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近年来,虚拟化、云计算等技术的落地正在推动医疗机构数据中心变革,改变着传统的建设与管理方式。《全国医疗卫生服务体系规划纲要(2015—2020年)》也指出,积极应用移动互联网、物联网、云计算、可穿戴设备等新技术,推动惠及全民的健康信息服务和智慧医疗服务。
目前,传统数据中心基础设施在面对日益复杂的院内信息系统和互联网诊疗等新业务时弊端凸显。硬件资源割裂、管理策略分散、业务部署慢,这些问题都在一定程度上影响了上层业务系统的部署和运行,特别是各种微服务架构的新型系统,传统数据中心硬件资源在部署此类业务系统时灵活性不足。
1、硬件资源割裂
传统医院数据中心资源固化,孤岛式建设导致IT资源无法灵活调度,资源利用率也比较低。
2、业务部署缓慢
在上线EMR、信息集成平台等新业务系统时,需要先准备硬件设备,然后再配置网络,安装操作系统、中间件、安全系统等,最后再安装业务系统,费时耗力。
3、运维工作分散
服务器、存储、网络、虚拟化等基础设施供应商繁多,配置管理相对独立割裂,运维人员需要逐个系统进行维护,出现故障时,排查工作量大,对尤其是人手不足的中小医疗机构造成困扰。
4、投资成本高昂
资源利用率低导致硬件不能发挥价值;存储与计算分离架构,独立采购存储设备,额外采购导致投资成本增加。
IT基础设施是由上层应用的发展决定,现在云计算以及虚拟化技术已经深刻的改变了IT基础架构,用户必须能够优化计算、网络和存储资源之间的关系,实现真正的灵活部署以及弹性扩展,才能支撑起IT瞬息变化的需求。从近些年IT基础设施的发展可以得出如下结论:硬件平台单一化,越来越多的IT设备均由X86服务器承载;专用设备软件化,即通过软件定义技术实现灵活的业务部署。
基于此发展趋势,超融合设备成为基础设施领域最热门的产品。
下表列举了使用超融合架构(计算+存储)和传统数据中心三层架构(服务器+光纤交换机+存储)的对比:
|
超融合架构 |
传统数据中心基础架构 |
性能 |
尽可能提供本地吞吐,并使用SSD保证应用IO需求。不存在性能瓶颈 |
随着访问集中存储的服务器越来越多,性能瓶颈将日益凸显 |
横向扩展 |
可以简单的在集群中增加节点以扩展集群规模和性能 |
由于架构限制,无法实现横向扩展 |
高可用性 |
可以通过三副本的方式容忍最多两个节点同时故障,并且硬件故障时数据重建速度快,性能几乎不受影响 |
通过raid技术实现高可用性,但面对硬件故障时,性能下降严重。 |
整合比 |
虚拟机密度高,是传统2倍以上 |
虚拟机密度低 |
安装配置 |
开箱即用的部署方式,只需30分钟即可完成安装配置 |
需要准备大量安装实施前的信息收集和整理工作,并且由专人进行安装部署,最少需要2天时间 |
管理维护 |
统一WEB界面管理,维护方便 无需配置LUN、卷、Raid组 |
需要专门存储管理软件,配置复杂。需要厂商支持。 |
空间占用 |
使用超融合架构:2台4U高,总共包含8个节点(包含服务器和存储) 总共占用空间4U |
使用传统架构:8台2路服务器至少占用8U,存储至少需要3U 总共占用空间11U |
耗电 |
使用超融合架构:2台8节点,共耗电 2000W 运行三年电费支出约:5.5万元 |
使用传统架构:8台服务器平均每台服务器耗电600W计算,存储耗电1500w,总共耗电6300W 运行三年电费支出约为:16.8万元 |
基于以上项目背景及建设思路,推荐用户采用UIS超融合架构解决方案,融合了:计算、网络、存储和安全四大模块,通过全虚拟化的方式构建IT架构资源池。所有的模块资源均可以按需部署,灵活调度,动态扩展。通过超融合一体机或者超融合操作系统能够在最短的时间内,将业务系统安全、稳定、高效的迁移到超融合平台中,并且为后期迈向私有云平台奠定基础。
方案能力架构
超融合云平台组网系统拓扑示意图如下:
网络规划 |
端口类型 |
组网 |
建议端口数量 |
承载数据 |
存储业务网 |
万兆 |
独立组网,建议双链路 |
2 |
计算虚拟化与分布式存储数据交互、ONEStor MON管理集群、OSD前端心跳报文 |
存储后端网络 |
万兆 |
独立组网,建议双链路 |
2 |
数据副本复制、硬盘或节点故障时数据重构、ONEStor OSD后端心跳 |
业务网 |
至少千兆 |
独立组网,建议双链路 |
2 |
业务访问数据 |
管理网 |
至少千兆 |
独立组网,建议双链路 |
2 |
主机及虚拟机软件管理报文(包括HA、集群心跳等报文)、迁移数据 |
六大软件能力的管理融合
1、资源融合
在通用的 x86 硬件平台上无缝集成计算虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、安全虚拟化、运维监控管理、云业务流程交付等软件技术,利用高速网络聚合多套超融合设备,实现资源模块化的横向弹性伸缩,形成统一的计算与存储资源池,不仅可以精简数据中心服务器数量,也整合数据中心 IT 基础设施资源,为医院众多的业务系统提供稳定高效的运行平台。
2、快速部署
新华三超融合架构系统,开机即云。为降低管理难度,简化操作步骤,UIS可在30分钟内完成超融合首次安装部署、五分钟完成新节点上线或资源在线扩展。UIS 超融合节点上电之后,仅需要开机引导的三步:设置网络、license注册、集群创建,就可以完成云计算环境的搭建,直接进入UIS 管理平台。适合中小医疗机构的简单交付需求。
3、至简运维
计算、存储、网络、安全、运维监控、云业务等六大软件能力统一平台管理。集成了自定义大屏展示、六大一键操作、系统健康度模型、所画即所得、首页快捷方式等极简运维操作,使运维可视化、数据化、自动化、智能化,释放运维工程师工作压力。
4、安全护航
搭载UIS-Sec安全组件,部署于虚拟机内,实现路由、防火墙、负载均衡等网络安全功能。分布式虚拟防火墙有效防护控制东西向流量的访问,避免同一主机上的虚拟机之间的相互攻击和信息窃取。虚拟机磁盘加密、残留数据安全擦除、数据备份等技术提供了数据安全保障。除内核层、数据层、业务层等多种安全保障机制外,还提供了管理安全和安全审计的丰富安全功能,提升了医院数据中心整体安全性。