按照以往建设的模式,一个大的数据中心里的各系统不仅在逻辑上,而且在物理上也都处于独立分散的状态,每个业务系统都有自己独立的接入表现层、应用逻辑层和数据处理层。从规划的全局角度看,如果沿用这种思路和架构,它的局限性和消极方面都将逐渐体现出来,主要表现为:
设备总体档次比较低,会购买大量中低端型号;
设备利用率差,各系统间的资源无法根据应用情况灵活调整;
设备绝对数量大,系统管理的负担太大;
设备选型时风险高,比较容易出现所购设备或大或小的问题。
区域医疗数据中心的硬件架构如下图所示:
为了避免这些弊端,必须考虑新的IT硬件构架模式。事实证明,当信息系统发展到一定阶段后,IT系统的整合和优化是必然的方向。我们在设计系统平台架构时大量使用整合的概念和技术,综合考虑区域医疗系统的业务规划要求,强调系统结构的简洁性和灵活性。
数据中心建设的主要目标可以概括为: 建设一种能在今后相当长的一段时间内,承担部门信息共享利用,同时提供服务的开放数据平台,为卫生部门的用户提供清晰、先进、可以灵活部署、具有易于扩展、易于管理特点的基础IT硬件平台。
数据中心包括内网和公共服务网两个部分,下面重点介绍内网数据中心的部分。
从架构上看,我们设计的内网数据中心采用标准的四层次结构,分为用户界面表现层、业务逻辑处理层和集中数据处理层和集中系统管理层,在每个层面我们都引入了整合的技术,力图提供物理结构最简单的硬件平台。
用户接入界面表现层
用户接入界面表现层主要提供各种应用系统的Web门户服务,这些应用可以称为Edge Server,软件平台基于IBM的PortalServer。它们具有业务访问的绝对量很大,而每次访问对系统资源消耗很小的特点。在以往的系统设计中,往往采用多台PC服务器的技术去实现。
从整合的角度出发,我们推荐使用刀片服务器。刀片服务器具有高度整合、价格低、初始购买费用低、易于扩展、易于管理以及节约机房面积等特点。刀片服务器以14个刀片为一个安装单位,共用一个机箱,每机箱只占用标准机架的9U空间。每刀片可支持多路的处理器,如果系统需要额外的处理能力,而需增加刀片,只需将其插入机箱内,不影响其他刀片的正常运行。每个机箱内可以集成以太网交换机,大量减少系统的电缆联结数量。这样的整合可以把原来需要几个机架的机房空间减小到1个标准机架,所有的接入表现层服务器在物理上都被很容易地整合在了一起,而且可以十分方便的去实现再部署。
业务应用逻辑处理层
业务应用逻辑处理层主要提供各种应用系统的业务逻辑处理,包括数据交换和数据综合应用。其中数据综合应用的特点是:高并发的联机交易模型,业务访问绝对量比较大,每次访问对系统资源有一定消耗,但基本上没有集中I/O访问; 而数据交换部分基本是按批处理的模式在运行,属于I/O密集型业务,而业务逻辑相对简单,并发程度比较低。
立足于整合的概念,从硬件资源整体规划的角度出发,我们建议考虑使用刀片服务器或若干中高端的PC服务器和VMware虚拟化软件,分别运行各类数据综合应用和数据交换应用。
后台数据集中处理层
后台数据处理层作为信息系统的核心,集中存储各业务系统产生的数据。后台的数据库层对整合的要求比前面两层更高,数据库服务器的整合对企业信息化系统硬件的整合来讲是至关重要的。我们建议数据库服务器采用IBM企业级的中高档小型机组成集群系统,并可以考虑系统所提供的高级动态分区功能。中高档小型机具有高度稳定性、高性能、高可靠性、可伸缩性、可维护性。具有强大的管理功能和灵活性、高度的计算和数据交换能力、处理庞大数据量的工作负载能力。
IBM UNIX服务器的分区技术具有颗粒细、可以动态调整的特点,结合IBM的随需应变技术,可以灵活的按照各业务需求的变化,在各应用服务器之间调整处理能力,这是以往各自为战的设计方式所不能比拟的,极大提高了系统资源的利用率。同时以上的设计建议,提供了一种可能:就是当某一系统业务量突然增加,而其他系统业务空闲时,可以从一个闲置的应用系统向繁忙的应用系统调配资源,包括处理器和内存,而这些操作是不影响系统的各分区的业务运行的。同时如果以后再增加新的业务应用服务器,可以简单的通过增加CPU和内存的方式,在服务器上划分新的分区来实现。如果再结合IBM最新的处理能力随需增长技术,甚至可以达到在线激活资源,在线创建分区,在线部署新应用的境界。
集中系统管理层
由于数据中心的复杂性和业务的关键性,广义的系统管理变得十分重要。这里谈到的系统管理包括网络管理、安全管理、性能管理、存储备份管理、系统监控等多方面的问题。
IBM的Tivoli家族软件可以提供完善和高级的全局管理功能,与之对应的我们建议在数据中心配置若干台刀片服务器或若干台的PC服务器作为独立的系统监控和存储备份管理服务器,分别运行Tivoli的各模块。
存储系统架构
SAN(存储区域网)是目前存储系统架构的首选,因此存储系统的核心是2个高速SAN交换机,而磁盘阵列和磁带库都通过这个交换机连接到各台服务器上,同时通过SAN技术可以进一步实现存储虚拟化和LANfree的数据备份。
我们建议至少在数据中心配置1台IBM的DS系列磁盘阵列和一台IBM的TS系列磁带库。
如果用户对数据的可靠性要求非常高的话可以在数据中心配置2台IBM的DS系列磁盘阵列,利用LVM(逻辑卷镜像)的功能实现不同磁盘阵列间的数据镜像。