升級(jí)雙活數(shù)據(jù)中心

需求分析

隨著某醫(yī)院信息化建設(shè)的深入，核心業(yè)務(wù)系統(tǒng) HIS、電子病歷、PACS等數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)建成高可用系統(tǒng)，為保障醫(yī)院業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮了重要作用，但隨著醫(yī)院信息的化的深入發(fā)展，現(xiàn)有的服務(wù)器及存儲(chǔ)架構(gòu)（圖1）還存在以兩個(gè)問(wèn)題： 1.現(xiàn)有手術(shù)麻醉、無(wú)線輸液、自助系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理、桌面管理、OA系統(tǒng)等二級(jí)應(yīng)用（非核心業(yè)務(wù)）已經(jīng)利用VMware虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化，但其應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在單臺(tái)磁盤陣列柜上面，如果某一個(gè)存儲(chǔ)出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致所有二級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)癱瘓甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，因此需要對(duì)二級(jí)應(yīng)用虛擬化系統(tǒng)建立一個(gè)雙活數(shù)據(jù)中心，保證所有數(shù)據(jù)都能夠存儲(chǔ)在兩個(gè)磁盤陣列柜實(shí)現(xiàn)高可用性。2.隨著醫(yī)院信息化系統(tǒng)不斷深入發(fā)展現(xiàn)有的虛擬化服務(wù)器資源不夠使用,特別是上線醫(yī)院信息數(shù)據(jù)集成平臺(tái)需要有高性能的服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算支撐，因此需要增加服務(wù)器滿足即將上線的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

圖1 服務(wù)器及存儲(chǔ)架構(gòu)

雙活數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案

1.雙活數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)虛擬化建設(shè)方案

如下圖2所示，在中心機(jī)房和災(zāi)備機(jī)房部署一套雙節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備。利用存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，在平臺(tái)層面統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)高可用性，消除單點(diǎn)故障，確保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可不間斷訪問(wèn)，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。

利用存儲(chǔ)虛擬化平臺(tái)的大緩存技術(shù)，提升舊存儲(chǔ)設(shè)備的性能，延長(zhǎng)設(shè)備生命周期，減少存儲(chǔ)更新需求。

存儲(chǔ)層通過(guò)EMC Vplex虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨機(jī)房的存儲(chǔ)雙活，在結(jié)合Oracle RAC和VMware之后，實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用雙活。當(dāng)一臺(tái)存儲(chǔ)甚至某個(gè)機(jī)房完全不可用，依然能7*24小時(shí)提供業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。實(shí)現(xiàn)RTO=0，然后在云存儲(chǔ)上部署虛擬服務(wù)器，最后在虛擬服務(wù)器上部署各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，為最終實(shí)現(xiàn)醫(yī)院私有云計(jì)算打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

根據(jù)各應(yīng)用系統(tǒng)的要求，可以分別采用VMware HA（熱備模式）或FT（容錯(cuò)模式）或DRS（動(dòng)態(tài)資源自動(dòng)分配）實(shí)現(xiàn)二級(jí)應(yīng)用的高可靠性。

圖2 存儲(chǔ)虛擬化

圖3 存儲(chǔ)虛擬化磁盤列陣

2.雙活數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)虛擬化配置說(shuō)明

(1)購(gòu)置2臺(tái)存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備分別部署在2個(gè)中心機(jī)房，構(gòu)建園區(qū)云存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)跨中心實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的虛擬化。

(2)現(xiàn)有的2臺(tái)Cisco MDS9148 SAN交換機(jī)擴(kuò)容激活16個(gè)8GB FC口，用于連接存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備。

(3)現(xiàn)有的4GB FC光纖已經(jīng)沒(méi)有空閑的端口，需要增加2臺(tái)48口Cisco MDS9148 SAN光纖交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)房雙鏈路冗余。

(4)利用現(xiàn)有的兩臺(tái)VNX5500存儲(chǔ)分別擴(kuò)容增加5個(gè)600GB 15000轉(zhuǎn)6Gb/s SAS硬盤；

3.服務(wù)器虛擬化資源擴(kuò)容配置說(shuō)明

(1)即將上線信息集成平臺(tái)需要配置2臺(tái)4路8核CPU 256GB內(nèi)存的高性能服務(wù)器，新增的2臺(tái)高性能服務(wù)器加入黃金級(jí)的運(yùn)算資源。

(2)無(wú)線護(hù)理、手術(shù)麻醉、自助系統(tǒng)等業(yè)務(wù)的上線現(xiàn)有的虛擬化平臺(tái)運(yùn)算越來(lái)越緊張，需要新增加2臺(tái)2路8核CPU 256GB內(nèi)存的白銀級(jí)運(yùn)算資源的服務(wù)器。

(3)醫(yī)院信息安全等級(jí)保障。

4.存儲(chǔ)虛擬化功能

如圖3所示，將存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備實(shí)現(xiàn)磁盤陣列柜進(jìn)行統(tǒng)一管理。存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備可以對(duì)兩個(gè)磁盤陣列柜進(jìn)行鏡像，然后呈現(xiàn)給上層服務(wù)器使用。對(duì)于上層服務(wù)器來(lái)說(shuō)，完全不需要改變?cè)械氖褂媚Ｊ?，每一個(gè)IO寫入存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備鏡像卷的時(shí)候，由存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備虛擬卷同時(shí)寫入2臺(tái)磁盤陣列柜，保證兩個(gè)存儲(chǔ)上的數(shù)據(jù)完全一致。而當(dāng)兩臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備中任意一臺(tái)損壞時(shí)，業(yè)務(wù)完全沒(méi)有影響，不需要切換和中斷，仍然正常運(yùn)行的存儲(chǔ)設(shè)備能夠完全支撐起業(yè)務(wù)應(yīng)用。當(dāng)故障存儲(chǔ)恢復(fù)后，存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。

5.雙活數(shù)據(jù)中心解決方案優(yōu)勢(shì)

雙活數(shù)據(jù)中心的核心是數(shù)據(jù)庫(kù)的雙活。本次建設(shè)目標(biāo)是將醫(yī)院的二個(gè)數(shù)據(jù)中心搭建成一套雙活的數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建跨中心的分布式虛擬存儲(chǔ)，業(yè)務(wù)應(yīng)用訪問(wèn)分布式虛擬存儲(chǔ)，在該虛擬存儲(chǔ)中的任何一臺(tái)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都可有實(shí)時(shí)的一份數(shù)據(jù)在另外一個(gè)中心。

當(dāng)任何一個(gè)中心內(nèi)的存儲(chǔ)、交換機(jī)、服務(wù)器甚至該中心完全不可用后，分布式虛擬存儲(chǔ)依然存在，第二個(gè)機(jī)房的服務(wù)器依然可以訪問(wèn)到分布式虛擬存儲(chǔ)，從而保證了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)是無(wú)縫的、平滑的運(yùn)行，真正幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)提供應(yīng)用服務(wù)7*24小時(shí)不間斷服務(wù)，RTO=0。通過(guò)EMC的Vplex Metro技術(shù)可以輕松的實(shí)現(xiàn)雙活，即存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)不丟失，存儲(chǔ)層故障不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用中斷，存儲(chǔ)零宕機(jī)，數(shù)據(jù)零丟失，應(yīng)用隨需訪問(wèn)；服務(wù)器層故障不會(huì)減少應(yīng)用中斷的時(shí)間。VPLEX配置有雙控制器，互為冗余與負(fù)載均衡。兩個(gè)數(shù)據(jù)中心使用VPLEX Metro技術(shù)進(jìn)行連接，通過(guò)VPLEX獨(dú)有的分布式緩存一致性，使得兩個(gè)中心內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的同步傳輸與聯(lián)邦。

圖4 雙數(shù)據(jù)中心使用VPLEX Metro交互

如圖4所示，當(dāng)數(shù)據(jù)中心1的某一臺(tái)存儲(chǔ)出現(xiàn)物理故障時(shí)，主機(jī)可以通過(guò)VPLEX直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心2的存儲(chǔ)上的數(shù)據(jù)，應(yīng)用無(wú)需切換，真正實(shí)現(xiàn)RPO與RTO均為0的容災(zāi)目標(biāo)。

總結(jié)

EMC VPLEX Metro其優(yōu)勢(shì)在于具備分布式緩存一致性、在線數(shù)據(jù)移動(dòng)性，可在站點(diǎn)之間、異構(gòu)陳列之間移動(dòng)生產(chǎn)卷；基于網(wǎng)絡(luò)的鏡像，實(shí)現(xiàn)跨異構(gòu)陣列和站點(diǎn)之間同步鏡像數(shù)據(jù)；在網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建一個(gè)異構(gòu)存儲(chǔ)池實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)共用；數(shù)據(jù)就地遷移（不拷貝數(shù)據(jù)）。其劣勢(shì)是建設(shè)周期長(zhǎng)、安裝配置繁多、不支持NAS、不支持存儲(chǔ)效率、不支持存儲(chǔ)分層。

存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)是云計(jì)算時(shí)代核心技術(shù)，存儲(chǔ)虛擬化是當(dāng)前比較成熟的一種主流技術(shù)，解決了存儲(chǔ)設(shè)備復(fù)雜、多樣化。而服務(wù)器虛擬化解決了傳統(tǒng)物理架構(gòu)的以下局限性：難以移動(dòng)和復(fù)制、資源利用率低，兼容性差等。代表性的有 IBM的 SVC、EMC的 VPLEX、Netapp的Metro Cluster、華為的 VIS、HDS 的GAD等；通過(guò)存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)復(fù)制層存在二個(gè)中心不能對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)讀寫問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在邏輯上統(tǒng)一，滿足容災(zāi)備份的需要，真正實(shí)現(xiàn)雙中心數(shù)據(jù)雙活問(wèn)題。