医疗行业关键业务应用虚拟化

医疗行业关键业务应用虚拟化,姚晨锴 系统工程师,云,客户云之旅的3个阶段,基础架构重点,应用重点,业务重点,业务生产,IT 即服务,虚拟化,低 管理级别,高 管理级别,企业混合云,IT 生产,目标,通过IT促进业务发展,发展势头 虚拟化关键业务应用,已虚拟化的工作负载实例所占的百分比,资料来源：VMware 客户调查问卷，2010 年 1 月、2011 年 6 月、2012 年 3 月问题：您组织内部署的工作负载的总实例数是多少？已虚拟化的实例所占的百分比是多少？,现状,传统业务连续性解决方案,中间件/Java,Oracle RAC/HA,Data Guard,数据库镜像,MSCS集群,数据库可用性组DAG,CCR/SCR,应用服务器集群,会话状态复制,备份,数据复制,应用级可用性小环境：复杂而昂贵,数据保护服务：较长的 RTO 和 RPO,本地高可用,数据保护,现状,SLA服务质量性能和扩展能力(水平/垂直扩展能力，动态扩展*)业务连续性（本地MTBF/MTTR，灾备RTO/RPO）ISV应用支持99.99%的可用性Agility业务敏捷性快速部署（开发测试）运营灵活TCO总体成本购买成本（软/硬件）运营成本停机成本,关键业务的挑战,VMware 的 关键业务应用 价值主张,VMware 对于应用的多数优势都普遍适用于所有应用服务质量SLA业务敏捷性Agility成本效益TCO,方案,3,2,1,SLA,Agility,TCO,基础架构计算,性能虚拟机性能开销10以下内存：内存复用/压缩/气球释放/磁盘缓存QoS：以虚拟机为单位，设置计算资源优先级，实现资源控制资源共享：多台虚拟机，共享同一台服务器的计算资源先进性：自动化：DRS/DPM，DRS 主机关联性自动部署：实现大规模云平台快速部署 硬件：支持Intel/AMD 虚拟化技术增强的实时迁移兼容性EVC,基础架构存储,性能VMFS-5集群文件系统，性能接近若设备，优异的数据库I/O性能Direct path I/O实现物理设备的性能单个虚机高达100万的IOPSQoS：以虚拟机为单位，存储 I/O 控制资源共享：多个虚机，共享存储通道和存储空间，支持精简部署先进性：自动化：存储vMotion和存储 DRS自动部署：配置文件驱动的存储vSAN虚拟存储技术硬件VAAIvStorage API for Array IntegrationVASAvStorage API for Storage Awareness,基础架构网络,性能：网卡线速，36Gb/s虚拟交换速率QoS：以虚拟机/流量类型为单位，网络 I/O 控制资源共享：多个虚机，共享网络通道先进性：从标准vSwitch，到分布式虚拟交换机Distributed vSwitch，到跨site的VXLANvCD中自动生成应用系统端口组硬件：与主流网络设备无缝集成,应用系统架构应用系统部署,关键业务应用连续性部署方案,管理集群,后端数据库集群,前端Web集群,虚拟机vMotion支持，vSphere HA/FT保护，HotAdd扩展,普通业务,虚拟机vMotion支持，vSphere HA/FT保护，HotAdd扩展,虚拟机vMotion支持，vSphere HA/FT保护，HotAdd扩展,前端应用集群,虚拟设备vSphere HA/FT保护,传统 HA,应用感知型HA,X86相比小型机RISC处理器，性能开始占优（基于每GHz处理能力计算）VMware仅5%性能损耗,性能,方案,数据来源：SAPS SD 2-Tier基准测试，2012年8月,3,2,1,SLA,可扩展性,应用的性能要求,应用百分比,95% 的需要,IOPS,网络,内存,CPU, 10,000, 36 Gb/s,每个虚拟机 1,000 GB,32 虚拟 CPU,ESX 2,7,000,0.9 Gb/s,每个虚拟机 3.6 GB,2 虚拟 CPU,ESX 1,5,000, 36 Gb/s,每个虚拟机 1,000 GB,64 虚拟 CPU,方案,实现全面虚拟化的技术障碍一直在减少,3,2,1,SLA,提高所有级别的业务连续性,方案,3,2,1,SLA,高可用性vSphere HA (app-aware)vSphere FTvMotion 和 Storage vMotion数据保护vSphere Data ProtectionvStorage API for Data Protection,本地站点（距离100KM）,远程站点,远程站点灾难恢复vCenter SRM包括vSphere Replication,本地站点 + 同城双活 + 异地互备 = 同时工作/互为备份的VMware两地三中心,站点1,站点2,站点n,防止免受应用故障影响,防止受硬件故障影响,X,资源池,应用感知型 HA 填补了应用级集群的间隙针对硬件和软件故障的自动可用性由第 3 方代理检测应用和操作系统故障（例如 Symantec ApplicationHA）通过“应用运行状况监视 API”调用 VMware HA,VMware HA,X,应用感知型HA,方案,3,2,1,SLA,业界最广泛的软件和硬件支持,大多数 ISV 都支持 VMwareSAP 和 IBM 明确声明，表示支持在 VMware 上运行其软件Oracle 的官方支持政策（文档 ID #249212.1）声明他们将支持基于 VMware 虚拟化的 Oracle 数据库、应用和中间件Microsoft 全面支持在 VMware 上运行所有主流应用（并且最近扩展了对 Exchange 2010 DAG 的支持）最广泛的 x86 硬件支持最广泛的 x86 硬件选择,前 10 大医疗保健 ISV,前 10 大财务 ISV,前 5 大零售 ISV 中的 4 家,前 5 大电信 ISV,超过 1400 家 ISV 合作伙伴支持 2500 多个应用在 VMware 上运行,方案,3,2,1,SLA,拥有 Oracle 官方支持,(MyOracleSupport note 249212.1),“Oracle 将仅针对以下两种问题提供支持：1. 本机操作系统上的已知问题；2. 可证明并非因为在 VMware 上运行而导致的问题”,/cn/support/policies/oracle-support.html,在过去 3 年里，没有出现过任何由于 vSphere 错误导致的 Oracle 问题VMware 并不修改本机操作系统 VMware 提供完整的支持和所有权 明确支持 Oracle RAC,Oracle 的 VMware 认证与支持,未直接认证（Oracle 不对基础架构提供认证）,Oracle 不对操作系统以下的任何对象提供认证。例如：Dell、HP、IBM 硬件运行 Oracle 和 VMware 认证的操作系统，以确保整个体系的每个层级正常运行,方案,3,2,1,SLA,Oracle 支持声明,方案,3,2,1,SLA,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,8 台服务器16 个处理器/许可证,10 万美元,20 万美元,30 万美元,40 万美元,50 万美元,59.6 万美元,8 台服务器,16 个 Enterprise Edition 许可证,SA,60 万美元,2 台服务器4 个处理器/许可证,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,10 万美元,20 万美元,30 万美元,40 万美元,50 万美元,15.8 万美元,4 个许可证,SA,60 万美元,2 台服务器,成本降低 70% 以上,SQL Server 2008 R2 整合示例,*注意：如果运行 4 个以上的实例，请使用 Datacenter Edition,整合“按处理器”授权的软件许可证,方案,3,2,1,TCO,按常规方式整合数据库并不容易,多实例,共享实例,共享 OS,SQL,SQL,SQL,SQL,SQL,DB,DB,DB,DB,DB,共享 OS,共享 SQL,DB,DB,DB,DB,DB,无操作系统隔离（配置、安全性、故障）资源隔离时需要使用 Windows Resource Manager没有跨物理节点的负载平衡,无操作系统隔离（配置、安全性、故障）无数据库隔离资源隔离时需要使用 SQL Resource Governor没有跨物理节点的负载平衡,方案,3,2,1,TCO,传统数据库,使用 P2V 实现快速整合提高性能！,1,2,在虚拟机中保持隔离操作系统隔离数据库隔离安全隔离,3,保证资源预留优先级最大值,4,跨节点负载平衡vMotionDRS,资源池,SQL,数据库整合硬件/软件许可的理想平台,方案,3,2,1,TCO,可帮助完成TCO衡量的工具,ROI/TCO 计算器 /vmw/ ROI/TCO 计算器教程VMware vSphere 虚拟化关键任务 Oracle 数据库所产生的整体经济影响,3,2,1,TCO,更快的响应速度对不同的工作负载具有不同的意义,75% 的调配工作用于测试/开发“给我一台服务器快！”,测试和开发,快速调配新虚拟机,能够在极少人工干预的情况下持续满足 SLA 要求,生产,调配不会经常进行而更改却时常快速出现,方案,3,2,1,Agility,加快关键业务应用的上市速度,更快地测试多层应用在精确的生产副本上更准确地测试降低测试基础架构的成本将存储占用空间减少 60% 以上,生产,测试,精确的生产副本,1,2,将更改移到生产环境,4,vApp,更快地运行更多测试,存档以供快速回滚,vSphere,vSphere,vSphere,3,vApp,vApp,方案,3,2,1,Agility,关键业务虚拟化的价值,调配时间从数周缩短至几分钟优化测试/开发环境,以 5 到 10 倍的整合率降低软硬件成本通过智能策略管理减少运营支出,通过动态资源和可扩展性改善性能增强所有应用的可用性和自动灾难恢复,提高业务敏捷性,提高应用服务质量,提高应用效率,关键业务虚拟化VMware最佳实践解决方案包,OracleDB2MS SQL,例：Oracle RAC on vSphere最佳实践请参考/files/pdf/partners/oracle/vmware-oracle-rac-deploy-guide.pdf,桌面云加速医疗信息化,集中化的虚拟桌面,桌面云平台战略架构,医疗机构中桌面的挑战,管好一个桌面，原来真的不容易！,桌面标准化解决方案,桌面安全防护,桌面数据防泄漏,桌面备份与恢复,桌面管理,防病毒、防木马,主动威胁防护,文件和文件夹恢复,远程协助,操作系统部署,应用程序控制,软件和补丁分发,完整系统恢复,本地或离机备份,边界准入与隔离,局域网准入与隔离,主机入侵防护,主机防火墙,敏感信息防泄漏,外设控制,桌面数据保护,终端用户设备种类和数量庞大 不同品牌，时期的桌面设备，超过数百台PC的规模用户IT使用水平参差不齐 人为的错误操作增加的日常维护操作系统维护和应用管理 操作系统和应用的重新安装和调试导致的IT人员的时间浪费终端用户数据安全和数据丢失隐患 本地数据的安全管控和用户个性要求的冲突无法实现桌面多种类用户终端设备（包括IPAD/笔记本、安卓系统）访问,常见桌面问题短板,虚拟桌面需求分析,数据管理难 数据管理包括数据的修改、数据的传播、以及数据的备份等。应用管理难 应用数量和新老旧应用的管理安全入侵防控难 内部的安全防范，以及病毒和网络攻击等影响桌面设备管理难 大量的桌面终端工作站和外设移动办公需求 满足日益增长的移动用户办公桌面的使用需求,终端用户计算实现桌面访问的变革,医生及护士桌面虚拟化,医疗信息系统（HIS）,医学影像及传输系统（PACS）,电子病历（EMR）,检验信息系统（LIS）,数据,个性化配置,应用程序,操作系统,硬件,虚拟化技术 + 远程访问技术,接下来,Wireless COWThin Client,Laptop Remote Physicians Office,Nurses Station Desktop,灵活和熟悉的用户体验，真正的安全和可移动性完全的应用兼容性,VMware vSphere & vClient,桌面云在医疗行业的广泛使用场景,移动医疗（平板设备+虚拟桌面）,移动医生工作站移动护士工作站药房盘存,桌面漫游,实现“随身”桌面可从任一设备登陆，激活先前的工作会话，保障工作流不间断不用浪费时间重新加载和查询缓慢的医疗影像系统,医生/护士工作站,远程会诊远程医疗文档调阅远程阅片远程交流及培训,实现法规遵从,实现浏览虚拟化消除分散的敏感数据保护病人隐私简化遵从性管理,快速部署,快速部署系统补丁快速部署最新的医疗应用程序快速的系统软件升级快速部署新桌面给外来医师,一触式登陆/登出,医生轮流坐诊，桌面PC共享快速用户切换一触式登陆/登出,终端用户计算产品医疗行业的应用情况,A类（站类）病房医生站；病房护士站；中心服务工作站；护士分诊站； 、门急诊诊间检查工作站；重症监护工作站B类（外设类）：收费、挂号、建卡；药剂科门诊药房；消毒供应系统；移动推车；门急诊治疗室C类（其他特殊类）用药；手麻；EMR,VMware助力徐州市儿童医院实现核心业务全面虚拟化,CONFIDENTIAL,42,“我们使用VMware解决方案在简化基础架构资源管理的同时，极大地提升了业务敏捷性，降低IT建设成本。”,徐州市儿童医院科长陈伟钢,VMWARE 产品及服务,合作伙伴,VMware vSphere with Operations Management虚拟化平台VMware Horizon桌面虚拟化软件,行业,地区,医疗,江苏,机房空间有限，资源利用率低无法实现关键业务系统的高可用与容灾备份管理运维压力大,主要挑战,解决方案,成效,通过采用VMware解决方案，提升资源利用率，实现业务连续性，构建了一个高效、灵活、可靠的全面虚拟化基础平台。,确保关键业务连续性实现自动化运维管理，动态分配资源实现容灾与备份迈向移动医疗,案例,XX市第一人民医院虚拟化资源整合案例,XX市第一人民医院,XX市第一人民医院属于三级甲等医院，占地面积17万平方米，建筑面积8万平方米。医院编制床位880张，开放床位1021张，设置门诊部2个，临床科室32个，医技科室10个。在岗医护员工1200多人，拥有高级职称110人（其中主任医师23人）、中级职称310人，安徽医科大学硕士点10个，硕士生导师11人。,博科FC交换机,Fabric 网络,VMware vSphere,HIS DB,HIS APP1,HIS APP2,LIS,体检,EMR,OA,IBM DS5020,IBM DS4800,vSphereClient,WebClient,vCOPSWeb client,IBM X3850,IBM X3950,XX第一人民医院虚拟化部署架构示意图,实施效果,方案价值,基础架构资源整合计算资源整合存储资源整合利旧现有设备业务连续性保障稳定的虚拟平台ESXi 高效的数据备份VADP本地业务连续性vMotion/S.vMotion/vSphere HA/FT/Hot ADD关键业务应用SLA：性能、可扩展性、业务连续性、应用级HA、软硬件支持TCO：应用软件、硬件、服务Agility：生产业务测试,方案配置清单,案例,XX市第一人民医院虚拟化双活数据中心,应用系统现状,分布式VMFS存储卷集群,存储网关,LAN,EMC5500,存储网关,LAN,EMC5300,VMWare HA & vMotion,门诊楼主机房,住院楼备份机房,(ex:VPLS,OTV),2层网络交换,4 x FC,4 x FC,Fujitsu,ESXi,NAS,XX第一人民医院虚拟化“双活”数据中心架构图,EMR,HIS,PACS,应用系统资源配置,方案价值,业务连续性保障稳定的虚拟平台ESXi 高效的数据备份VADP本地业务连续性vMotion/S.vMotion/vSphere HA/FT/Hot ADD关键业务应用SLA：性能、可扩展性、业务连续性、应用级HA、软硬件支持TCO：应用软件、硬件、服务Agility：生产业务测试应用级灾难恢复保障主备机房基础架构资源池化跨数据中心运行业务“双活”中心统一运营，提供应用级高可用,硬件资源规划,CPU 总量从CPU的视角，现有服务器可以提供物理多核CPU支持，而虚拟机CPU分配最小单位为核（Cores per Server - 1）* 服务器数量= 总的核数内存总量从内存的视角，服务器内存总量的计算公式如下： (Total System Memory * 0.94) *服务器数量= 总的内存容量其中：0.94为VMkernel预留的系统内存百分比；存储性能和总量从存储容量的视角，存储容量需要能满足现有每台服务器实际容量的总合、虚拟桌面存储和未来存储增量的需求从存储性能的视角，需要保证满足业务性能要求的IOPS同时的经济性，可采用配置不同类型的磁盘，其中包括少量SSD硬盘和高速15K SAS硬盘，为保证稳定性建议采用FC SAN架构。总原生 IOPS=单位磁盘平均IOPS * 磁盘数目功能性 IOPS=(总原生 IOPS写 %)/(RAID 惩罚)+(总原生IOPS读 %),基础架构软件规划,“数据中心平台”目标为云基础架构，重点在几个方面：虚拟化平台、资源池的构建，这里所指资源池，包括了“CPU池、内存池、存储池、网络池”，资源池是最基本的底层架构，向上提供业务系统