内容导读

当前,中小型医院(多指二级医院)在国家信息化建设、医疗互联网化、智能化以及疫情防控的大背景下,亟需升级 IT 基础架构,然而由于其业务规模较小,IT 经费有限,信息化建设普遍相对落后。

超融合基础架构在兼顾可靠性与成本的同时,能够承载中小医院各类业务,逐渐成为其 IT 基础架构转型的最优选择之一。

本文将围绕中小型医院 IT 基础架构面临的挑战及需求,以真实案例介绍如何通过超融合实现基础架构转型,并针对相关问题展开讨论。

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阅读时间约 6 分钟。

中小型医院基础架构现状分析

基础架构资源现状

中小型医院的机房面积普遍较小,据统计约 80% 的中小型医院机房面积不足 100 平米,少部分不足 60 平米,同时机房供电和制冷能力不足,可容纳设备数量非常有限。除此之外,中小型医院还面临着 IT 预算紧张、设备超过使用年限、 IT 管理人员匮乏等挑战。

中小医院超融合解决方案

现有基础架构特征

大部分中小型医院并没有采用服务器虚拟化技术(或者只有少量试用),而是将业务是直接部署在物理服务器之上,业务系统数据则存储在集中式 SAN 存储。

HIS 等核心系统数据库一般采用双机热备的架构保证服务的高可用,当有服务器发生故障,可快速切换到备用服务器并恢复业务;但其他大部分业务系统都是单机运行为主,并未独立部署数据库与应用。

详细拓扑如下图:

中校医院超融合解决方案

问题与挑战

资源池建设缺乏规划

过往医院的资源池建设相对零散,新上线一个业务就单独采购一台或者数台服务器,并从现有的共享存储划分相应的空间,直到空间不足再考虑扩容或者新购存储设备。

这种“烟囱式”的建设模式带来了以下问题:

  • 应用架构逐渐往分布式发展,服务角色越来越多,大量使用物理服务器导致机房空间非常拥挤,运维管理工作难度大。
  • 服务器资源都被单个业务独占,难以实现流动,资源利用率偏低,投入产出比低。
  • 传统建设模式交付时间长,难以应对突发的业务需求。
  • 物理服务器硬件升级换代过程中,迁移工作困难复杂,继续使用老旧设备则带来较多风险。
硬件单点故障风险高

双活存储成本昂贵,然而大多数中小型医院只有一套主存储,并将大部分业务系统都接入到该存储,一旦存储发生故障,有可能会导致所有系统都无法提供服务,潜在风险极大。

故障恢复难度大

双机热备建设成本较高,难以推广到所有系统。对于没有双机部署的系统,一旦遭遇服务器硬件故障,恢复时间比较长,同时中小型医院运维人手极其紧张,业务停机时间难以控制。

完美匹配中小型医院需求的新型基础架构

超融合是新型的“多合一”基础架构

超融合架构将服务虚拟化、服务器、存储多种设备和元素融为一体,以软件为核心,使用标准商用硬件替代昂贵的专用硬件,解决了传统架构管理复杂、难以扩展等问题。

中小医院超融合解决方案

灵活可扩展的基础架构

超融合基础架构采用分布式技术,资源扩展不受限于单台服务器的硬件配置,可通过扩大服务器集群规模持续获得资源拓展和性能提升,下图以 SMTX OS为例介绍了超融合软件架构和构成。

中小医院超融合解决方案

中小型医院超融合转型实战方案

下文以 SmartX 超融合产品配置方案为例进行简要的说明,该方案以可承载中小型医院整体业务系统需求为前提进行设计。

除此以外,在部署方案章节给出了原有业务迁移、核心业务高可用方案等实际落地相关说明。

方案架构

中小医院超融合解决方案

方案配置

中小医院超融合解决方案

方案对比

中小医院超融合解决方案

部署方案

整合资源,将现有业务迁移至超融合平台

中小医院超融合解决方案

迁移方案说明

利用免费的 SMTX 迁移工具(V2V),用户可在线将业务和数据从 VMware 虚拟化环境迁移至 SmartX 超融合环境,大幅减少迁移停机时间,同时迁移操作非常简单,只需几下鼠标点击即可开始。

即使是部署在物理服务器的应用,用户也可以使用 P2V 工具将业务和操作系统打包迁移到超融合环境, 避免复杂的应用迁移工作。

加固核心业务系统的高可用

HIS 系统是医院最重要的业务系统之一,一旦停机对医院业务造成的影响巨大。下文介绍如何通过结合第三方设备和软件组建核心数据库高可用方案,进一步降低停机风险。

超融合与原有物理服务器组建数据容灾环境:

中小医院超融合解决方案

部署框架

主数据库服务器部署在 SmartX 超融合环境。

备用数据库服务器部署在已有的物理服务器和存储上。

通过双机热备软件(如 RoseHA 等)实现主备服务器数据同步。

方案优势

双机热备保护不局限于数据库,也可以保护应用;额外享有虚拟机高可用 (HA) 保护;当发生故障时有双 重保障,既可通过双机热备机制,激活备用服务器提供服务,也可以通过 HA 功能快速恢复主服务器运行。

充分利用现有资源,无需额外硬件投入。

SmartX 超融合解决方案价值与亮点

资源整合能力强

  • 3-5 台超融合一体机即可整合和承载中小型医院绝大部分业务。
  • 资源高度整合后,机架空间节省高达 50% 以上,有效舒缓机房空间拥挤问题。
  • 业务迁移到超融合环境中的过程是简单、安全。

提升业务系统高可用与数据安全水平

  • 增强 HIS、EMR 等关键业务系统高可用水平,满足电子病历评级重点系统灾难恢复体系要求。
  • 保护没有部署双机热备的应用,扩大业务高可用的保护范围。
  • 内置虚拟机整机计划快照备份,支持每天自动备份(RPO 低至 1 小时),备份和恢复都可以在 1 分钟内完成,满足电子病历评级 3 级备份要求(硬性指标:RPO<= 1 周,可选指标:RPO<= 1 天)。

性能优异

  • SmartX 超融合产品性能表现优异,支持 SSD 智能缓存加速、数据本地化等高级功能,在同类产品中有明显的性能优势,可轻松应对 HIS 系统门诊高峰访问压力。

成本降低

  • 内置虚拟化软件,免去高昂的 VMware 虚拟化许可。
  • 大幅减省服务器数量,降低设备采购成本并及 UPS、制冷等环境开销。
  • 支持将超融合软件部署到现有符合硬件要求的服务器上,硬件选择自由度大,甚至可硬件利旧,节省成本。

缓解运维压力

  • 基础架构设备得到高度融合、简化,一名管理员便可轻松管理整个基础架构。
  • 1 天内即可完成超融合平台部署,数小时就能发布应用,资源交付变得非常便利,可快速应对突如其来的应用需求。

产品与服务

  • SmartX 超融合产品完全基于自主研发,具备产品深度支持和持续升级能力,可有效规避国外产品相关风险。
  • SmartX 技术团队专业性受到著名咨询机构 Gartnar 认可,能为国内医院用户提供本土化、专业化的技术支持和服务。

客户实例

河南省某二甲医院籍着 HIS 升级改造的机会,实现整体 IT 基础架构全面升级和转型;其方案采用 SMTX OS 企业版超融合软件 + 自行采购 3 台华三服务器构建超融合平台。

超融合服务器配置

中小医院超融合解决方案

交换机配置

中小医院超融合解决方案

实施效果

3 节点超融合集群承载医院 HIS、PACS、EMR、LIS 等所有业务系统(除了 PACS 图档数据存放在低端 SAN 存储) 。

HIS 系统主服务器运行在 SmartX 超融合平台上,获得优异的性能体验。

HIS 备用服务器运行在原有的 VMware 虚拟化环境,通过 SQL Server Always On 与生产环境实时容灾。

借助超融合平台很好地完成了机房资源整合,淘汰老旧设备,大幅节省空间和能耗。

除以上客户实例外,目前已有大量中小型医院选择了 SmartX 超融合基础架构方案,部分客户名称如下:

中小医院超融合解决方案

总结

中小型医院信息化基础相对薄弱,建设工作任重而道远,在资源和人手有限的前提下,基础架构建设需要综合考量。

超融合基础架构拥有易于管理、高度整合,按需扩展等优势,不仅能兼顾可靠性与成本,并且能够以一套架构承载中小医院各类业务。

针对医疗行业信息化建设与 IT 转型,SmartX 《医疗行业超融合基础架构解决方案白皮书》围绕医院信息化建设国家政策要求、大中小型医院业务特点、以及其基于超融合基础架构的 IT 转型方案等多个维度进行了详尽阐述。

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