地調所導新興開源專案不手軟，擁抱開放格式免被廠商綁定

今年2月初，高雄發生了規模6.6級的美濃大地震，但是，災情最慘烈的卻是遠在四、五十公里遠的臺南永康市。8秒狂震，讓17樓高的維冠金龍大樓瞬間腰斬成不到5樓，三分之二樓體下陷或損毀，導致115人死亡，震驚全臺，甚至，臺南災情不只一處，更有多處房屋，因為這次地震而傾斜。臺南不是震央卻災情慘重的關鍵正是土壤液化問題。這也促使當時的行政院院長張善政下令，要求經濟部旗下中央地質調查所（簡稱地調所），在30天內公布全臺各地的土壤液化潛勢區資料。

2月15日，就在張善政下令的隔天，10萬民眾湧入地調所網站，查詢自家是否位於地質敏感區。即使土壤液化資料還未開放，截至2月底，瀏覽活動斷層、地下水相關網頁資訊的民眾，已經達到75萬人。

這個瀏覽數據，讓總管地調所IT業務的中央地質調查所地質資料組科長邵屏華，心中有一個衡量標準。他的目標，就是在3月14日，開放土壤液化資料的當天，至少要撐住75萬人次流量。

早在開放前，地調所也和資策會雲端創新研究所合作，進行3次壓力測試，而對方一再認為，地調所系統無法通過百萬民眾瀏覽的壓力。

但系統火爆程度，仍超乎了邵屏華的預測，光是土壤液化潛勢查詢系統在開放的那一天，就湧進了將近172.5萬人次，根據流量監控系統數據統計，「流量最高時，每秒有1萬人同時在上線查詢資料。」

一整天下來，地調所的伺服器，總共傳出2.7TB的圖資資料。地調所的後端基礎架構不僅撐過當天的考驗，後端系統所用每一臺VM的負載量也都維持在50％之下。

邵屏華透露:「Node.js是撐住流量的重要功臣。」這個早在2015年時的系統架構轉換決策，一年後讓地調所得到了大眾的掌聲，也讓帶領地調所IT架構擁抱開源的邵屏華，再次肯定自己的堅持。

這套土壤液化潛勢查詢系統屬於地調所委外開發的地質騰雲PaaS專案。從2013年開始，地調所總共投入超過5,000萬元的預算，投入3名全職開發人力和3名處理法規業務的助理，再加上5名委外廠商的程式設計師，展開了這個龐大的臺灣地質PaaS系統建置計畫。邵屏華要整合散布在地調所各單位的資訊系統，讓地質騰雲PaaS成為地調所IT架構的核心，「未來地調所，只需要有這一朵雲。」邵屏華說。

靠Node.js的非同步特性撐流量

過去，地調所後端系統仍是使用C#開發，多部署在Windows Server環境中執行，2014年完成的第一代地質騰雲PaaS後端系統也不例外。

到了2015年時，邵屏華決定重新改寫後端系統，改用JavaScript和Node.js來開發後端，他解釋，地質騰雲網服務，目標是將地調所內部資料結合外部資源（如外部免費圖資）透過網站提供給民眾，而非用來進行地質運算。

「我最看重的是，程式碼收到請求，後端系統回傳資料的過程中，瀏覽器是否能順暢運作。」這正是他改用Node.js的原因之一。

邵屏華表示，Node.js使用Google所開發的V8 JavaScript引擎，能夠達到相當不錯的效能表現。Node.js也具有非同步執行的特性，能夠多工處理單執行緒（Single Thread）。

非同步執行的概念，相比過去的批次程式設計（Batch Programming）理念：執行程序是由開發者所決定，在Node.js中，程式碼的執行與否，得靠系統事件所驅動，因此可在短時間內可以處理大量、密集的運算工作，即使系統位在高負載的運算中，仍然可以維持一定效能。

邵屏華表示，例如用來應用大量使用者請求的Http Listening背景執行程式，就是利用Node.js實作，包含觸發TCP/IP的程式、監聽（Listening）80 port的服務，以及應用程式串流（Application stream）、資料串流（Data Stream）的指令。

而內部監控系統也是利用Node.js實作，直至特定事件觸發，才會讀取Log紀錄檔，「藉此減少資源消耗」，邵屏華表示，除非流量高達一定程度，才會開啟另外一個監控機制，主動回報當前流量為何。

除了改用Node.js開發服務程式，還使用Docker容器來打包後端系統，再部署到VM中運行。如此一來，邵屏華表示，過去租用中華電信1臺8G記憶體的伺服器，僅能開啟4臺VM，每個VM只能執行一套後端服務。但改用Docker後，一個VM可以運作100個用容器打包個後端服務。

計畫用Docker劃分資料庫

此外，邵屏華表示目前臺灣北、中、南、東四區的地質資料，都是儲存在部署於VM上的資料庫系統，但他計畫未來捨棄直接在VM上部署，改在PaaS上使用Docker化的開源資料庫PostgreSQL，「不須介入底層系統的運作，只要專心管理資料庫就好。」

開源PostgreSQL比商用解決方案更好用

地質騰雲網並不是地調所第一次使用開源技術的專案，其實早在10多年前，邵屏華就導入了開源資料庫PostgreSQL。他表示，在第8版之後，PostgreSQL已經宣布原生支援Windows環境，「許多外國政府機關也都選擇PostgreSQL作為資料庫系統。」也有企業如Konica相機公司旗下預約洗照片服務系統，也利用PostgreSQL來儲存200萬人的帳號資料。

邵屏華表示，一般使用者也許感受不到PostgreSQL的特色，例如PostgreSQL能儲存陣列（Array）型態的資料，像是地圖上的直線，由許多相異二維座標所組成。邵屏華舉例，其他的關聯式資料庫，每條斷層線都得使用一個完整資料表格（Table）儲存，「如果使用陣列，想要在地圖上要呈現一條直線，就簡單很多。」

不僅如此，PostgreSQL社群積極地開發新功能也是邵屏華決定導入的理由。PostgreSQL從1997年的第6版本釋出後，就已經開始支援儲存幾何類型的資料，可以計算地圖上的A、B區域是否有交集，以及交集的範圍多大。他表示，但Oracle資料庫要到2003年的第9版時，才加入類似功能，「對地理資訊系統（GIS）需求，PostgreSQL的威力相當強。」他說。

逐步淘汰商業解決方案，引入開源

邵屏華笑著說，雖然大多人認為，必須有充足預算，才能進行系統優化，「但窮則變，變則通。」早在學生時代，他就自行撰寫了資料庫系統，儲存、分析地質研究資料。而江山易改，本性難移，直到現在，「我就是這樣土炮地建置系統。」他笑著說。

近幾年，邵屏華也逐步淘汰商用軟體產品，改租用雲端服務或使用開源軟體，像是將Windows Server搭vSphere的架構，改租用IaaS服務，並在VM的Linux環境中，用Docker容器執行資料庫，來提供地質查詢服務。

在設計雲端服務平臺時，邵屏華就不打算單靠自家基礎架構疏散所有的人潮，「雲端服務的概念，就是串接外部服務」，像是地調所自建的地質騰雲網PaaS平臺，其中就整合了45個外部服務。

例如，儲存服務就使用了Google以及Dropbox。而地圖背景的選擇，則可連結Google、Open Street Map，甚至是中研院所釋出的日治時期臺灣堡圖、美軍繪製城市地圖等資料，也都可以作為背景，「地調所不負責所有的運算工作，只負責提供程式碼框架、土壤液化及活動斷層等資訊。」

導入有核心團隊維護的開源專案較有保障

雖然他經常遭受質疑，為何不使用現成解決方案，但是邵屏華認為，開源解決方案不僅成熟、便宜，在挑選時，他必定會選擇有核心團隊在維護的專案，像是底層作業系統，就是導入源自紅帽RHEL的CentOS，資料庫系統則是挑選擁有活躍社群的PostgreSQL。

除此之外，邵屏華也積極參加比賽，藉由比賽成績，增加外界對他使用開源方案的信心。像是在今年12月，地調所的地質騰雲PaaS平臺在亞太資通訊科技奧斯卡獎之稱的APICTA Awards中，與亞太十多國專案競爭而得到政府與公共服務類獎項。「誰說開源不好？真正的問題是在人，而不是開源專案。」他霸氣的說著，自從地調所一年拿了7個獎項後，再也沒有人批評、質疑他使用開源專案了。

擁抱開放格式才能走得長遠

邵屏華除了在閒暇時，會參與開源專案測試計畫，他也要求外部合作廠商要閱讀程式碼，「學習他人的開發想法。」他認為，使用開源專案總共有三大好處。首先，使用者可以根據自己的需求客製化，不需遷就於現成解決方案，「花錢購買的50個新功能，當中卻只有1個是我需要的。」

再者，透過使用開源專案，也可培養本地技術人才、投資本地廠商，而非一味地使用外國廠商的解決方案。

最後則是擁抱開放格式，則可免於被廠商綁死的困境，隨時能追上最新的尖端技術。

「網路只有一個標準，就是全球資訊網協會（W3C）。」邵屏華表示，只要盡量符合W3C所制定的開發規格，在整合、串接資料時就會很輕鬆。

對於地調所走上開源這條路，邵屏華的立場相當堅定，「開源保證走得下去，除非有一天網際網路消失了。」他笑著說。

 CIO小檔案 

邵屏華

中央地質調查所地質資料組科長

學歷：成功大學資源工程所博士候選人

經歷：曾任成功大學地球科學系助教，而一路從經濟部中央地質調查所技士升遷至地質資料組科長，目前掌管地調所的IT架構，在2015年後逐漸導入Node.js、Docker以及PostgreSQL等開源技術，未來也計畫以地質騰雲PaaS平臺作為地調所的IT架構核心

 機關檔案 

經濟部中央地質調查所

●　地址：新北市中和區華新街109巷2號

●　成立時間：1978年

●　主要業務：為執行地質法及進行國土地質調查研究等相關各項工作，包括基本地質調查、災害地質調查、資源地質調查及地質資料資訊化、公開化等業務

●　員工數：93人

●　機關預算：4.5億元

●　所長：江崇榮

 資訊部門檔案 

●　資訊部門主管職稱：科長

●　資訊部門主管姓名：邵屏華

●　直屬主管：侯進雄

●　資訊部門人數：3人

 IT部門大事紀 

●　2003年：展開國土資訊系統計畫

●　2004年：工程地質探勘資料庫查詢系統上線

●　2004年：推出臺灣地質知識服務網

●　2009年：地質資料整合查詢系統上線

●　2016年：推出地質騰雲PaaS平臺

●　2016年：推出土壤液化潛勢查詢系統

●　2016年：獲得APICTA Awards政府與公共服務類獎項