本APNIC文摘原標題為We need to rethink the resilience of the global Internet infrastructure，由Sangeetha Abdu Jyothi 撰文。
作為一個靈活非集中化的系統，網際網路過去成功度過多次自然及人為災難。然而，作者認為，當代的網際網路研究人員和營運方，都忽略了一個可能性雖低但影響極大，可能對網際網路造成重大威脅的事件：太陽風暴。
日冕巨量噴發（Coronal Mass Ejections，CME），俗稱太陽風暴（solar storm），是一種自太陽表面噴射大量物質及電磁輻射的現象。若地球正巧處於太陽風暴的路徑上，則這波電磁輻射會擾動地球磁場，引發電場，更嚴重的情況下，可能產生磁暴，進而影響地球表面使用中繼器的電纜及光纖纜線等。
並非所有太陽風暴都會帶來這麼大的影響。根據科學預測，太陽風暴造成地球大規模斷電的機率，大概是每10年1.6%至12%。然而，這機率並非每年平均分佈。太陽週期約為11年，而太陽風暴最有可能於太陽極大期（solar maxima）出現。太陽週期的強度以百年為週期循環，而近代科學的發展，恰巧在太陽週期較弱的過去一百年間發生。科學預測，太陽在不久的將來會變得更活躍。
史上規模最大的太陽風暴事件，分別發生於1859年（卡林頓事件）、1921年。兩次事件都造成大規模停電、火災及通訊網路斷線。若同樣規模的太陽風暴發生於當代，網際網路的基礎建設可能直接受到波及，或因斷電而無法作用。對於太陽風暴對電力網路的傷害，人類已有經驗，但我們仍不知道它會對網際網路基礎建設造成什麼影響。
網際網路基礎建設中最脆弱的部分，是衛星和遠距海底纜線。如資料中心等位於地面上的基礎設施，可輕易利用暫態電壓突波抑制器，防範太陽風暴引發電力不穩的情形。然而，衛星將直接承受噴射的太陽物質，電子零件可能因此受損，移動軌跡也可能受到影響，尤其如Starlink等使用低軌衛星的網路架構，很可能發生軌道衰退（orbital decay），導致衛星失控進入大氣層的意外事故。長距離的海底電纜則可能因中繼器大量故障，進而導致整條電纜故障。
基於地球的磁場分佈，高緯度地區面臨太陽風暴的風險明顯更高。然而，全球網際網路基礎建設，包括海纜終端、資料中心、網際網路交換中心（Internet Exchange Point，EXP）、DNS伺服器等，都高度集中於高緯度地區。
不僅如此，海纜節點位置的分布，也將左右整體連線面臨的風險。舉例而言，連接美國與亞洲的海纜較平均分布於美國西岸，美歐之間的海纜則集中於美國東岸北部。美國和亞洲的海纜建設，在亞洲端有新加坡作為中心發散至其他低緯度國家，整體韌性遠高於美歐之間的海纜建設。
有鑒於太陽風暴可能造成的實際威脅，作者認為，我們應重新思考全球網際網路基礎建設的韌性。想要量化太陽風暴的風險，首先必須預測磁暴導致海纜建設失效的情形，並建立應變模型。由於兩者規模大不相同，電力網路的磁暴應變模型無法直接套用至海纜；海纜每個地面節點之間的距離長達上千公里，相較於節點間隔僅數百公里的電力網路，海纜不同節點處於的電力磁場都不相同。再者，被海洋隔開的海纜節點通常位於近岸，而海岸效應會放大太陽電波輻射引發的電場。所幸，許多地球物理學者持續投入研發海纜的弱點模型。
然而，就算海纜面對的風險降至最低，網際網路仍可能因為停電而受到直接衝擊。作者建議重新思考全球網際網路基礎建設，以及仰賴網路運作的各種應用如何保持靈活韌性，包括：
- 在太陽風暴風險較低的地區新增纜線端點，強化網際網路拓墣架構的靈活性。
- 重新分配基礎建設的各部件，平均分配於不同緯度之間。
- 為預期影響建立應變計畫（太陽風暴從太陽到達地球只需13小時到5天的時間）。
- 規劃解決方案，以在災難後快速重新連結遭斷線之各部分網路。
- 在災害模擬時，新增大規模斷線、網路連線分區斷開等測試情境。
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*台灣網路資訊中心（TWNIC）與亞太網路資訊中心（APNIC）合作，定期精選APNIC Blog文章翻譯摘要，提供中心部落格讀者了解目前亞太地區網路發展之最新趨勢。原文標題為We need to rethink the resilience of the global Internet infrastructure。
