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感知医疗应用服务 创造灵动IT

2018-5-3 9:49:44

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详细介绍

医院业务系统日益丰富,医院IT基础设施因新增加的应用和计划外的增长变得越发复杂,HIS、PACS等系统压力不均,部分系统压力大,部分系统却吃不饱,基础资源分布不均衡且无法共享,经常发生在整体资源盈余的情况下,却还需要提前扩容,并由此产生了诸多管理问题:

• 硬件投资成本大,成本控制难,应用越来越多,服务器不够用。

• 资源应用率低,医院各业务系统角色的差异,会给医疗业务带来不同的资源占用,有的系统利用率已经饱和,很容易造成业务阻塞,而有的系统却非常空闲。

• 业务的连续性和灵活性比较差,过多依赖于硬件环境,给后续开发运维带来难度。

• 硬件采购周期的不确定性造成应用系统上线的周期长。

• 系统运维管理工作量大而标准不统一。

为了解决以上问题,医院需要通过虚拟化技术构建灵活、伸缩性强的IT平台,以计算虚拟化为核心,完成面向应用的IT资源虚拟化,使计算、网络、存储等资源能够针对应用进行部署和资源调度。这样不仅能够帮助医院打造高效信息化平台,还可帮助医院实现成本控制,支持医院的业务连续性,带来管理效能和业务效率的大幅提升。

一、 虚拟应用服务创建的感知

针对不同医疗应用创建不同的虚拟机,实现应用与虚拟机的一一对应,并感知虚拟应用的创建。

H3C的计算虚拟化产品CVK(Cloud Virtualization Kernel)可以实现服务器中资源针对应用的逻辑隔离。它是运行在基础设施层和上层客户操作系统之间的虚拟化内核软件。针对上层客户操作系统对底层硬件资源的访问,CVK用于屏蔽底层异构硬件之间的差异性,消除上层客户操作系统对硬件设备以及驱动的依赖,同时增强了虚拟化运行环境中的硬件兼容性、高可靠、高可用、可扩展、性能优化等功能。

通过CVK组件,虚拟机运行在一个隔离环境中,是具有完整硬件功能的逻辑服务器,每个虚拟机具有自己的操作系统和应用程序,如LIS与RIS可以在同一台物理服务器上,却拥有各自独立的操作系统和相应硬件资源,并且互不影响的同时运行。在医院日常运维过程中,对LIS或RIS等业务系统的管理,就演变成对各自虚拟机的管理。

二、 虚拟应用服务迁移的感知

在网络资源虚拟化的基础上,实现虚拟应用服务的自由迁移。

举例说明,一台物理服务器上创建了两个虚拟机,分别承载了LIS和RIS业务,当LIS业务的资源利用率过高的时候,可以通过虚拟机迁移技术实现业务压力的卸载,把该物理服务器上的RIS业务迁移到别的物理服务器上,这样LIS业务可以使用全部计算资源,以解决业务压力大的问题,整个迁移过程时间非常短,且不影响业务的对外服务。整个业务迁移过程需要两个关键技术:一个是虚拟机迁移管理,一个是相应的VEPA网络技术。

H3C的CVM虚拟机管理系统可以很便捷的实现虚拟机迁移管理,具有高可靠性,可实现基于集群的统一管理,实现集群内计算资源的分配、负载分担、高可靠。

VEPA(虚拟以太网端口汇聚器)是最新IEEE 802.1Qbg标准化工作的一个组成部分,其设计目标是降低与高度虚拟化部署有关的复杂性,将服务器中的网络部分进行简化、标准化,使得VM之间数据交换功能通过外部网络实现。H3C通过内嵌支持VEPA的vSwitch,实现VEPA解决方案。

如图1所示,CVK组件通过在服务器上部署一台"vSwitch",使得在一个虚拟化的服务器上,VMM为每个虚拟机创建一个虚拟网卡,每个虚拟网卡映射到vSwitch的一个逻辑端口上,服务器的物理网卡对应到vSwitch与外部物理交换机相连的上行逻辑端口上。

图1 H3C VEPA解决方案

VEPA方案所实现的虚拟应用迁移带给医院如下价值:

• 医院不同应用系统的保障不同,如HIS业务会得到最高的服务质量,通过VEPA方案,医院会为不同的虚拟应用系统定制不同级别的网络服务策略,如QoS、ACL等,当虚拟机发生迁移的时候,相应的网络服务质量保证策略也会跟着业务系统自动迁移,极大地提高了业务系统管理的灵活性,降低了管理复杂度。

• 通过VEPA技术,使得虚拟机之间数据交换功能通过外部网络实现,同时,通过定义了标准化的服务器主机与网络之间虚拟化信息的关联控制,使得虚拟机的服务变更可以通过网络的感知来自动化响应,实现了数据中心全网范围的网络配置变更自动化工作,使得大规模的虚拟机云计算服务运营部署自动化能够实现。

三、 虚拟应用服务使用的感知

当业务需求发生变化时候,利用IT管理自动化手段实现资源的动态调度。

针对不同虚拟机上的应用,需要系统具备资源感知能力。H3C通过应用性能监控组件来实现虚拟机上的应用感知的能力,根据应用的不同分为四种状态:

• 正常运行:应用可正常连接,可获取到应用基础数据;

• 不可用:应用可正常连接,不能获取应用指标数据;

• 无法访问:应用无法连接;

• 未管理:应用处于未管理状态。

能够感知到应用可用信息以后,系统还需要联动虚拟机管理平台来进行资源的调度,实现在业务资源压力巨大时自动化的进行负载分担。

图2 虚拟应用资源负载感知

如图2所示,虚拟机通过SSH/Telnet方式或者私有接口和业务前端的负载均衡设备进行服务的注册,一旦发现应用的连接数、或者其他应用可用性指标极度不良,就会通过向应用群组中增加虚拟机的方式提升应用的资源,以满足应用性能的提升,而这整个过程都是自动化完成的。

结束语

采用H3C CVK、VEPA整体解决方案可以提升医院IT系统的自动化流程。首先通过CVK等虚拟机技术实现针对应用的资源隔离,使得针对某个应用的计算、存储资源的调整和其他应用无关;其次,通过VEPA方案实现网络资源的灵活调度和应用的资源隔离。最后,通过虚拟应用负载感知实现对于虚拟机上应用级别的能力监控,并通过CVM等组件,对虚拟机进行联动,实现医院业务系统的动态灵活的资源调整。这些方案有效降低了医院内部的运维压力,提升了IT管理的效率。

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