医疗行业关键业务应用虚拟化

医疗行业关键业务应用虚拟化姚晨锴

系统工程师ayao@云客户云之旅的3个阶段基础架构重点应用重点业务重点业务生产IT即服务虚拟化低管理级别高管理级别企业混合云IT生产目标通过IT促进业务发展发展势头–

虚拟化关键业务应用已虚拟化的工作负载实例所占的百分比资料来源：VMware客户调查问卷，2010年1月、2011年6月、2012年3月

问题：您组织内部署的工作负载的总实例数是多少？已虚拟化的实例所占的百分比是多少？现状传统业务连续性解决方案中间件/JavaOracleRAC/HADataGuard数据库镜像MSCS集群数据库可用性组DAGCCR/SCR应用服务器集群会话状态复制备份数据复制应用级可用性小环境：复杂而昂贵数据保护服务：较长的RTO和RPO本地

高可用数据

保护现状SLA－服务质量性能和扩展能力(水平/垂直扩展能力，动态扩展*)业务连续性（本地～MTBF/MTTR，灾备～RTO/RPO）ISV应用支持99.99%的可用性Agility－业务敏捷性快速部署（开发测试）运营灵活TCO－总体成本购买成本（软/硬件）运营成本停机成本挑战321SLAAgilityTCO关键业务的挑战VMware的关键业务应用

价值主张VMware对于应用的多数优势都普遍适用于所有应用服务质量－SLA业务敏捷性－Agility成本效益－TCO方案321SLAAgilityTCO基础架构－计算性能虚拟机性能开销10％以下内存：内存复用/压缩/气球释放/磁盘缓存QoS：以虚拟机为单位，设置计算资源优先级，实现资源控制资源共享：多台虚拟机，共享同一台服务器的计算资源先进性：自动化：DRS/DPM，DRS主机关联性自动部署：实现大规模云平台快速部署

硬件：支持Intel/AMD虚拟化技术增强的实时迁移兼容性－EVC基础架构－存储性能VMFS-5集群文件系统，性能接近若设备，优异的数据库I/O性能DirectpathI/O实现物理设备的性能单个虚机高达100万的IOPSQoS：以虚拟机为单位，存储I/O控制资源共享：多个虚机，共享存储通道和存储空间，支持精简部署先进性：自动化：存储vMotion和存储DRS自动部署：配置文件驱动的存储vSAN虚拟存储技术硬件VAAI－vStorageAPIforArrayIntegrationVASA－vStorageAPIforStorageAwareness基础架构－网络性能：网卡线速，36Gb/s虚拟交换速率QoS：以虚拟机/流量类型为单位，网络

I/O控制资源共享：多个虚机，共享网络通道先进性：从标准vSwitch，到分布式虚拟交换机DistributedvSwitch，到跨site的VXLANvCD中自动生成应用系统端口组硬件：与主流网络设备无缝集成Distributed

SwitchVXLANDistributed

SwitchDistributed

SwitchvSwitch应用系统架构－应用系统部署扩展：纵向，在线热添加CPU/内存扩容1个vCPU2GB内存64个

vCPU1

TB内存VMware提供全面的关键应用支撑能力，支持数据中心自动化运行计划内维护：vMotion在线更换虚机运行的服务器/存储

横向，快速调配新的应用实例计划外宕机：应用感知型vSphereHA

支持传统集群，SQL/MSCS、RAC等自动化：DRS和StorageDRS实现虚机的自动化运行关键业务应用用连续性部署署方案ESXiESXi管理集群ESXi后端数据库集集群ESXiESXiESXi前端Web集群ESXi虚拟机vMotion支持，vSphereHA/FT保护，HotAdd扩展ESXi－－物理机＋虚拟机传统集群保护核心业务ESXiESXi－－虚拟机＋虚拟机传统集群保护重要业务普通业务ESXi虚拟机vMotion支持，，vSphereHA/FT保护，HotAdd扩展虚拟机机vMotion支持，，vSphereHA/FT保护，HotAdd扩展前端应应用集集群虚拟设设备vSphereHA/FT保护ESXi－－物理机＋虚拟机传统集群保护核心业务数据库高可用架构主数据库节点主数据库节点传统

HA传统

HAESXiESXi－－虚拟机＋虚拟机传统集群保护中型业务数据库传统HA防止免受应用故障影响资源池虚拟系统层虚拟系统层防止受硬件故障影响X资源池虚拟系统层虚拟系统层虚拟化

HAX应用感知型型HAX86相比小小型机机RISC处理器器，性性能开开始占占优（（基于于每GHz处理能能力计计算））VMware仅5%性能损损耗性能方案数据来来源：：SAPSSD2-Tier基准测测试，2012年8月性能：1、主频相当的IntelE5与IBMPower7，每GHz性能相当(IntelE5总体高于Power7)2、vSphere5.0虚拟化之后，性能损耗仅为5.15%=（1-4600/4850）报告编号每GHz用户数每物理CPU用户数机型测试结果处理器个数备注2012030

145.833150Flexx44012600Users/(2.7GHz*32core),E5-8Core4IBMX2012016

171.553980Flexx2407960Users/(2.9GHz*16core),E5-8Core22012006

130.833140x3850x512560Users/(2.4GHz*40Core),E7-10Core42012015

149.654250FlexP46017000Users/(3.55GHz*32Core),P7-8core4IBMP2011042

123.243500P7307000Users/(3.55GHz*16Core),P7-8Core22011024

158.333800BladePS7027600Users/(3GHz*16Core),P7-8Core22011022

118.242625P7305250Users/(3.7GHz*12core),P7-6Core2200904643.40500SunM900032000Users/(2.88GHZ*64P*4core)64SUN2007040

134.77431.25HPRX66001725Users/(1.6GHZ*4P*2Core)4HP2011026

110.792300RX300S64600Users/(3.46GHz*12Core),x56002vmware2011027

116.812425RX300S64850Users/(3.46GHz*12Core),x56002Fujitsu321SLA可扩展展性应用的的性能能要求求应用百百分比比95%的需要要IOPS网络内存CPU<10,000<2.4Mb/s峰值时时小于于4GB1～2CPUVMwarevSphere4300,00030Gb/s每个虚拟机机256GB8虚虚拟CPUVMwareInf.100,0009Gb/s每个虚虚拟机机16/64GB4虚虚拟CPUVMwarevSphere51,000,000>36Gb/s每个虚虚拟机机1,000GB32虚拟CPUESX27,0000.9Gb/s每个虚虚拟机机3.6GB2虚拟CPUESX1<5,000<0.5Gb/s每个虚虚拟机机2GB1虚拟CPU3.0/3.5VMwarevSphere5.11,000,000>36Gb/s每个虚虚拟机机1,000GB64虚拟CPU方案实现全面面虚拟化化的技术术障碍一一直在减减少321SLA提高所有级级别的业务连续续性方案321SLA高可用性vSphereHA(app-aware)vSphereFTvMotion和StoragevMotion数据保护护vSphereDataProtectionvStorageAPIforDataProtection本地站点点（距离<100KM）远程站点远程站点点灾难恢复复vCenterSRM包括vSphereReplicationESXiESXiESXiESXiESXi本地站点点+同城双活活+异地互备备=同时工作作/互为备份份的VMware两地三中中心ESXi站点1站点2站点n防止免受应用故障影响资源池vSpherevSphere防止受硬硬件故障障影响X资源池vSpherevSphere应用感知知型HA填填补了应应用级集集群的间间隙针对硬件件和软件件故障的的自动可可用性由第3方代理检检测应用用和操作作系统故故障（例例如SymantecApplicationHA）通过“应应用运行行状况监监视API””调用VMwareHAVMwareHAX应用感知型HA方案321SLA业界最广泛泛的软件件和硬件件支持大多数ISV都支支持VMwareSAP和IBM明确声明明，表示示支持在在VMware上上运行其其软件Oracle的官方支支持政策策（文档ID#249212.1）声明他他们将支持基于于VMware虚虚拟化的的Oracle数数据库、应用和中间件件Microsoft全面支持持在VMware上上运行所有主流应用用（并且且最近扩扩展了对对Exchange2010DAG的支支持）最广泛的的x86硬硬件支持持最广泛的的x86硬硬件选择择最广泛的ISV和IHV支持前10大医医疗保健健ISV前10大财财务ISV前5大零售ISV中中的4家家前5大电信ISV超过1400家ISV合作作伙伴支支持2500多个个应用在在VMware上上运行方案321SLA拥有Oracle官官方支支持(MyOracleSupportnote249212.1)“Oracle将仅仅针对以以下两种种问题提提供支持持：1.本机机操作系系统上的的已知问问题；2.可可证明并并非因为为在VMware上上运行行而导致致的问题题”在过去3年年里，没没有出现现过任何何由于vSphere错错误导致致的Oracle问问题VMware并并不修修改本机机操作系系统VMware提提供完完整的支支持和所所有权明确支持持OracleRACOracle的VMware认认证与支支持未直接认认证（Oracle不不对基基础架构构提供认认证）Oracle不不对操操作系统统以下的的任何对对象提供供认证。例如：Dell、HP、、IBM硬件件运行Oracle和和VMware认认证的的操作系系统，以以确保整整个体系系的每个个层级正正常运行行方案321SLAOracle支支持声声明方案321SLASQLSQLSQLSQLSQLSQLSQLSQL8台服服务器16个个处理器器/许可可证10万万美元20万万美元30万万美元40万万美元50万万美元59.6万美美元8台服服务器16个个EnterpriseEdition许许可证SA60万万美元2台服服务器4个处处理器/许可证证SQLSQLSQLSQLSQLSQLSQLSQL10万万美元20万万美元30万万美元40万万美元50万万美元15.8万美美元4个许许可证SA60万万美元2台服服务器成本降低低70%以以上SQLServer2008R2整整合示示例*注意：如果运行4个以以上的实实例，请请使用DatacenterEdition整合“按处理理器”授授权的软软件许可可证方案321TCO按常规方方式整合合数据库库并不容易多实例共享实例例共享OSSQLSQLSQLSQLSQLDBDBDBDBDB共享OS共享SQLDBDBDBDBDB无操作系系统隔离离（配置置、安全全性、故故障）资源隔离离时需要要使用WindowsResourceManager没有跨物物理节点点的负载载平衡无操作系系统隔离离（配置置、安全全性、故故障）无数据库库隔离资源隔离离时需要要使用SQLResourceGovernor没有跨物物理节点点的负载载平衡方案321TCO传统数据据库使用P2V实实现快快速整合合提高性能能！12在虚拟机机中保持持隔离操作系统统隔离数据库隔隔离安全隔离离3保证资源源预留优先级最大值4跨节点负负载平衡衡vMotionDRS资源池vSpherevSphereSQLvSphere数据库整整合硬件/软件件许可的的理想平平台方案321TCO可帮助完成TCO衡量的工具ROI/TCO计算算器––/vmw/ROI/TCO计算算器教程程VMwarevSphere虚虚拟化关关键任务务Oracle数数据库所所产生的的整体经经济影响响321TCO更快的响应应速度对对不同的工作负载具有有不同的的意义75%的的调配配工作用于于测试/开发“给我一台服务器器……快！””测试和开开发快速调配新虚拟机能够在极极少人工干干预的情况下持持续满足SLA要要求生产调配不会经常常进行而更改却时常快速出现现方案321Agility加快关键键业务应应用的上市市速度更快地测测试多层层应用在精确的生生产副本上上更准确地地测试降低测试基基础架构的的成本将存储占用用空间减少少60%以上生产测试精确的生产产副本12将更改移到到

生产环环境4vApp更快地运行行更多测试试存档以供快快速回滚滚vSpherevSpherevSphere3vAppvApp方案321Agility关键业务虚拟化的价值调配时间从从数周缩短短至几分钟钟优化测试/开发环境境以5到到10倍倍的整合合率降低软软硬件成本本通过智能策策略管理减减少运营支支出通过动态资资源和可扩扩展性改善善性能增强所有应应用的可用用性和自动动灾难恢复复提高业务敏捷性提高应用服务质质量提高应用效率321SLAAgilityTCO关键业务虚虚拟化－VMware最佳实践解解决方案包包OracleDB2MSSQL……桌面云加速速医疗信息息化VMware分离桌面图像和设备桌面运行在安全的医院数据中心通过网络提交桌面给用户集中化的虚虚拟桌面转型：简化桌面、

各种应用和数据，

实现集中式服务交付：支持员工通过各种

设备和连接随时随地

灵活访问桌面云平台台战略架构构代理：按照策略集中管理和保护，并为您的员工

提供代理服务医疗机构中中桌面的挑挑战

容易管理分散的桌面和应用

维持安全性和合规性

快速的交付、升级服务提供高可用性低成本

IT人员的需要

快速访问

整个医疗场所内的任何设备可以使用

没时间培训，需要传统的使用习惯

丰富的应用接口极高的可用性医务工作者的需要管好一个桌桌面，原来来真的不容容易！桌面标准化解决方方案桌面安全防防护桌面数据防防泄漏桌面备份与与恢复桌面管理防病毒、防防木马主动威胁防防护文件和文件件夹恢复远程协助操作系统部部署应用程序控控制软件和补丁丁分发完整系统恢恢复本地或离机机备份边界准入与与隔离局域网准入入与隔离主机入侵防防护主机防火墙墙敏感信息防防泄漏外设控制桌面数据保保护终端用户设设备种类和和数量庞大大不同品牌，，时期的桌桌面设备，，超过数百百台PC的规模用户IT使用水平参参差不齐人为的错误误操作增加加的日常维维护操作系统维维护和应用用管理操作系统和和应用的重重新安装和和调试导致致的IT人员的时间间浪费终端用户数数据安全和和数据丢失失隐患本地数据的的安全管控控和用户个个性要求的的冲突无法实现桌桌面多种类类用户终端端设备（包包括IPAD/笔记本、安安卓系统））访问常见桌面问问题短板虚拟桌面需需求分析数据管理难难数据管理包括数据的的修改、数数据的传播播、以及数数据的备份份等。应用管理难难应用数量和和新老旧应应用的管理理安全入侵防控难难内部的安全全防范，以以及病毒和网络络攻击等影影响桌面设备管理难难大量的桌面面终端工作作站和外设设移动办公需需求满足日益增增长的移动动用户办公公桌面的使使用需求终端用户计计算实现桌桌面访问的变革医生生及及护护士士桌桌面面虚虚拟拟化化医疗疗信信息息系系统统（（HIS）医学学影影像像及及传传输输系系统统（（PACS）电子子病病历历（（EMR）检验验信信息息系系统统（（LIS）数据据个性性化化配配置置应用用程程序序操作作系系统统硬件件………虚拟拟化化技技术术+远程程访访问问技技术术手持移动终端笔记本瘦客户机桌面PC平板电脑接下下来…WirelessCOWThinClientLaptopRemotePhysiciansOfficeNursesStationDesktop灵活活和和熟熟悉悉的的用用户户体体验验，，真真正正的的安安全全和和可可移移动动性性完全全的的应应用用兼兼容容性性VMwarevSphere&vClient桌面面云云在在医医疗疗行行业业的广广泛泛使使用用场场景景移动动医医疗疗（（平平板板设设备备+虚拟拟桌桌面面））移动动医医生生工工作作站站移动动护护士士工工作作站站药房房盘盘存存桌面面漫漫游游实现现““随随身身””桌桌面面可从从任任一一设设备备登登陆陆，，激激活活先先前前的的工工作作会会话话，，保保障障工工作作流流不不间间断断不用用浪浪费费时时间间重重新新加加载载和和查查询询缓缓慢慢的的医医疗疗影影像像系系统统医生生/护士士工工作作站站远程程会会诊诊远程程医医疗疗文文档档调调阅阅远程程阅阅片片远程程交交流流及及培培训训实现现法法规规遵遵从从实现现浏浏览览虚虚拟拟化化消除除分分散散的的敏敏感感数数据据保护护病病人人隐隐私私简化化遵遵从从性性管管理理快速速部部署署快速速部部署署系系统统补补丁丁快速速部部署署最最新新的的医医疗疗应应用用程程序序快速的系统软软件升级快速部署新桌桌面给外来医医师一触式登陆/登出医生轮流坐诊诊，桌面PC共享快速用户切换换一触式登陆/登出终端用户计算算产品医疗行行业的应用情况A类（站类）病房医生站；病房护士站；中心服务工作作站；护士分诊站；、门急诊诊间间检查工作站站；重症监护工作作站B类（外设类））：收费、挂号、、建卡；药剂科门诊药药房；消毒供应系统统；移动推车；门急诊治疗室室C类（其他特殊殊类）用药；手麻；；EMRVMware助力徐州市儿儿童医院实现现核心业务全全面虚拟化CONFIDENTIAL41“我们使用VMware解决方案在简简化基础架构构资源管理的的同时，极大大地提升了业业务敏捷性，，降低IT建设成本。””——徐州市儿童医医院科长陈伟伟钢VMWARE产品及服务合作伙伴VMwarevSphere®withOperationsManagement™虚拟化平台VMwareHorizon™桌面虚拟化软软件行业地区医疗江苏机房空间有限，资资源利用率低低无法实现关键键业务系统的的高可用与容容灾备份管理运维压力力大主要挑战解决方案成效通过采用VMware解决方案，提提升资源利用用率，实现业业务连续性，，构建了一个个高效、灵活活、可靠的全全面虚拟化基基础平台。确保关键业务务连续性实现自动化运运维管理，动动态分配资源源实现容灾与备备份迈向移动医疗疗案例XX市第一人民医医院虚拟化资源整整合案例XX市第一人民医医院XX市第一人民医院属于三级甲等医院院，占地面积17万平方米，建建筑面积8万平方米。医院编制床位位880张，开放床位位1021张，设置门诊部部2个，临床科室室32个，医技科室室10个。在岗医护护员工1200多人，拥有高高级职称110人（其中主任任医师23人）、中级职职称310人，安徽医科科大学硕士点点10个，硕士生导导师11人。博科FC交换机Fabric网络VMwarevSphereHISDBHISAPP1HISAPP2LIS体检EMROAIBMDS5020IBMDS4800vSphereClientWebClientvCOPSWebclientIBMX3850IBMX3950XX第一人民医院院虚拟化部署署架构示意图图实施效果方案价值基础架构资源源整合计算资源整合合存储储资资源源整整合合利旧旧现现有有设设备备业务务连连续续性性保保障障稳定定的的虚虚拟拟平平台台～～ESXi高效效的的数数据据备备份份～～VADP本地地业业务务连连续续性性～～vMotion/S.vMotion/vSphereHA/FT/HotADD关键键业业务务应应用用SLA：性性能能、、可可扩扩展展性性、、业业务务连连续续性性、、应应用用级级HA、软软硬硬件件支支持持TCO：应应用用软软件件、、硬硬件件、、服服务务Agility：生生产产业业务务测测试试

本地高可用灾难恢复数据保护X

可靠的平台1234方案案配配置置清清单单案例例XX市第第一一人人民民医医院院虚拟拟化化双双活活数数据据中中心心应用用系系统统现现状状应用类型应用系统应用系统名称应用数量医疗业务HISHISAPP2HISDBLISLIS1EMREMR前置019EMR前置02EMR前置03EMR抗菌药物EMRNIM－DATAEMRNIM－IISEMRZX-DATA（主数据库）EMRZX-DataConvert（HIS与EMR接口）EMR合理用药医疗系统病案管理9病案室静脉配制成本核算体检中心WHONETHQMS医疗质量管理农合传输医保传输医院管理HR考试系统2工资系统图书馆其他短信网关1食堂管理1WEB1Mysql1OAOA-IIS3OA-DATA通达OA安全管理SEP(Symantec)3WSUSVPNADAD主2AD备文件管理Free-NAS2Workfile（文件重定向管理）分布布式式VMFS存储储卷卷集集群群存储储网关关SANLANEMC5500存储储网关关SAN(old)LANEMC5300VMWareHA&vMotion门诊诊楼楼主主机机房房住院院楼楼备备份份机机房房(ex:VPLS,OTV)2层网网络络交交换换4xFC4xFCFujitsuvSphere5.1Cluster(EVC)主机房刀片服务器ESXiESXiESXiESXi备份机房机架服务器ESXiESXiESXiESXiESXiNASXX第一一人人民民医医院院虚虚拟拟化化““双双活活””数数据据中中心心架架构构图图EMRHISPACS应用用系系统统资资源源配配置置应用类型应用系统应用系统名称应用数量医疗业务HISHISAPP2HISDBLISLIS1EMREMR前置019EMR前置02EMR前置03EMR抗菌药物EMRNIM－DATAEMRNIM－IISEMRZX-DATA（主数据库）EMRZX-DataConvert（HIS与EMR接口）EMR合理用药医疗系统病案管理9病案室静脉配制成本核算体检中心WHONETHQMS医疗质量管理农合传输医保传输医院管理HR考试系统2工资系统图书馆其他短信网关1食堂管理1WEB1Mysql1OAOA-IIS3OA-DATA通达OA安全管理SEP(Symantec)3WSUSVPNADAD主2AD备文件管理Free-NAS2Workfile（文件重定向管理）方案案价价值值业务务连连续续性性保保障障稳定定的的虚虚拟拟平平台台～～ESXi高效效的的数数据据备备份份～～VADP本地地业业务务连连续续性性～～vMotion/S.vMotion/vSphereHA/FT/HotADD关键键业业务务应应用用SLA：性性能能、、可可扩扩展展性性、、业业务务连连续续性性、、应应用用级级HA、软软硬硬件件支支持持TCO：应应用用软软件件、、硬硬件件、、服服务务Agility：生生产产业业务务测测试试应用用级级灾灾难难恢恢复复保保障障主备备机机房房基基础础架架构构资资源源池池化化跨数数据据中中心心运运行行业业务务“双双活活””中中心心统统一一运运营营，，提提供供应应用用级级高高可可用用

本地高可用灾难恢复数据保护X

可靠的平台1234硬件件资资源源规规划划CPU总量量从CPU的视视角角，，现有有服务务器器可可以以提供供物物理理多多核核CPU支持持，而而虚虚拟拟机机CPU分配配最最小小单单位位为为核核（CoresperServer-1）*服务务器器数数量量=总的的核核数数内存存总总量量从内存存的视视角角，，服服务务器器内存存总总量量的的计算算公公式式如如下下：：(TotalSystemMemory*0.94)*服务务器器数数量量=总的的内内存存容容量量其中中：：0.94为VMkernel预留留的的系系统统内内存存百百分分比比；；存储储性性能能和和总总量量从存储储容容量量的视视角角，，存储储容容量量需需要要能能满满足足现现有有每台台服服务务器器实际际容容量量的的总总合合、、虚虚拟拟桌桌面面存存储储和和未未来来存存储储增增量量的的需需求求从存存储储性性能能的的视视角角，，需需要要保保证证满满足足业业务务性性能能要要求求的的IOPS同时时的的经经济济性性，，可可采采用用配配置置不不同同类类型型的的磁磁盘盘，，其其中中包包括括少少量量SSD硬盘和高高速15KSAS硬盘，为为保证稳稳定性建建议采用用FCSAN架构。总原生IOPS=单位磁盘盘平均IOPS*磁盘数目目功能性IOPS=(((总原生IOPS×写%))/(RAID惩罚))+(总原生IOPS×读%)基础架构构软件规规划“数据中中心平台台”目标标为云基基础架构构，重点点在几个个方面：：虚拟化平平台、资资源池的的构建，，这里所所指资源源池，包包括了““CPU池、内存存池、存存储池、、网络池池”，资资源池是是最基本本的底层层架构，，向上提提供业务务系统所所需要的的计算资资源。运营管理理：由于于业务系系统较多多，因此此运维管管理不可可或缺，，对于各各种计算算资源的的调度情情况、性性能瓶颈颈都要及及时发现现并予以以纠正。。安全管理理：医疗疗的业务务系统大大都涉及及保密要要求，因因此需要要提升对对于云服服务平台台的安全全级别，，无论是是网络防防火墙、、还是防防病毒，，都是必必须的安安全手段段。数据安全全：采用