Proposal-XXX医院高可用解决方案

1XXX医院应用高可用解决方案赛门铁克软件（北京）有限公司目录21.医院对IT系统高可用方面的需求分析................................................................31.1信息系统可用性风险和技术解决方案...........................................................41.1.1计划内停机维护对IT系统的影响分析和技术解决方案...............................41.1.2意外事件对IT系统的影响分析和技术解决方案.......................................41.1.3各种技术解决方案对医院信息高可用性的保护覆盖范围.............................51.2卷管理软件基础知识...............................................................................61.3群集系统的基础知识...............................................................................82.应用StorageFoundationHA帮助医院构建高可用系统........................................92.1提高医院存储系统的可靠性......................................................................92.2提高医院存储系统的性能.......................................................................102.3简化医院存储管理的复杂性....................................................................102.4StorageFoundation医院级功能特性一览.................................................122.5ClusterServer的关键技术优势一览........................................................133.Symantec为XXX医院提供的高可用及容灾解决方案..........................................184.Symantec高可用及容灾解决方案在医疗行业中的部分成功案例..............................213医疗行业的信息化建设经过了几个阶段的发展，HIS、LIS、RIS以及PACS等众多内容丰富、功能强大的应用软件逐渐成熟，成为医院信息技术的核心。随着时间的推移，这些环境的数据越来越多，数据的价值也越来越大，数据丢失或系统停机所造成的损失会造成越来越严重的后果，甚至变得不能接受。另一方面，“9.11”事件爆发以后，“容灾”这个词汇逐渐成为人们谈论最多的焦点之一。而随后的一系列自然灾害的发生，更推动了IT系统容灾的需求。医疗行业也不例外，今天许多医院管理者和就医者都十分关心医院的IT系统的高可用性。XXX医院的信息化领导充分认识到医院HIS系统的连续稳定运行对于医院的必要性和重要意义，决定实现HIS系统更高级别的可用性和园区级容灾的目标。SYMANTEC充分理解医院信息化的需求，StorageFoundationHA套件正是帮助医院信息管理人员构建高可用HIS系统的有力工具，通过这一套件，IT管理人员可以很自如地按照业务系统的重要性来部署高可用系统，并在一个灵活的架构上让系统不断平滑地向更高的可用性演进。1.医院对IT系统高可用方面的需求分析随着医院的发展，业务流程越来越依赖他们的信息技术服务，医院信息服务的可用性对于医院越来越重要。同时，随着医院信息化的不断完善，医院信息服务管理人员开始意识到，仅有一个可用的IT系统远远无法满足业务的需要，如果信息服务对医院很重要，医院的信息服务应当基于一个高可用的架构，以确保信息系统具备在相当长的一段时间内持续执行其功能的能力。在建设了医院信息系统后，管理人员开始发现，尽管在HIS系统建设的时候，已经充分地考虑的服务器以及存储设备的硬件冗余，但信息系统还是经常由于种种原因而不得不停止正常的服务。事实上，IT系统的可用性是一种“链”，即使最简单的一个信息服务系统，也是由诸多软、硬模块共同组合而成，在“链”中的任意一个环节的不可用对于用户而言，其结果都是一样的——无法使用信息服务在IT建设阶段，用户通常会将系统可用性的注意力集中在Network和Server层面上，以构建一个稳健的硬件架构；但当系统投入使用后，用户逐渐意识到Application/Database/OS/Storage的可用性往往显得更为重要，医院信息系统几乎90%以上的停机事件是由于系统/存储/应用程序等方面原因造成的。IT系统的停机事件可以基本分为2大类：1．计划内停机维护2．意外事件造成的停机故障41.1信息系统可用性风险和技术解决方案1.1.1计划内停机维护对IT系统的影响分析和技术解决方案在IT系统运行的过程中，医院需要周期性地停止IT系统的服务，对系统的软硬件以及存储进行一定的调整，技术上我们称这种停机事件为计划内停机维护，它通常包含以下一些内容：系统的一般性检查维护，包括：网络设备检测、主机硬件设备自检、磁盘数据校验、OS一般性告警事件检查，或更换工作不正常的部件，添加部件以改善性能等硬件Firmware和主机系统OS的升级，打补丁等需要重启硬件设备的操作，或相关可能对系统造成潜在严重影响，但又必须完成的例行工作（比如某些安全补丁或固件升级会造成系统的崩溃或运行不正常）应用系统或数据库的软件升级，通常需要停止相应的信息服务存储系统的调整，比如添加/替换磁盘，调整存储空间，调整存储网络但随着医院业务可用性的要求不断增长，允许系统管理者进行停机维护的时间越来越短，甚至要求在进行上述正常周期性维护的时候，不能停止信息服务，面对这样的需求，通常会采用一些高可用技术方案来满足：采用冗余的，支持热插拔的硬件设备，当需要进行固件升级的时候，将硬件插拔到其他系统进行。构建共享存储的Cluster群集环境，包括购买群集软件，添加冗余的主机设备，当需要进行系统维护时，将信息服务系统切换到热备的主机上，继续提供服务，待系统维护完成后，再切换回原系统。购买专业的存储管理软件，升级磁盘阵列系统，构建弹性的医院存储平台1.1.2意外事件对IT系统的影响分析和技术解决方案信息系统的意外事件其实包含着许多因素：人为的错误，比如误操作或误删除数据造成信息服务的不可用OS、应用程序、硬件设备的失效或任何一个环节发生改变后所造成的不兼容问题都会导致信息服务不可用由于软件设计过程的原因，造成运行一段时间后服务提供能力出现下降，也会导致信息服务不可用由于软件设计原因，导致当出现某种特定事件时，数据发生逻辑上的不一致，将直接导致该应用的不可用战争、自然灾害、公共设施等非可抗力原因也会造成信息系统长时间甚至永久的不可用针对上面的意外事件因素，医院信息管理者需要在2个技术层面来保障系统可用性：1．在存储上保证应用数据的可用性，包括：通过存储快照技术来防范应用逻辑错误以及人为失误带来的数据不可用风险通过存储镜像技术来防范磁盘或磁盘阵列失效带来的存储系统不可用风险通过存储多路径技术，防范由于光纤故障或者板卡端口故障带来的存储系统不可用风险通过数据复制技术，防范灾难带来的数据损毁风险2．在应用上保证程序运行的不间断性，包括：采用备份恢复软件提供裸设备级的快速恢复能力采用HA群集软件，让备份系统可以迅速接管不可用的应用系统51.1.3各种技术解决方案对医院信息高可用性的保护覆盖范围综合上面的分析，我们可以发现，合适的部件冗余，群集技术和存储镜像、快照、复制技术是构建一个高可用医院IT平台的必要技术手段，虽然没有任何一种单一技术可以解决医院信息系统的全部高可用需求，但通过灵活组合这些高可用技术并形成高可用的解决方案，可以满足医院用户的高可用需求，各种高可用技术的分析如下表：高可用技术保护覆盖范围无法防范的停机因素硬件冗余主机服务器失效操作系统失效SAN网络失效应用程序错误机房故障/失效逻辑数据不一致RAID磁盘故障多磁盘同时故障，阵列故障主机服务器失效操作系统失效机房故障/失效逻辑数据不一致存储快照逻辑数据不一致多磁盘同时故障，阵列故障主机服务器失效操作系统失效机房故障/失效群集技术应用程序错误主机服务器失效操作系统失效逻辑数据不一致存储失效数据复制/广域群集机房故障自然灾害逻辑数据不一致但是，信息系统管理员的挑战不仅限于发现这些能提高医院IT可用性的技术，而在于有效利用这些技术，来提高最终信息服务的可用性，比如：主机操作系统或应用系统需要支持所配置的冗余部件，否则就无法达到高可用目的；存储管理软件需要支持多路径技术，否则就无法抵御存储网络的意外风险，尽管已经部署了冗余的网络结构；群集系统需要支持快照及存储冗余技术，否则就无法实现应用程序的高可用性。这说明只有整合这些高可用的技术，简化在部署这些高可用组件的过程中，所带来的额外的复杂性问题，才能够在信息服务的整体高度层面上实现高可用架构的规划。61.2卷管理软件基础知识卷管理软件，通常称为VolumeManager；是存储管理软件体系中的核心组件。基本上，现在主流的IT应用系统以及IT架构中，VolumeManager都会被当作一种必备的组件用来构建医院的存储平台。VolumeManager最基本的功能就是实现对物理磁盘的管理，对于没有部署卷管理软件的存储环境，各种类型的磁盘阵列系统都直接被操作系统所使用，当医院部署的磁盘数量多到一定程度后，对于磁盘的管理就成为一项巨大的工作；同时，对于每个磁盘上的剩余容量，系统也无法有效利用，比如：如果医院的20块磁盘上均还有5G的剩余容量，而某个应用需要100G的存储空间，那么信息管理人员不得不再为磁盘阵列新购买一个140G容量的磁盘，而无法使用已有的10块磁盘上的剩余容量；事实上，根据权威机构的调查，企业中的磁盘空间资源通常有50%左右都处于这样的闲置状态而无法得到有效的利用。7I/ODataPath而通过部署卷管理软件，信息管理人员可以很方便地将多个物理磁盘进行整合和虚拟化，将用于同一种用途的磁盘组合成为“卷”（或称为逻辑盘），对于OS系统而言，存储底层究竟是使用物理盘还是逻辑盘并没有任何区别，所以卷管理软件对于系统和上层应用而言完全是透明的。对于用户而言，卷管理软件简化了存储管理的复杂性，让存储空间的使用效率提高，同时，专业的卷管理软件（如SYMANTEC的StorageFoundation）还可以提供在线存储调整、远距离磁盘镜像、存储快照、数据复制、存储冗余路径管理等众多的高级功能，为用户搭建一个真正符合高可用要求的数据存储平台。81.3群集系统的基础知识所谓群集系统，简单地说，是一个由多台计算机相互连接形成的并行或分布式运行系统。该系统可以使用统一的计算机资源，对外表现就如一台计算机一样。大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个共同的虚拟名称，集群内任一系统上运行的服务可被所有的网络客户所使用。Cluster必须可以协调管理各分离的组件的错误和失败，并可透明地向Cluster中加入组件。一个Cluster包含多台（至少二台）拥有共享数据存储空间的服务器。任何一台服务器运行一个应用时，应用数据被存储在共享的数据空间内。每台服务器的操作系统和应用程序文件存储在其各自的本地储存空间上。Cluster内各节点服务器通过一内部局域网相互通讯。当一台节点服务器发生故障时，这台服务器上