XXX医院云计算平台-应用高可用方案DT.doc

使用 VMware vSphere 构建虚拟化企业VMware 为 广西XXX医院提供的方案建议书2011 年 8 月使用 VMware vSphere 构建虚拟化企业文档信息文档信息文档标题：使用 VMware vSphere 构建虚拟化企业文档参考：VM-ISSUE-1发行版本：第 1 版发行日期：2011年 8 月 10日提交给：广西XXX医院技术顾问： 黎鉴光 佳杰科技（Vmware中国区总代理） 华南区高级技术工程师、Vmware授权讲师VMware Inc, /cniii使用 VMware vSphere 构建虚拟化企业目录文档信息ii目录iii1前言摘要42IT现状分析42.1目前运行系统分析42.2未来系统架构规划42.3目前存在的问题53为什么需要使用虚拟架构解决方案53.1大大降低TCO53.2提高运营效率53.3提高服务水平53.4旧硬件和操作系统的投资保护53.5高可用性63.6可扩展性64虚拟化整合建议方案74.1方案设计目标74.2方案拓扑74.3方案构成部分详细说明84.3.1物理服务器设计方案：84.3.2虚拟服务器的网络设计方案94.3.3应用服务器的应用高可用与主机服务器主可用104.3.4存储方案设计124.3.5管理功能135总结14用 VMware vSphere 构建虚拟化企业1 前言摘要广西XXX医院是一向重视科学管理，以引进高新技术为突破口，以信息化管理为先导，充分发挥技术优势，加强人才引进与培养，注重医院内涵建设，坚持走以病人为中心，以改革谋发展，以管理增效益，以质量创优势的科技兴院之路。尤其是在开展“医院管理年”和创建“平安医院”活动以来，扎实开展“持续改进质量，保障医疗安全” 主题活动，坚持依法办院、质量立院、科教兴院，求真务实，开拓进取，全面提升医院管理水平，提高整体医疗质量，保障医疗安全.在医院建成的时候,IT中心就已经开始提供IT的支持了,到目前为止已经有多台的X86架构的服务器正在运行,未来会有更多的新的业务系统正在下线,计划在2011年就需要大量部份的服务器,为了更好的为医院的运营做好IT支持，如何保证如此多的服务器安全平稳持续运行，广西XXX医院急需一个优秀的系统设计方案。2 IT现状分析2.1 目前运行系统分析 广西XXX医院目前投入大量的生产服务器，其中主营业务管理信息系统和非主营业务管理信息系统与平台支持应用系统，其中包括HIS电子病历、域控服务器、集成平台、PACS系统、LIS系统、体检系统、OA办公、导诊系统、ICU系统、等运行支撑应用系统。2.2 未来系统架构规划目前广西XXX医院正在快速的发展当中，未来还会有更多的应用系统需要上线使用，界时将会更多的服务器投入使用，在未来几年内将会实现高效、智能的IT运维，优化整个企业的运行系统与支撑系统。2.3 目前存在的问题广西XXX医院目前已拥有大量的服务器，数目众多的服务器给管理带来了很多的挑战。l 如何更有效的管理服务器，监控服务器的运行状态。l 每年都需要购买新的硬件服务器，给新的业务系统。l 服务器很多，如何做好服务器的系统、数据备份，可以快速的恢复。l 很多的服务器已经工作了很多年，稳定性、性能都比较差了，大量的服务器需要更新。l 业务系统如何迁移到新硬件上面，保证业务系统的稳定、安全。l 如何保证业务的稳定，数据的安全迁移，也将会是一个很重大的问题。l 未来越来越多的新业务系统，如何保证稳定运行与可扩展性，可迁移性，也是需要考虑的。3 为什么需要使用虚拟架构解决方案 通过使用本方案，我们可以看到将大量的服务器有效的整合在一起，并通过Vmware提供的虚拟化平台，把服务器服务平台提升到另一个高度上。3.1 大大降低TCO 通过服务器整合，控制和减少物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率， 从而降低硬件成本。 降低运营和维护成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。3.2 提高运营效率加快新服务器和应用的部署，大大降低服务器重建和应用加载时间。主动地提前规划资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速，不需要象以前那样，需要长时间的采购流程，然后进行尝试，不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行快速的硬件维护和升级。3.3 提高服务水平帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应。将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需进行资源调配。3.4 旧硬件和操作系统的投资保护不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。3.5 高可用性 Vmware拥有最先进的在线迁移功能VMotion，可以在服务器运行的过程中完成从一台ESX Server迁移到另一台ESX Server的过程，而且还可以得到Vmware的ESX的高可用HA技术保护，不用担心因为服务器硬件出现故障在而造成业务系统的停机，Vmware的高可用技术可以在最短的时间内自动恢复业务的运行。另有Fault Tolerance可以实现零停机保护，高度实现业务系统的可用性，让业务系统永不止步。3.6 可扩展性Vmware的虚拟机所虚拟出来的硬件设备都是一些标准的X86架构硬件，而且与实际的硬件设备没有关联，无论我们使用的是今天可以买到的硬件服务器，还是未来所购买的高端服务器，对于Vmware上面的虚拟机来讲所虚拟的硬件设备都是一样的，那我们通过这个特性可以轻松的对业务系统进行迁移，未来当我们的业务负载很高的时候，我们可以很简单的把现在的虚拟机迁移到新的硬 件上面，实现更高的运行负载能力。通过虚拟平台我们很轻松就可以实现服务器迁移，也可以很简单的通过增加服务器的方式来扩展我们的虚拟平台。而且这样的扩容可以在不影响所有的应用的情况下进行。144 虚拟化整合建议方案4.1 方案设计目标 为了更好的将目前的业务系统进行有效的管理，保证业务系统的稳定、高可用、可迁移、可适应未来的高负载运行要求, 本次方案中主要钟对目前的业务系统进行整合，业务系统中总共有25台服务器， 4.2 方案拓扑 广西XXX医院未来将会把更多的服务器上线使用管理，我们建议初期阶段选用三台四路服务器作为VMware ESX服务器，再利用二台独立物理服务器作为重要的PACS和HIS服务器的主工作服务器，外加一台VMware vCenter管理中心虚拟服务器，所有的服务器都接上FC-SAN共享存储来搭建VMware虚拟化平台。拓扑图如下。4.3 方案构成部分详细说明针对上面的拓扑图，详细说明如下：4.3.1 物理服务器设计方案： 在本方案中我们使用的Vmwaer公司的ESX Server来作为服务器虚拟化的主要底层的支撑系统，总共在三台高性能的服务上安装。并在三台高性能的服务器上加装一张二网口的网卡，加上原有服务器上的四个网卡，我们的服务器上总共有六个网卡可以使用。其中的四个网卡分别进行网络聚合，分别用对做对外服务的网卡，联接两个不同的交换机。而服务器上的两个网卡一个用于做心跳网卡。一个用于做Vmware的核心交换网卡。而VC Server用于管理所有的ESX Server角色分配：ESX服务器，在这次的架构中我们使用三台的服务器用于支撑我们的业务系统的正常运行，在日常的正常运行中两台服务器同时工作，并且互为备份，两台服务器配置为HA的高可用工作方式，当其中任意一台出现故障，上面运行的虚拟机都可以自动切换到另一台的ESX上面，保证业务系统在几分钟之内就可以恢复下常的运行。HIS与PACS物理服务器，在这次的架构中我们设置了两台的专用的物理服务器，一般情况下HIS与PACS服务器是主要用于支撑日常的工作的并与虚拟服务器的HIS与PACS做为群集，只有当前面的物理服务器出现了故障后，才需要切换到虚拟服务器中的HIS或PACS。在物理服务器修复后，可以把工作负载重新在切换回物理服务器上面，通过使用这样的物理与虚拟机的群集来做HIS与PACS的高可用，保证业务的正常运行。VC 服务器，在这次的架构中我们设置一台集中管理服务器，负责管理所有的ESX与虚拟机建议配置：服务器架构CPU内存硬盘网络存储连接备注ESX Server四路八核64G两个SAS做镜像盘六个千兆网卡8G光纤卡需要3台HIS Server二路八核16G两个SAS做镜像盘二个千兆网卡8G光纤卡需要1台PACS Server二路八核16G两个SAS做镜像盘二个千兆网卡8G光纤卡需要1台4.3.2 虚拟服务器的网络设计方案vSphere 4 的企业增强版的虚拟交换机将会是分布式交换机，我们可以便用分布式交换机的配置进行统一管理配置，考虑到各个业务系统对于网络的的要求比较高，在方案中我们用了四个网卡进行了聚合使用，能充分保证业务系统的网络带宽的需求，另外考虑到各个系统的独立性， 我们会使用Vmware的虚拟交换机，把各个虚拟的服务器进行罗辑隔离，而助Vmware的虚拟交换机是支持802.11Q的VLan技术，只需要把Vlan号设置在虚拟的交换机内，所以通过这个交换机的数据包都会自动在IP包头附加上Vlan号，从而实现Vlan的技术支持。如果对于以前旧的三层交换机的Vlan，我们还可以把虚拟服务器上的网卡独立对应一个物理的网卡，从而可以适应任何的网络要求。 4.3.3 应用服务器的应用高可用与ESX主机服务器高可用广西XXX医院现在使用的HIS系统与PACS系统等众多的应用系统都是非常的重要，因此我们需要为这些得要的系统提供强大有力的HA高可以解决方案，在本次方案中，采用二种层次的高可用解方案。应用层HA高可用解决方案：本次方案中我们采用VisionSolutions 采用先进的异步实时数据复制技术 (Asychronous Real-Time Data Replication)，立即将所有服务器上对于磁盘系统的变更透过网络传输至备援服务器，而非整个档案或磁盘的镜设(Mirror)，因此对于服务器的效能与网络带宽的影响都能降至最低。一旦备援中心接管服务时，使用者无须restore资料，能够在最短时间内激活系统，调整网络以提供对外服务。使用Double-Take Software解决方案将成本降至最低.做到真正的实时数据保护. 最大限度地保护数据的实时性，完整性和一致性。业务数据是用户最宝贵的资产之一，数据的损失就是企业资产利润的损失，所以保护业务数据是企业计算系统的主要功能之一。实施VisionSolutions的容灾方案可以将用户数据的损失降至最低甚至为零ESX主机层HA高可用解决主案在本次方案中我们运用了目前最先过的Vmware 云计算平台，这个平台内提供了平台硬件的HA高可用解决方案，当我们的平台内的硬件服务器出现故障后，原运行在这个硬件服务器上面的所有虚拟机都会自动切换到其他可正常工作的硬件服务器上面，所以通过使用这个HA的技术我们可以为所有运行在这个Vmware云计算平台内的所以虚拟机提供HA高可用的解决方案，充份保证我们应用系统的高效、稳定的运行。4.3.4 存储方案设计FC-SAN存储用光纤连到光纤交换机。VMware ESX可以支持管理多通道的负载均衡与失效转移，不需要安装额外的多通道管理软件，为以后的升级带来的方便。另VMware ESX使用的是VMFS磁盘格式可以支持新型分布式服务 虚拟机完全封装在虚拟磁盘文件中，这些文件集中存储在共享的 SAN存储中。集中存储方式在企业环境中更为常见，这样，其他 ESX 也可以使用共享的 SAN来集中访问各个虚拟机。这种配置的功能要强大得多，因为它允许资源池中包含的多个 ESX 并行访问若干相同的文件来引导和运行虚拟机，并能够对虚拟机存储进行有效的虚拟化。4.3.5 管理功能VMware vCenter自带了相当丰富的监控与管理功能，包括： VMware ESX配置。集中管理和配置 VMware vCenter Server 中的所有 VMware ESX 服务器。 警报和通知。为 CPU、内存和心跳信号状态设置绿色、黄色和红色级别警报，以便管理和提前发现问题。警报触发器可生成自动通知和警报。安排系统管理任务的自动执行， 报告。将 VMware vCenter Server数据导出为 HTML 和 Excel 格式，以便与其他报告工具集成和进行离线分析。 修补程序管理。VMware vCenter Update Manager 通过自动扫描和修补在线的