医院服务器高可用建议方案.doc

安徽省立医院关健业务连续性建议方案前言医院数字化建设是一个庞大而复杂的系统工程，其整体系统由上百个业务子系统组建而成，而这些系统间又有频繁的数据交换和业务联动，医院数据/信息中心系统的建设和部署是整个数字化医院系统建设的核心和基础，其架构设计是一项复杂的工作。本方案医院数据中心硬件平台基础架构的概述。本方案针对安徽省立医院项目数字化基础架构，能够帮助贵单位的各个层次上保持正常、健康的运行。具体方案如下：一、 高可用性评估： 对 IT 可用性计划、流程、过程、角色、职责、报告、控制和服务水平实现情况进行分析；通过事后分析、故障成本或组件故障影响分析技术，对可能发生的故障进行分析；二、 高可用性规划与设计 对高可用性进行规划，包括计划、计划管理、报告和服务水平管理、高可用性流程和过程设计，包括角色和职责。三、 高可用性实施 各种服务器优化与整合服务规划、设计和实施。四、 容灾规划与实施服务 数据中心和灾备中心连续性接管服务，灾难恢复演练计划制定与实施。此建议书对安徽省立医院各种PACS、HIS、RIS、LIS现状做初步分析，讨论了服务器高可用的常用技术标准备，推荐了双机加阵列的高可用服务器解决方案，供安徽省立医院参考。目 录一安徽省立医院系统环境41.1 现有业务简述4二关健业务连续性系统设计52.1 数字化医院基础架构52.2 系统设计说明52.3 系统方案特点7三UPS不间断电源系统工程设计83.1 UPS功率计算83.2 UPS系统设计93.2.1 UPS电源系统的设计原则如下：93.2.2 台达H系列UPS主机性能介绍9四附录114.1 RoseHA 8.5 双机容错系统114.2 IBM X3850M2服务器204.3 IBM DS5020存储224.4 投资预算表25一安徽省立医院系统环境1.1 现有业务简述本方案的核心是统一的高性能的SAN架构，医院的大部分数据都存储在SAN的环境中，通过光纤交换机连接不同的数据库服务和应用服务器进行各种业务处理。为支持医院越来越高的业务连续性要求，我们建议在不同于主中心的楼房中建立容灾机房，运用业界成熟的技术实现对存储系统做备份容灾。下面是数据中心(信息中心)建设中与临床信息系统相关各部分的概述及配置参考二关健业务连续性系统设计2.1 数字化医院基础架构2.2 系统设计说明1. 主机系统、存储和备份系统本方案的核心是统一的高性能的SAN架构，医院的大部分数据都存储在SAN的环境中，通过光纤交换机连接不同的数据库服务和应用服务器进行各种业务处理。为支持医院越来越高的业务连续性要求，我们建议在不同于主中心的楼房中建立容灾机房，运用业界成熟的技术实现对存储系统做备份容灾。下面是数据中心(信息中心)建设中与临床信息系统相关各部分的概述及配置参考。根据我们对业务系统的分析，充分满足对系统数据容量的规划，建议配置如下： 4两台服务器建议选择IBM X3850M2，每台建议配置如下：IBM System X3850M2 服务器类型2U机架式CPU两个 Intel 四核 Xeon E7420 处理器内存(RAM)16GB硬盘300GB 15K 3.5 SAS Hot-Swap HDD 两块网络集成双千兆以太网接口 光驱24X DVD/CD-RW ComboFC光纤卡Emulex 4GB FC Single-Port PCI-E HBA for IBM System x 1块电源双电源冗余 磁盘阵列建议选择IBM DS3400，每台建议配置如下：IBM DS5020 控制器类型 双控制器硬盘配置300GB 15K Hot Swap SAS，7块 光模块4Gb 短波模块，4块电源双电源冗余 SAN交换机建议选择IBM System Storage SAN24B-4 易捷版，每台建议配置如下：IBM System Storage SAN24B-4端口激活24端口，缺省激活8端口光模块4Gb 短波模块，8块 双机软件选择RoseHA 一套，配置如下：RoseHA 8.5 双机容错系统RoseHA for WindowsWindows 2000/2003/2008 Server for x86 (Standard / Advanced / Datacenter Edition)操作系统建议选择windows 2003 enterprise server x32(现数据库为SQL2000 32位)，此操作系统支持大内存和硬盘RAID功能。 2台IBM X3850M2双机系统分别核心应用HIS主备用服务器（即双Active/Active模式），两台互为备份，这大大提高了系统的可靠性，在任意一台服务器发生故障时整个系统能够继续安全良好的运行。数据存储方面，根据业务要求，确定了数据集中结构、数据冗余备份写入，服务器通过2台8/24口光纤通道交换机和DS5020磁盘阵列组成SAN（存储区域网络）网。为提供存储底层可靠性，我们建议配置1台DS5020阵列柜，阵列各划分划分多外逻辑卷供不同的应用服务器使用。SQL2000数据库文件和控制文件、应用程序文件全部建议放置在磁盘阵列上，在发生双机切换时无需手工同步文件。2.3 系统方案特点 整体方案使用Active/Active模式，充分最大化发挥现有服务器性能； 存储使用SAN阵列，即稳定可靠、绝对数据安全而且成本较低，充分节省用户投资； 服务器、网卡、电源模块等关健设备全部使用冗余设计，无单点故障； 双机软件快速反映，错误检测时间小于10秒，故障切换及恢复时间一般在10-20秒； 双机软件GUI与Server分离，可随时中断GUI而不影响Server的运行； 支持JOB和BRING IN/BRING OUT、在一台SERVER上停止JOB不会导致FAILOVER 在同一块网卡上建立多个活动的IP地址，支持多个JOB的运行 自动切换：当系统出现故障时（如：系统宕机、HA进程/应用进程被杀掉、RS-232、SCSI、光纤、网络线缆断开），RoseHA 将确定故障原因，并采取相应对策，并将这些应用切换到备份服务器上。而故障服务器中未受影响的应用不会被切换，既不会受任何影响。不需要系统管理员干预。 三UPS不间断电源系统工程设计3.1 UPS功率计算根据电子信息系统机房设计规范（GB50174-2008），确定不间断电源系统的基本容量按下式计算：E1.2P式中 E-不间断电源系统的基本容量（不包含备份不间断电源系统设备）P-电子信息设备的计算机负荷。本次机房选用12台台达H系列20KV主机并机冗余式供电。3.2 UPS系统设计3.2.1 UPS电源系统的设计原则如下 应能满足当前需求和未来逐步扩容的需要； 应具有一定的用电经济性本次机房系统的UPS系统设计我们采用1台20kVA UPS并机冗余式供电，单台主机后备时间为2小时。3.2.2 台达H系列UPS主机性能介绍1、系统特色 输出功率因素=0.8 高整机效率 宽广输入电压范围156V-280V 可选择经济模式输出 (效率96%) 输出短路保护 全时间防雷击及噪声突波保护 可加装输出隔离变压器 可作双机热备份串联运作 (Hot-Standby Redundant) 具电池开机功能 使用者亲善大型LCD操作面板 内建SNMP插槽,可作网络远程监控 标准RS232、AS400、干接点接口 可增加外部电池组,另长延机具超强充电电流 具紧急停机功能(Emergency Power Off; EPO) 输出零地电压小于1V2、应用领域 PC,终端机,工作站,服务器 自动提款机,网络系统 办公室设备,医疗,保全,监控,通讯等系统3、特点介绍 真正在线式设计，提供您的重要电气设备一个全天候不断电之电源。 宽广的输入电源范围，可减少电池放电机率。 自动侦测输入频率可操作于50 Hz或60Hz。 输入电流具功率因子修正和使用高频脉宽调变逆流器，使 UPS 具有高性能特性。 可选择隔离或自耦变压器来提供电气隔离和多重输出电压。 在 UPS 无市电输入时，允许由电池启动，提供稳定的交流电力。 远程紧急断电：可于紧急状态以远程开关装置，将输出立即切断，防止危险。 标准配备RS232、AS 400 和各种状态接点接口，适用于各类型计算机通讯。 可选购SNMP 适配卡以提供网络通讯。 利用微处理器技术执行自我侦测和 LCD 讯息显示，以提供详细的运转状态信息。 有手动和静态两种旁路开关型式切换至主要电源。 静态旁路供给电路含有突波抑制和 EMI 滤波功能。 逆流器自动回复： UPS 的逆流器在低电池电压关机后交流电源恢复时，可自动再启动。 当过载情况清除，可由静态旁路自动转回逆流器输出。 在长时间备用模式操作下，可将警告声关闭。 可另外增加外部电池组，以延长备用模式的运转时间。 可选择经济模式操作: 当输入电压在额定电压10%范围内，UPS将在旁路状态下工作，若超出范围外则切换至逆流器状态下操作，可提高UPS之运转效率。 当 UPS 在旁路模式操作下，可自动侦测旁路电压，若输入电压超出额定电压 + 15%- 20%范围外，将关闭输出以保护电气设备。 当在备用模式低电池电压关机后，自动侦测电池电压若过低时，将UPS控制电源关闭，以保护电池之寿命。四附录4.1 RoseHA 8.5 双机容错系统 RoseHA是利用共享磁盘阵列实现系统高可用性，保证应用系统7*24不间断运行的软件产品。ROSE HA软件同时安装在两台主机上，用于监视系统的状态，协调两台主机的工作，维护系统的可用性。它能侦测应用级系统软件、硬件发生的故障，及时地进行错误隔绝、恢复，以最低成本提供用户几乎不停顿的计算机作业环境。 RoseHA 以其稳定、可靠，在windows2000、windows2003、windows2008服务器的容错软件中占有绝对的优势，同时也成为国内绝大多数的磁盘阵列柜厂家的OEM容错软件。工作模式 主从方式（Active/Standby) 主机工作，从机处于监控准备状态。当主机宕机时，从机接管从机的工作，待主机恢复正常后，按使用者的预定以自动或手动的方式将服务切换到主机上运行。 双工方式（Active/Active） 两台主机同时运行各自的服务工作，且相互监测对方的情况。当一台主机宕机时，另外一台主机立即接管它的工作，保证工作不间断。 譬如：A机运行ORACLE数据库应用，B机运行IIS网站应用。 特 点 自动切换 当系统出现故障时（如：系统宕机、HA进程/应用进程被杀掉、RS-232、SCSI、光纤、网络线缆断开），RoseHA 将确定故障原因，并采取相应对策，并将这些应用切换到备份服务器上。而故障服务器中未受影响的应用不会被切换，既不会受任何影响。不需要系统管理员干预。 支持多条心跳路径 可以将网线和RS-232串口线作为在RoseHA软件的心跳路径。配置多条心跳路径可以避免系统的单点故障。两台服务器的信息交换可通过：RS232、TCP/IP 自动检测 在集群系统的每一台服务器内，RoseHA具有两个核心进程，它们互相监控，如果其中一个进程失败，另一个进程会立即进行恢复。 丰富的附加功能 提供不同的针对特定应用的Agent程序，使服务监控更切实际，更加有效；提供用于开发Agent程序的应用程序界面（API），使用者可针对特定的服务编写Agent程序，执行与特定服务相关的状态诊断及错误恢复工作的。 RoseHA 采取高可靠的错误检测和故障恢复机制减少系统宕机，停机时间并防范错误，提供故障警告； RoseHA 可设定故障排除后自动或手动回复（switch back）； RoseHA 安装时不需要修改操作系统的核心、更改应用软件，也无需特殊的硬件； RoseHA 提供基于GUI的监控中心，管理员能查看ROSE HA的状态、检查错误信息和警告、修改系统参数及从远程工作站管理ROSE HA系统； RoseHA 支持各种数据库，包括ORACLE、Sybase、Informix、DB2、MySQL等 。 Private Net 私用网络 两台服务器通过私用网络心跳（HeartBeat）信号，使两台服务器能够相互了解对方的运行情况。为了避免不必要的失效切换，最好建立两条独立的物理路径作为通讯路径。 RS-232 Socket Private Net:配置服务器空闲的串口作为一条通讯路径。 TCP/IP Socket Private Net:两台服务器的网卡用反线（back to back)直接或通过LAN建立一条通讯路径。 如果所有的私用网均失效，服务器仍然可以用公用侦测对方服务器的可用性。如果对方服务器仍然可用，不触发接管动作；如果对方服务器不可用，立即接管动作。 Public Net 公用网络 客户端通过此网络与服务器通信，当两台服务器互为备份。对于不同的服务，可以用不同的公用网连接到两台服务器。ROSE HA支持TCP/IP协议，可以在EthernetFastEthernet、FDDI和ATM网上运行。 管理工具 友好、直观、易于操作的GUI界面 有关ROSE HA的配置都可以在GUI中完成，支持动态配置和实时同步 网卡的状态，磁盘的状态都可在GUI中显示出来 监控的对象资源 Volume IP地址 计算机别名 共享文件 NT服务 用户自定义 工作原理 系统启动后，ROSE HA首先启动HA Manager管理程序，根据高可靠性系统的配置结构初始化，然后启动必要的服务和代理程序来监控和管理系统服务。HA代理程序用来监控、监测、诊断和管理硬件软件服务。 代理程序检测到该服务器处于活动状态，HA Manager就会认为该服务处于活动状态，HA Manager会定时通知后备服务器上的HA Manager，其每项服务处于正常。 当代理程序检测到某个服务发生故障时，它就通知HA Manager管理程序。HA软件首先会重新启动该服务多次（可由用户设定）。如果启动不能成功，该服务会由HA转移到后备服务器上。 HA周期性地检测系统硬件的状态，如果硬件发生故障，HA会把与该硬件相关的服务转移到后备服务器上。当某项服务发生转移时，HA首先在运行服务器上停止该服务，之后，由备份服务器上的HA在备份服务器上启动该服务。由于停止和启动该服务需要一定的时间，所以，当服务被切换（转移）时，该服务会有短暂的中断，转移完成后，服务自动恢复正常运行。考虑到一些数据库系统（如ORACLE、SYBASE、INFORMIX等）以及其他一些应用软件（如Domino Server、WWW Server等），ROSE HA在HA管理模块（HA Manager)的基础上，提供了一系列的Agent软件模块。Agent为一个软件监视模块，监控数据库服务或其他应用服务的运行。当运行服务器发生故障时，由Agent向HA主控软件请求，进行相应的处理动作。 总之，ROSE HA软件极大程度上减少了人的介入，提高了系统的可靠性与安全性，使服务能可靠的运行。4.2 IBM X3850M2服务器 4.3 IBM DS5020存储 4.4 投资预算表 投资预算建议：1、由于购买的DS5020标配8个SFP模块，所以建议不要再配SAN交换机了2、建议购买机柜，KVM切换器和RoseHA双机软件等。3、UPS建议配置2小时延时。一、IBM 3850M2数据库服务器（4套）产品型号产品描述数量预算单价总价72337RC2*L7455 6Core 2.13GHz 8*1G 4*Memmory Card 2HSPS 3*7*24，2块IBM 146GB