医疗行业超融合架构方案设计

2021-07-17 10:51:02

设计概要
综合以上需求分析，结合目前医疗行业数据中心的演进方法论及最佳实践，建议采用超融合私有云的方式来建设，使用扩展能力强，功能丰富的私有云超融合基础架构方案，来满足医院业务系统高可靠性、高可用性、业务连续性、数据安全、数据备份、数据及应用容灾的需求。

安恒云（超融合）企业云平台主要是从资源池化，按需分配，动态云计算平台切入，通过云计算技术充分利用超融合基础设施资源，提供基于超融合基础设施的基础设施即服务(IaaS)的云计算服务。

设计原则
在方案设计中我们将遵循以下总体原则：

以医院业务需求为导向

超融合架构最终还是要为医疗业务服务的，因此在架构设计上一定要以医疗业务的需求为导向，充分考虑非功能需求，例如系统的重要程度、安全要求、业务连续性等。

遵循医疗行业标准

医院大部分业务系统都是面向社会和公众的，在医院基础架构建设时，应符合国际、国家、医疗卫生行业标准、规范和医院自身的发展规划。

提高资源利用率

现已经部署了大量的服务器，资源使用率低是较突出的一个问题。要充分发挥超融合架构的这一最大的特点，在保证性能的前提下进行合理设计。在同一设备中合理分配计算、存储和网络等虚拟化资源，最大程度的提高服务器设备的利用率。

系统扩展性

在超融合架构中，可以进行横向灵活扩展，使医院的 IT 基础架构成为一个动态、灵活、具有弹性的 IT 基础架构。要考虑在医疗业务系统实时运行过程中，计算资源和存储资源的同时动态调整和扩展的问题，避免对现有生产系统产生影响。

安全可用性

业务系统的高可用性和安全性是医院业务得以持续运行的保障。在超融合架构设计中，应该以软件定义技术为主，结构超融合的分布式架构的特点，解决系统单点故障问题和性能瓶颈等问题，在满足业务系统可用性的同时保证医院系统运行安全和数据安全。

超融合架构总体设计
超融合架构在数据中心，以软件定义为解决方案，使用通用的 X86 服务器+虚拟化软件建设计算、分布式存储和网络等资源池，极大地简化了数据中心的基础架构。而且通过软件定义资源池为分布式架构，可以实现无单点故障、无单点瓶颈、横向自动弹性扩展、性能线性增长等能力。通过统一的云平台来管控超融合基础设施，来管理调度计算资源、存储资源、网络资源。

在物理层，选择通用的 X86 服务器和交换机。在软件定义层，采用安恒云（超融合）AStack来实现软件定义计算、软件定义存储、软件定义网络。
在管理层，采用AStack云平台来实现对整个基础设施的统一管理调度运维。

具体设计如下：

搭建超融合系统平台

在数据中心机房新建一套超融合系统集群，并对医院现有的业务系统进行评估，按照评估结果，将适合的业务系统和数据迁移至超融合平台，打破原有竖井式的纵向扩展架构。为了保证 HIS/PACS 等核心业务数据库的性能和数据的实时性，需要对先对安恒云（超融合）做详细的POC测试，确定满足条件后再进行迁移。

原有设备进行淘汰和利旧整合

建议淘汰的设备：服役超过5年以上的服务器，不建议继续使用，可以进行淘汰处理，避免潜在的安全隐患，同时还可以降低整体能耗成本。

利旧整合的设备：可以利旧整合的服务器主要有两种解决方案。
首先，可以用于开发测试，但是需要注意的是，对于这部分资源最好单独建设一个资源分区，不要和生产资源混合在一个资源池里，做好安全隔离，避免互相影响。其次，可以选择部分性能比较好，未过保修期（通常服务器保修年限为三年）且具有整合价值的服务器，然后部署超融合系统，加入到超融合系统群集当中。但是仍然建议单独设计一个资源池，不要与新采购的超融合系统混用一个资源池，同样做好安全隔离。因为老旧的服务器，即使部署了相同超融合系统软件，由于其 CPU 型号比较旧，而且型号不统一，很难和新采购的超融合系统设备相互兼容，不建议部署在一个资源池。

建立统一的云管理平台

云管理平台主要负责对资源的管理、弹性调度以及操作维护等综合管理功能，是云平台管理的核心，在同一个 web 界面提供云资源管理、云运维管理和云服务管理的功能。在采购新的超融合系统以后，要求必须能够和现有的云管理平台兼容，能够进行二次开发和对接。或者直接采用超融合系统的云管理整合原有的虚拟化资源，但是绝不能同时出现多个云管理平台，这样非常不利于资源的统一管理和调配，给医院的信息化管理带来很大的困难。

超融合架构业务设计

医院业务系统分析主要是对现有医院业务系统进行梳理，对医院的业务系统进行评估和分类，选择适合部署在超融合系统之上的系统。主要包括以下几个方面的工作：

对业务系统进行分析，选择适合迁移到超融合架构的应用。建议优先从非核心的系统开始尝试部署，然后逐渐扩展到其他核心业务系统。
评估并计算系统资源的使用量，包括计算、存储、网络和安全资源等。
根据分析出的需要迁移的业务系统资源量，评估现有机房的物理环境和网络环境，是否能够满足迁移后的超融合系统部署需要。

业务迁移分析
医院业务系统主要分为四大类，分别是：

行政管理系统。包括人事管理系统，财务管理系统，后勤管理系统，药库管理系统，医疗设备管理系统，门诊、手术及住院预约系统，病人住院管理系统等。
医疗管理系统。也是核心业务系统，主要包括门诊、急诊管理系统（HIS），影像文件系统（PCAS）、病案管理系统，医疗统计系统，血库管理系统等。
决策支持系统。包括医疗质量评价系统，医疗质量控制系统等。
各种辅助系统。如医疗情报检索系统，医疗数据库系统等。

以上业务系统，除了大型三甲医院的核心 HIS 和 PACS 数据库外，其实大多数医院的系统都适合迁移至超融合系统，对于业务系统的最终选择，还是需要分析其运行和使用的现状，综合进行判断。

业务资源分析
对于不同的业务系统，需要划分不同等级的资源来进行规划。

对于大型医院核心的HIS等业务系统，推荐采用全闪存的超融合来进行部署。
对于一般区县级别的医院，推荐采用高性能的超融合来进行部署。
对于PACS等大容量系统，推荐采用大容量一体机来进行部署。大容量超融合一体机支持平滑横向扩展，数据支持3副本。
对于其他通用的业务系统，采用通用超融合一体机来部署。
（具体资源需求及部署要求，需要调研客户环境后再决定。）

医疗行业超融合架构方案设计