實(shí)時(shí)系統(tǒng)跟隨狀態(tài)性事務(wù)的需求，使自動(dòng)化 AMS 實(shí)現(xiàn) VS 應(yīng)用程序的測(cè)試看起來似乎不可能。

◇ 為了避免法規(guī)遵從和數(shù)據(jù)損壞問題，敏感的客戶賬戶信息和實(shí)時(shí)事務(wù)數(shù)對(duì)于測(cè)試和開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要被控制和屏蔽。

◇ 團(tuán)隊(duì)經(jīng)常要花費(fèi) 60% 的測(cè)試周期或者更多時(shí)間來構(gòu)建和拆卸數(shù)據(jù)，給其他團(tuán)隊(duì)發(fā)電子郵件或者打電話來證實(shí)或者重置特定數(shù)據(jù)場(chǎng)景等等。這種效率和成本是不能接受的。
我們需要減輕測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)和架構(gòu)中其他團(tuán)隊(duì)的影響。

問題 3：增加的交易量

數(shù)千個(gè)新智能端點(diǎn)增加到一個(gè)正在運(yùn)行的智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中將生成大量不確定性的系統(tǒng)可靠性：

◇ 如果大部分電表?yè)p壞，將會(huì)發(fā)生什么？它們能夠準(zhǔn)確地記錄斷電時(shí)期嗎？如果數(shù)百萬(wàn)的電表每小時(shí)向系統(tǒng)發(fā)送一次使用數(shù)據(jù)，電網(wǎng)會(huì)做何反應(yīng)？成千上萬(wàn)個(gè) Transactions Per Second (TPS) 對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)有何影響？

◇ 我們發(fā)現(xiàn)一些公司正在嘗試逐個(gè)測(cè)試遭受智能電表端點(diǎn)攻擊的系統(tǒng)的可靠性，通過將幾個(gè)物理電表釘在一個(gè)木板上然后在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行或者手工編碼偽造 “存根” 來模擬這些電表。但實(shí)踐不足以解釋所有可能的使用狀況和交易量需求。

傳統(tǒng)電力 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)從來不需要解釋這個(gè)水平的使用狀況。

問題 4: 無力驗(yàn)證端到端系統(tǒng)

跨越現(xiàn)代電力系統(tǒng)的很多技術(shù)層和依賴性增加了驗(yàn)證軟件可靠性的困難和成本：

◇ 人工測(cè)試 — 既可以在用戶接口進(jìn)行、也可以在單個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行 — 是電力行業(yè)當(dāng)時(shí)的規(guī)則。這些測(cè)試方法對(duì)根用戶提供較少的可視性，可能會(huì)引發(fā)很多問題。

◇ 驗(yàn)證也是一個(gè)常見的人工任務(wù)；測(cè)試人員必須花費(fèi)時(shí)間試著通過電話驗(yàn)證輸出，人工在記錄系統(tǒng)中查看預(yù)期數(shù)據(jù)結(jié)果。

◇ 誤報(bào)和故障是常見的。例如，可能會(huì)有一個(gè)網(wǎng)站或者服務(wù)說它 “確定” 某個(gè)事務(wù)發(fā)生了，但實(shí)際上在首段沒有狀態(tài)改變。

團(tuán)隊(duì)需要能夠以一個(gè)自動(dòng)模式確定一個(gè)端到端命令是否被正確處理，以及數(shù)據(jù)是否依據(jù)預(yù)期策略在每個(gè)中間層傳遞。

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解決方案：虛擬化依賴性，驗(yàn)證可靠性

服務(wù)虛擬化 — 電力公司的一個(gè)備用的、不受云計(jì)算軟件約束的解決方案 — 采取下一個(gè)步驟完成硬件虛擬化，通過虛擬化行為、性能以及依賴性服務(wù)和應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。很多團(tuán)隊(duì)都是用這個(gè)實(shí)踐來虛擬化依賴性應(yīng)用程序行為、自動(dòng)化數(shù)據(jù)場(chǎng)景和構(gòu)建可測(cè)試的系統(tǒng)模型（現(xiàn)在還沒有模型規(guī)范）。

服務(wù)虛擬化提供了一個(gè)解決方案來處理硬件虛擬化限制，比如：

◇ 為您提供每周 7 天每天 24 小時(shí)訪問服務(wù)終端。

◇ 移除系統(tǒng)和軟件容量約束。

◇ 跨分布式系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)波動(dòng)。

◇ 減少或消除第三方系統(tǒng)非生產(chǎn)使用的成本。

服務(wù)虛擬化用于模擬約束和/或不可用組件，允許電力行業(yè)的 IT 團(tuán)隊(duì)以更少的風(fēng)險(xiǎn)和較低的總項(xiàng)目成本交付縮緊時(shí)間期限（圖 3）。

圖 3. 通過在軟件生命周期中自動(dòng)化開發(fā)和測(cè)試依賴性，您可以消除電力約束

電力行業(yè)的開發(fā)和 QA 團(tuán)隊(duì)可以利用服務(wù)虛擬化來減少軟件生命周期中的依賴項(xiàng)和約束性，可以延遲項(xiàng)目或者影響應(yīng)用程序性能。表 1 展示了這個(gè)實(shí)踐如何被用來應(yīng)對(duì)現(xiàn)代智能電表/智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)：

表 1. 解決問題的實(shí)踐方案

問題	解決方案
不可用或者受限系統(tǒng)上的依賴項(xiàng)	虛擬服務(wù)環(huán)境允許開發(fā)和測(cè)試團(tuán)隊(duì)虛擬化約束服務(wù)和組件行為，通過捕獲數(shù)據(jù)和事務(wù)上下文和提供一個(gè)在外觀和行為上看起來像真實(shí)事情的虛擬服務(wù) 來實(shí)現(xiàn)的在軟件生命周期中的開發(fā)和測(cè)試。
數(shù)據(jù)復(fù)雜性和多變性	使用虛擬服務(wù)測(cè)試數(shù)據(jù)管理。通過跨系統(tǒng)捕獲數(shù)據(jù)事務(wù)的復(fù)雜性，團(tuán)隊(duì)獲得健壯、穩(wěn)定的虛擬數(shù)據(jù)場(chǎng)景，以及有效響應(yīng)逼真的模擬客戶會(huì)話、狀態(tài)交易、時(shí)間和數(shù)據(jù)等的復(fù)雜行為。您將需要對(duì)開發(fā)和測(cè)試過程的關(guān)鍵客戶和系統(tǒng)數(shù)據(jù)表現(xiàn)冷淡或者模糊不清，以至于安全性和私有策略不被妥協(xié)。
增長(zhǎng)的交易量	虛擬化性能測(cè)試配置了一個(gè)大容量虛擬儀表 陣列，可以將數(shù)千個(gè) TPS 推入系統(tǒng)或者當(dāng)它們?cè)谪?fù)載下執(zhí)行時(shí)模擬像儀表控制 和儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 這類中間組件。使用這種方法，團(tuán)隊(duì)可以使用 AMS 計(jì)劃需求的流量擴(kuò)展他們的系統(tǒng)規(guī)模。
無力驗(yàn)證端到端系統(tǒng)	連續(xù)的構(gòu)建和驗(yàn)證服務(wù)支持基于服務(wù)的端到端測(cè)試和組合應(yīng)用程序類型。您可以在本機(jī)測(cè)試復(fù)雜的端到端工作流，并直接驗(yàn)證在每個(gè)對(duì)給定事務(wù)流程有益的組件中是否出現(xiàn)期望行為。

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服務(wù)虛擬化和連續(xù)驗(yàn)證的益處

這些示例僅限于 AMS 和智能電網(wǎng)技術(shù)，不能代表所有的電力客戶場(chǎng)景（其中服務(wù)虛擬化和連續(xù)驗(yàn)證可以取得巨大收益）。雖然如此，在復(fù)雜不斷變化的環(huán)境中推出新功能的挑戰(zhàn)可能會(huì)有所減緩。在 AMS 和智能網(wǎng)絡(luò)分類中，共同的客戶在很短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)取得了令人信服的成果?？蛻魬?yīng)該：

◇ 為了實(shí)現(xiàn)平行開發(fā)，減少系統(tǒng)約束性：

增加已交付和測(cè)試的軟件功能高達(dá) 68%。

 實(shí)現(xiàn)快速上市（在 3 個(gè)月的周期中 10 周就可以交付）。

◇ 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和測(cè)試數(shù)據(jù)場(chǎng)景每周 7 天每天 24 小時(shí)可用：

在前 2 周減少 80% 的測(cè)試數(shù)據(jù)管理成本。

穩(wěn)定波動(dòng)數(shù)據(jù)和減少建立/拆卸效率。

◇ 模擬數(shù)百萬(wàn)新端點(diǎn)的影響：

自動(dòng)交付高容量模擬環(huán)境。

減少 90% 的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室環(huán)境創(chuàng)建成本。

◇ 以較少的故障啟動(dòng)連續(xù)的驗(yàn)證：

端到端工作流完全透明。

增加客戶規(guī)范和減少損失，因?yàn)榉?wù)級(jí)性能和質(zhì)量不是很糟糕。

電力公司面臨著現(xiàn)代化 IT 資源和現(xiàn)有技術(shù)來滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)和管理需求的挑戰(zhàn)。在本文中，我們解釋了服務(wù)虛擬化如何減輕 AMS 動(dòng)態(tài)企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序的開發(fā)和測(cè)試以及支持一個(gè)位于新智能電網(wǎng)架構(gòu)頂部的軟件的實(shí)現(xiàn)，來確?？尚藕陀行У姆?wù)交付。

作者簡(jiǎn)介：

Jason English 在多年為技術(shù)和客戶公司，比如 HP、IBM、EDS、Delphi、TaylorMade、Sun、Realm、Adaptec、Motorola 和 Sprint，執(zhí)行營(yíng)銷計(jì)劃和設(shè)計(jì)面向客戶的業(yè)務(wù)流程的過程中獲得了許多經(jīng)驗(yàn)。作為 i2 Technologies 公司的 in2action 交互咨詢單元的執(zhí)行監(jiān)制人，他負(fù)責(zé)在大規(guī)模增長(zhǎng)期間向國(guó)外發(fā)送消息來構(gòu)建易于理解的工作流和 front-ends to B2B 合作系統(tǒng)。在此之前，他是一名 “首席架構(gòu)師” ，管理 Agency.com 的 Fortune 500 客戶端的客戶體驗(yàn)。除了生產(chǎn)傳統(tǒng)廣告和電視廣告之外，他也成功設(shè)計(jì)了幾個(gè)計(jì)算機(jī)游戲的國(guó)際版本。

Chris Kraus 是一名測(cè)試專家和架構(gòu)戰(zhàn)略家，在計(jì)算軟件開發(fā)、產(chǎn)品管理和擴(kuò)展企業(yè)軟件支持方面有 17 年的經(jīng)驗(yàn)。作為 iTKO's LISA SOA 測(cè)試軟件套件的產(chǎn)品經(jīng)理，Chris 應(yīng)用項(xiàng)目管理和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)來細(xì)化 LISA 特性，貫穿整個(gè)軟件交付生命周期更好地適應(yīng)客戶質(zhì)量需求。Chris 之前是企業(yè)級(jí)軟件平臺(tái)公司 webMethods 的一名零售和制造業(yè)經(jīng)理，監(jiān)管需求、客戶售前展覽，并進(jìn)行每年度 US$16M 的培訓(xùn)。在供應(yīng)鏈軟件提供商 i2 Technologies 公司中，他在 i2 基礎(chǔ)架構(gòu)組中負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)流程版本發(fā)布、工作流以及監(jiān)控引擎。在 i2 之前，他在 software AG 公司工作，在 software AG，Chris 專攻跨平臺(tái)產(chǎn)品安裝和管理。作為一個(gè)軟件工程師、項(xiàng)目經(jīng)理和解決方案架構(gòu)師，Chris 從工作的公司，比如 like Citi、TD Ameritrade、Lenovo、Tandy、Rubbermaid、TI 和 TxDoT 學(xué)到了很多行業(yè)知識(shí)，確保應(yīng)用程序交付生命周期的質(zhì)量。

新聞名稱：實(shí)踐出真知電力行業(yè)的服務(wù)虛擬化和驗(yàn)證實(shí)踐
當(dāng)前路徑：http://m.5511xx.com/article/cdphees.html