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【關鍵詞】醫院SAN容災實現
一、醫院信息系統容災備份的必要性
醫院的信息化建設取得飛速發展,醫院信息系統又有別于其他行業,醫院的信息系統是一個數據量巨大,數據類型復雜和事務并發多的實時系統。醫院臨床信息系統產生的數據在安全,數據儲存等方面都有很高的要求。由于醫院業務的特殊性,任何人為或自然因素所導致的應用或系統中斷,都會造成醫院巨大的經濟和名譽損失及嚴重的法律后果。必須有一套行之有效的容災方案,必須要有一個全面的業務連續性計劃,可以支持高可用性、連續運營和災難恢復。
二、容災的概念
(一)容災的定義。計算機系統災難的發生是多方面的,一系列已經發生的突發事件表明,如果沒有一定的應急響應能力,突發事件將給社會帶來災難性的后果。容災是指利用技術、管理手段以及相關資源,確保已有的關鍵數據和業務在災難發生后,在確定的時間內可以恢復和繼續運營的過程。容災備份防范的災難包括地震、火災、水災等自然災害,以及戰爭、恐怖襲擊、停電、網絡攻擊、設備系統故障和人為破壞等無法預料的突發事件。
(二)容災的分類。當前容災一般可分為數據容災和應用容災兩個類別,其最終目的都是設法降低系統恢復時間(RTO)和災難發生時丟失的數據量(RPO)。數據容災的關注點在于數據,即災難發生后可以確保用戶原有的數據不會丟失或者遭到破壞。數據級容災較為基礎,數據容災又包括數據備份和數據復制。數據備份是指每隔一定的周期,將系統的數據或狀態存儲在磁帶或磁盤上。數據復制包括磁盤鏡像、數據庫復制等,特點是在系統運行時對產生的數據進行實時的備份。應用容災不是單純的對數據進行冗余備份,而是在異地即在異地建立一套完整的、與本地數據系統相當的備份應用系統(可以同本地應用系統互為備份,也可與本地應用系統共同工作),發生災難時,遠程系統可以迅速接管業務,應用級容災系統能提供不間斷的應用服務,讓用戶應用的服務請求能夠透明地繼續運行,而感受不到災難的發生,保證信息系統提供的服務完整、可靠、安全。
三、SAN數據容災技術
傳統的主機備份手段僅僅實現了本地容災,但對于遭遇火災、地震等大型災害,本地容災則顯得力不從心。隨著網絡的發展,傳統的主機備份漸漸地轉向了網絡備份,即系統中備份數據的傳輸以網絡為基礎。
SAN(StorageAreaNetwork,存儲區域網絡)的就是一種網絡備份手段,其發展迅猛,是解決龐大數據存儲的有效方案。SAN將傳統的儲存結構中存儲設備只為某個服務器專用的模式改為網絡上的所有服務器共享的模式,實現數據的高度共享。生產系統的存儲和介質服務器的存儲直接通過專用存儲網絡進行連接,在備份過程中,龐大的備份數據不經過主機系統所在的網絡,而是通過專用的存儲網絡傳輸到介質上,實現數據的網絡共享。
四、SAN架構容災方案的架構和實現
(一)SAN方案架構設計。SAN架構建議采用分層接入架構,配合虛擬化技術,在保證社保容災需求實現的同時,可以實現公共容災資源共享模型,主數據中心采用高可靠性集群解決方案設計,備份數據中心與主數據中心通過光纖相連接。主數據中心系統配置主機包括兩臺或多臺服務器以及其他相關服務器,組成多機高可靠性環境。數據存儲在主數據中心存儲磁盤陣列中。同時,在異地備份數據中心配置相同結構的存儲磁盤陣列和一臺或多臺備份服務器。通過專用的災難恢復軟件可以自動實現主數據中心存儲數據與備份數據中心數據的實時完全備份。在主數據中心,按照用戶要求,還可以配置磁帶備份服務器,用來安裝備份軟件和磁帶庫。備份服務器直接連接到存儲陣列和磁帶庫,控制系統的日常數據的磁帶備份。其中,光傳輸設備作為兩個數據中心之間的傳輸設備;兩個數據中心利用光傳輸設備通過光纖組成光自愈環(用來提供高性能、全冗余、無切換間隙、路由迂回的無阻塞通道),通過高性能的骨干為兩個數據中心提供高帶寬、高可靠的網絡連接。
(二)SAN方案架構實現。SAN架構采用分層接入架構,配合虛擬化技術,在保證社保容災需求實現的同時,可以實現公共容災資源共享模型,具體如下:采用兩臺高端核心SAN交換機作為SAN接入的核心層,可以充分保障存儲I/O帶寬和性能,同時保障核心SAN交換的高可靠性采用兩臺存儲虛擬化引擎,直接接入核心SAN交換機,為主機服務器提供虛擬存儲管理服務,并保障本身的高可靠性對于存儲系統,建立一個有冗余容量的磁盤陣列系統可以保證數據的完整性,災難發生時盡量減少業務數據丟失,終極目標為零數據丟失,從而減少業務風險,保護長期積累的數據文件資料。中心機房和異地容災中心通過專用存儲網絡進行直接連接,專用存儲網絡可以將數據實時地傳輸到災備中心存儲。IBM的虛擬存儲技術幫忙把醫院一些應用級容災部分的數據備份到容災中心來。異地容災中心建立一套與中心機房系統類似備用系統,不僅通過SAN實現數據的備份,還要搭建備用的應用服務器,并采用雙網絡回路與客戶端連接。這樣即使中央機房完全停止工作,網絡線路仍可以快速切換到通向災備中心的鏈路,客戶端程序也可以通過容災系統的路由連接到備用數據庫,可使應用系統得以在短時間內恢復運行。是能夠快速恢復數字化醫院系統業務運營,達到核心應用系統的應用級容災。
通過SAN方案的來實現醫院信息系統的容災的設計和實現,可得SAN是基于模塊化、可擴展、無單點故障的解決方案,具有容災和業務連續性等特性。它對醫院的業務系統能夠提供無縫的異地容災備份解決方案,為醫院業務系統高效、高可靠性的雙磁盤陣列系統遠程容災備份方案提供良好的高可用性支持。
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隨著Web2.0、VoIP、多媒體技術的發展以及更多網絡終端的出現,在數據中心發生的超大規模的數據訪問、存儲已經成為必然趨勢,這在一定程度上加劇了數據中心的復雜性。瞻博網絡中國區企業系統工程師李世朋認為,為企業建設簡單、高效、安全的數據中心已經成為一種趨勢。“簡化網絡設計、簡化網絡服務、簡化管理成為下一代數據中心的發展方向。”
李世朋表示:“現有的數據中心存在三大問題。首先是管理復雜,其次是費用昂貴,還有一些數據中心存在設備配置時間過長、電力的消耗量持續增長等問題。根據數據中心IT設備運維成本數據分析,電力成本和空間成本占整個運維成本的71%。這在很大程度上限制了技術創新和業務增長點的出現。”
瞻博的數據中心基礎設施解決方案將幫助企業、服務供應商和政府機構降低其數據中心的總體擁有成本,讓他們的網絡架構在滿足高性能企業數據中心環境不斷升級需求的同時,實現操作簡單并提升運營效率。方案將交換機、路由器以及安全產品有效融入一套單一的網絡操作系統――JUNOS軟件,這樣可以為企業打造一個簡單、快速、可靠、安全的網絡環境,從而使業務流程得到加強,實現業務流程的自動化和虛擬化。
簡單性方面,瞻博采用EX、MX及SRX系列產品簡化數據中心網絡設計。這樣不僅能夠對服務和數據中心交換層進行增強,還能夠節省大量成本。 瞻博EX 4200系列以太網交換機擁有集換技術,可以大大降低互換開關鏈路以及數據中心所需設備數量,降幅最高可達50%。這些機箱型產品包括即將推出的EX8200系列以太網交換機和當前配有第2層和第3層網絡虛擬化技術的MX系列業務路由器。
靈活性方面,瞻博能為客戶帶來運營商級的可靠性和業務靈活性,它能夠在一個管理框架和操作系統中簡化對數據中心基礎架構的配置、管理、故障排除和維護。 瞻博網絡公司的Network and Security Manager(NSM)能夠對瞻博的路由器、交換機和安全產品組合進行管理,幫助高性能企業提高安全性,降低成本并獲得顯著的運營成果。
應用程序、設備與數據類型等不斷地增加,再加上物聯網(IoT)的應用,現在人們創造與復制的數據量每兩年增加一倍。此外,今年年初HGST的一項調查結果顯示,86%的首席信息官與IT決策者認為,如果企業能夠以最佳方式存儲、訪問和分析所有產生的數據,那么這些數據就能創造價值。
數據價值正在改變競爭格局,也使企業為了能夠跟上全新市場動態的步伐,不得不重新架構和設想數據中心。依據數據做出決策的企業比未采用者提高了5%的生產力以及6%的盈利。懂得數據力量的企業將它視為機遇,而依據數據采取行動的企業將會在來年獲得致勝的地位。
上述的數據數量、產生速度、壽命與價值,將促使存儲成為數據中心的核心。擁有正確的存儲策略對于優化基礎架構并完整釋放數據力量非常重要。我認為存儲解決方案產業在2015年有以下五大發展趨勢:
■傳統空氣硬盤將退出市場,氦氣密封式硬盤將在2015年大量應用于數據中心
氦氣密封式硬盤可提供單部最高硬盤容量,記錄技術也比一般傳統空氣硬盤更穩定、可靠。氦氣密封式硬盤的低能耗也提供業界最高的機殼與機架密度。整體而言,綜合上述優勢將使每TB的總體擁有成本(TCO)最低。了解上述明顯的優勢后,我相信采用與部署氦氣密封式硬盤將成為擴展(Scale-out)應用(例如動態存檔與云存儲)的領先技術。
■數據訪問基礎架構將以“六秒鐘法則”進行評量
6秒鐘將成為基礎架構設計師的數據訪問新標準。
根據BrianShackel在可接受性范式(AcceptabilityParadigm)中所述,六秒鐘將成為可接受的數據訪問時間上限。基于上述六秒鐘法則,數據中心設計師將不再把“冷”數據歸類為“存儲一次,并希望永遠不會讀取”,然后存放在磁帶存儲裝置上。反之,企業必須了解,如果能夠實時地訪問數據,才能運用數據的力量并獲得其價值。因此,數據中心架構師必須了解新興的基于硬盤的動態存檔系統,以達到在六秒鐘之內訪問數據,并避免用戶久候而失去興趣。
■全閃存并非萬能的解決方案,架構師今年將著重于打造速度與容量
展望未來,數據中心存儲解決方案將被優化,并不只限于設備特性,并且所有架構師都必須了解設計整體數據中心部署的兩種方式。以性能為主的應用將采用“高性能”架構,充分運用全新NVMe-over-fabric標準和共享SAN的效率。另一方面,以容量為主的應用將采用完全不同的方法,著重于打造“高容量”,并充分運用動態存檔和對象存儲解決方案,達到更高水平的擴充性、效率與成本效益。令人振奮的是,此架構設計的改變將帶來良性循環,其垂直創新將為所有客戶帶來成功。
■云將成為數據中心必備的“第三平臺”
云策略正在創造第三平臺,對數據中心的高性能與高容量架構起到了協作和補充的作用。云架構已非常穩固且普及,許多企業已使用公共云、私有云或混合云系統架構。但是,未來主要的差異在于了解如何使用云提升數據的價值、壽命、活動以及整體架構的優化。若數據中心了解其產業的數據經濟,將可充分運用可擴充的云架構,完全發揮并釋放其運營數據的價值。
釋放IT生產力
席卷而來的數據洪流讓每個企業都備感壓力。數據的進出都要經過存儲,存儲已經是數據中心IT基礎架構的核心。移動互聯、社交網絡、數據分析、云服務等新型應用的出現,要求企業必須對舊有架構進行變革。“數據來源的多樣化、IT應用階段的變化、行業應用重心的調整等,促進了數據中心基礎架構的變革。”謝表示,“傳統數據中心無論在性能、效率,還是在投資收益、安全性等方面都已經不能滿足以云計算、大數據為代表的新興應用的需求。除了傳統的高可靠、高冗余、綠色節能等特性之外,新型的大數據中心還需具備虛擬化、模塊化、彈性擴展、自動化等特征。”
同有科技提出的應用定義存儲,對存儲的重要性、架構、虛擬化、功能等方面進行了重新定義,并著重強調了“生產力”這個概念。在這里,“生產力”并不是一個名詞,而是一個動詞,表明應用定義存儲應該具有強大的資源自動供應和服務的能力,使IT潛力充分釋放。
落腳點是EDC
應用定義存儲的落腳點是EDC(Efficient Data Center,高效能數據中心)。為了滿足EDC的需求,存儲除了要具備高性能、高安全和高可靠等特征之外,還必須具有虛擬化、并行分布、自動分層、彈性擴展、異構資源整合、全局緩存加速等特點。針對EDC,同有科技了E系列產品和解決方案。
謝介紹說,同有科技EDC對數據中心的存儲架構進行了重新規劃、設計與定位,涵蓋產品、解決方案、咨詢與服務三個層面。同有科技EDC將數據中心存儲系統分為四層:數據資源層、虛擬加速層、服務層和應用層。數據資源層為數據提供安全穩定的存儲空間;虛擬加速層可以整合所有存儲資源,有效提高數據中心的整體性能;服務層用于前端應用與后端存儲的連接;應用層則直接運行客戶端的各種業務。
在虛擬化方面,同有科技進行了創新。比如,同有科技推出的集群數據虛擬化管理器,除了具有基本的存儲虛擬化功能以外,更重要的是可以實現對業務的虛擬化。謝解釋說:“在服務器宕機后,同有科技內嵌在服務器中的虛擬化軟件,在不需要對操作系統、應用進行調整,也不需要第三方軟件支持的情況下,就可以自動實現故障設備的切換。此外,我們的軟件還可以記錄虛擬機的運行狀態和配置數據,在虛擬機出現故障時,快速在任何地方重啟虛擬機,也不需要第三方軟件的支持。”
轉型大數據存儲架構提供商
融合:有創新 有市場
如今,融合在IT市場上已經是大勢所趨,一些能夠提供計算、存儲、網絡等資源集成的融合解決方案開始大行其道。在基礎架構的融合方面,華為也在持續發力,比如計算、存儲、網絡深度融合的FusionCube融合一體機以及面向分支機構的微數據中心解決方案MicroDC都是近日在京舉行的華為IT解決方案巡展活動中的亮點。
在解決方案展區,記者的目光一下子就被MicroDC吸引了。MicroDC是在去年舉行的華為云計算大會上的產品。但是,當時MicroDC還只是一個在IT層面實現融合的解決方案,它將服務器、存儲、網絡等整合在一個機柜中。這次記者看到的MicroDC在外觀上就有了很大改變,比如增加了IP電話、攝像頭等。打開MicroDC的機柜,除了服務器、存儲、網絡設備一應俱全以外,就連其中的UPS(不間斷電源)、PDU模塊等也全部是由華為自己設計和制造的。MicroDC是名副其實的一站式ICT融合的典范,它讓華為在IT和CT產品方面的設計、制造能力得到了充分發揮。
對于大型企業的分支機構或有需求的中小企業用戶來說,MicroDC就是一個完整的數據中心,可以即插即用,因為所有的部件都根據用戶的需求在出廠前完成了集成和測試。在數據中心管理方面,企業能實現對所有分支機構的統一運維和管理,本地無需專業IT人員,整體擁有成本(TCO)節省30%以上。據華為的技術人員介紹,MicroDC已經在國外有了許多用戶,但是在中國的推廣才剛剛開始,像擁有眾多分支機構的金融等企業都是MicroDC的目標客戶群。
服務器與存儲:找到突破口