升级双活数据中心
2017-11-07
需求分析
随着某医院信息化建设的深入,核心业务系统 HIS、电子病历、PACS等数据库已经建成高可用系统,为保障医院业务正常运转发挥了重要作用,但随着医院信息的化的深入发展,现有的服务器及存储架构(图1)还存在以两个问题: 1.现有手术麻醉、无线输液、自助系统、网络管理、桌面管理、OA系统等二级应用(非核心业务)已经利用VMware虚拟化技术实现服务器的虚拟化,但其应用系统和应用数据都存储在单台磁盘阵列柜上面,如果某一个存储出现故障就会导致所有二级应用系统瘫痪甚至出现数据丢失,因此需要对二级应用虚拟化系统建立一个双活数据中心,保证所有数据都能够存储在两个磁盘阵列柜实现高可用性。2.随着医院信息化系统不断深入发展现有的虚拟化服务器资源不够使用,特别是上线医院信息数据集成平台需要有高性能的服务器进行运算支撑,因此需要增加服务器满足即将上线的业务系统。
图1 服务器及存储架构
双活数据中心建设方案
1.双活数据中心存储虚拟化建设方案
如下图2所示,在中心机房和灾备机房部署一套双节点的存储虚拟化设备。利用存储虚拟化技术,在平台层面统一实现存储高可用性,消除单点故障,确保业务数据可不间断访问,保证业务连续性。
利用存储虚拟化平台的大缓存技术,提升旧存储设备的性能,延长设备生命周期,减少存储更新需求。
存储层通过EMC Vplex虚拟化技术,实现跨机房的存储双活,在结合Oracle RAC和VMware之后,实现跨数据中心的应用双活。当一台存储甚至某个机房完全不可用,依然能7*24小时提供业务应用服务。实现RTO=0,然后在云存储上部署虚拟服务器,最后在虚拟服务器上部署各种业务应用,为最终实现医院私有云计算打下坚实基础。
根据各应用系统的要求,可以分别采用VMware HA(热备模式)或FT(容错模式)或DRS(动态资源自动分配)实现二级应用的高可靠性。
图2 存储虚拟化
图3 存储虚拟化磁盘列阵
2.双活数据中心存储虚拟化配置说明
(1)购置2台存储虚拟化设备分别部署在2个中心机房,构建园区云存储,实现跨中心实现存储的虚拟化。
(2)现有的2台Cisco MDS9148 SAN交换机扩容激活16个8GB FC口,用于连接存储虚拟化设备。
(3)现有的4GB FC光纤已经没有空闲的端口,需要增加2台48口Cisco MDS9148 SAN光纤交换机,实现机房双链路冗余。
(4)利用现有的两台VNX5500存储分别扩容增加5个600GB 15000转6Gb/s SAS硬盘;
3.服务器虚拟化资源扩容配置说明
(1)即将上线信息集成平台需要配置2台4路8核CPU 256GB内存的高性能服务器,新增的2台高性能服务器加入黄金级的运算资源。
(2)无线护理、手术麻醉、自助系统等业务的上线现有的虚拟化平台运算越来越紧张,需要新增加2台2路8核CPU 256GB内存的白银级运算资源的服务器。
(3)医院信息安全等级保障。
4.存储虚拟化功能
如图3所示,将存储虚拟化设备实现磁盘阵列柜进行统一管理。存储虚拟化设备可以对两个磁盘阵列柜进行镜像,然后呈现给上层服务器使用。对于上层服务器来说,完全不需要改变原有的使用模式,每一个IO写入存储虚拟化设备镜像卷的时候,由存储虚拟化设备虚拟卷同时写入2台磁盘阵列柜,保证两个存储上的数据完全一致。而当两台存储设备中任意一台损坏时,业务完全没有影响,不需要切换和中断,仍然正常运行的存储设备能够完全支撑起业务应用。当故障存储恢复后,存储虚拟化设备会自动将数据进行同步。
5.双活数据中心解决方案优势
双活数据中心的核心是数据库的双活。本次建设目标是将医院的二个数据中心搭建成一套双活的数据中心,构建跨中心的分布式虚拟存储,业务应用访问分布式虚拟存储,在该虚拟存储中的任何一台存储的数据都可有实时的一份数据在另外一个中心。
当任何一个中心内的存储、交换机、服务器甚至该中心完全不可用后,分布式虚拟存储依然存在,第二个机房的服务器依然可以访问到分布式虚拟存储,从而保证了整个生产系统是无缝的、平滑的运行,真正帮助医院实现提供应用服务7*24小时不间断服务,RTO=0。通过EMC的Vplex Metro技术可以轻松的实现双活,即存储层数据不丢失,存储层故障不会导致应用中断,存储零宕机,数据零丢失,应用随需访问;服务器层故障不会减少应用中断的时间。VPLEX配置有双控制器,互为冗余与负载均衡。两个数据中心使用VPLEX Metro技术进行连接,通过VPLEX独有的分布式缓存一致性,使得两个中心内能够实现数据的同步传输与联邦。
图4 双数据中心使用VPLEX Metro交互
如图4所示,当数据中心1的某一台存储出现物理故障时,主机可以通过VPLEX直接访问数据中心2的存储上的数据,应用无需切换,真正实现RPO与RTO均为0的容灾目标。
总结
EMC VPLEX Metro其优势在于具备分布式缓存一致性、在线数据移动性,可在站点之间、异构陈列之间移动生产卷;基于网络的镜像,实现跨异构阵列和站点之间同步镜像数据;在网络中创建一个异构存储池实现存储共用;数据就地迁移(不拷贝数据)。其劣势是建设周期长、安装配置繁多、不支持NAS、不支持存储效率、不支持存储分层。
存储虚拟化技术是云计算时代核心技术,存储虚拟化是当前比较成熟的一种主流技术,解决了存储设备复杂、多样化。而服务器虚拟化解决了传统物理架构的以下局限性:难以移动和复制、资源利用率低,兼容性差等。代表性的有 IBM的 SVC、EMC的 VPLEX、Netapp的Metro Cluster、华为的 VIS、HDS 的GAD等;通过存储虚拟化技术,解决了传统数据复制层存在二个中心不能对业务数据读写问题,实现数据在逻辑上统一,满足容灾备份的需要,真正实现双中心数据双活问题。