超融合技術(shù)在區(qū)域全民健康信息平臺建設中的應用

唐志剛　張慶華

摘要：本文針對淄博市全民健康信息平臺支撐資源存在的問題，通過應用超融合技術(shù)，加強大數(shù)據(jù)管理、安全管控和統(tǒng)一運維，解決區(qū)域全民健康信息共享與協(xié)同應用，以及大數(shù)據(jù)整合與服務，提出了基于超融合技術(shù)建立資源支撐平臺的建設方案，包括總體規(guī)劃、技術(shù)架構(gòu)、網(wǎng)絡架構(gòu)、安全架構(gòu)等建設內(nèi)容，從而提升全民健康健康信息平臺支撐資源的科學性、合理性和安全性。

[關(guān)鍵詞]信息平臺超融合技術(shù)大數(shù)據(jù)

1基于超融合軟件定義的分析

1.1超融合軟件定義的應用

基礎架構(gòu)平臺最核心的能力是提供服務器的計算資源池，借助服務器虛擬化技術(shù)實現(xiàn)計算及內(nèi)存的資源共享，提高系統(tǒng)資源使用率。采用構(gòu)建服務器虛擬化資源池，將現(xiàn)有獨立的物理服務器中的中間件和數(shù)據(jù)庫遷移到虛擬化平臺中，來統(tǒng)一管理虛擬化資源池中的虛擬機和硬件系統(tǒng)資源提高數(shù)據(jù)中心的資源利用率利用動態(tài)資源調(diào)配、存儲資源動態(tài)調(diào)配、網(wǎng)絡/存儲I/O控制、按需容量擴展等功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的資源動態(tài)調(diào)配和靈活擴展;通過虛擬化配置管理工具，實現(xiàn)統(tǒng)一的補J分發(fā)和安裝，提高系統(tǒng)的健壯性;驅(qū)動IT遵從性，降低系統(tǒng)風險;通過建立改變流程審批制，減少宕機幾率。

1.2超融合軟件定義的存儲

存儲虛擬化是超融合架構(gòu)的基本組件，可對存儲資源進行抽象化處理，以支持存儲的池化、復制和按需分發(fā)。這使存儲層與虛擬化計算層非常相似，都具有聚合、靈活、高效和彈性擴展的特點，全面降低存儲基礎架構(gòu)的成本和復雜性。通過建立服務器直連硬盤和固態(tài)硬盤（HDD和SSD）集群，存儲虛擬化創(chuàng)建專門針對虛擬機設計和優(yōu)化的分布式共享數(shù)據(jù)存儲。采用VSAN分布式存儲技術(shù)，將服務器端存儲設備虛擬化成共享存儲池并可差異化提供各種存儲服務。分布式存儲管理系統(tǒng)可在所有節(jié)點之間提供一個集中的數(shù)據(jù)存儲，供虛擬機使用。在同一個分布式存儲數(shù)據(jù)實施多種策略（冗余、性能），無需預先創(chuàng)建常用的存儲池。同時對所需的策略進行監(jiān)控，并且只要有足夠的資源，就可以根據(jù)需要進行自我調(diào)整。

1.3超融合軟件定義的網(wǎng)絡

為了簡化數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡管理，在虛擬化層對VLAN虛擬化支持和集成，同時服務器虛擬化平臺提供分布式網(wǎng)絡交換功能，從一個集中式界面為整個數(shù)據(jù)中心設置虛擬機網(wǎng)絡連接，從而簡化網(wǎng)絡管理，在虛擬機跨多個主機移動時使其保持網(wǎng)絡運行時狀態(tài)，從而實現(xiàn)線內(nèi)監(jiān)視和集中式防火墻服務。虛擬網(wǎng)絡資源池通過對物理服務器網(wǎng)絡硬件資源的虛擬化，為虛擬機在物理服務器之間移動時監(jiān)視和保持其安全性提供了一個框架，并能夠使用第三方虛擬交換機將常用的物理網(wǎng)絡功能和控制擴展到虛擬網(wǎng)絡。

1.4超融合軟件定義的安全

數(shù)據(jù)中心面臨多種安全威脅，包括邊界安全、主機安全、應用安全等，原數(shù)據(jù)中心提供不同的辦法來應對這些安全。但這些安全方案又面臨很多新的挑戰(zhàn)，包括每臺物理設備會包括多個虛擬，這些虛機可能屬于多種業(yè)務系統(tǒng)，傳統(tǒng)的安全方案是針對物理服務器的，很難以虛機為邊界進行管理。同時因為虛機數(shù)量眾多，又靈活多變，傳統(tǒng)的安全方案如何適應這些快速變化是另一個挑戰(zhàn)，如果數(shù)據(jù)中心僅僅采用了服務器的虛擬化，而對網(wǎng)絡、安全等沒有采用相應的解決方案，勢必會影響整個云數(shù)據(jù)中心的彈性和可管理性。

2基于超融合構(gòu)架的應用設計

2.1平臺總體構(gòu)架

2.1.1構(gòu)建統(tǒng)一完善的云平臺

建設統(tǒng)一的云平臺，面向各部門、各單位提供基礎架構(gòu)服務云平臺、業(yè)務支撐云平臺、業(yè)務服務云平臺、運維管理云門戶、移動醫(yī)療云平臺、開發(fā)測試云平臺以及數(shù)據(jù)庫即服務云平臺等。

2.1.2分步整合多業(yè)務平臺

分步驟地將業(yè)務應用遷移到統(tǒng)一的基礎架構(gòu)服務云平臺上，實現(xiàn)資源有效的整合與共享。未來資源需求，通過云門戶自助式申請資源，在資源申請成功后，可部署和管理各自的業(yè)務應用。

2.1.3建立安全可靠的災備存儲區(qū)

利用超融合的分布式存儲，建立多副本、多冗余的存儲模式，將數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)實時備份到該區(qū)域，為業(yè)務系統(tǒng)和數(shù)據(jù)提供容災保護。

2.1.4完善技術(shù)與規(guī)范安全保障體系

健全以技術(shù)標準為核心，以管理規(guī)范為支持，以工作標準為保障的信息標準化體系。主要包括數(shù)據(jù)采集標準規(guī)范、數(shù)據(jù)處理標準規(guī)范、數(shù)據(jù)共享交換標準規(guī)范、基礎架構(gòu)建設標準規(guī)范、網(wǎng)絡傳輸標準規(guī)范、應用開發(fā)標準規(guī)范、運維監(jiān)控標準規(guī)范等內(nèi)容。

2.2平臺物理架構(gòu)

2.2.1通過超融合架構(gòu)建立云平臺

以實現(xiàn)應用快速搭建、自動配置以及今后的云靈活擴容。依托衛(wèi)生計生專網(wǎng)建立統(tǒng)一服務平臺，通過計算、存儲、網(wǎng)絡和安全的融合技術(shù)對硬件資源進行抽象化和池化，通過自動化智能化的云管理技術(shù)，完美實現(xiàn)資源的分發(fā)調(diào)度、統(tǒng)一運維管理和彈性的伸縮。

2.2.2分布式海量存儲區(qū)

云平臺將會匯集全市近500萬人口的健康數(shù)據(jù)，這其中有海量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)，醫(yī)療影像數(shù)據(jù)精度要求高，架構(gòu)的設計充分考慮數(shù)據(jù)的存儲年限和健康數(shù)據(jù)的實際生命周期，建設分布式海量存儲資源池。

2.2.3高性能GPU運算功能區(qū)

人口健康信息中大量的醫(yī)學影像和高清圖片，不僅需要對這些影像資料進行存儲，還需要對這些影像資料進行處理、識別，以及內(nèi)容分析、深度學習、人工智能等方面的嘗試，因此GPU高性能計算集群，滿足初步的GPU高性能處理需求，并為未來大數(shù)據(jù)、人工智能應用的GPU高性能計算打下一定的基礎。

2.2.4數(shù)據(jù)庫服務區(qū)

平臺部分數(shù)據(jù)庫所需的計算和存儲資源可由已建成的一期硬件資源統(tǒng)一提供，并不需重復建設，可實時監(jiān)測資源使用情況，整體規(guī)劃資源使用情況，既能保證常規(guī)資源池穩(wěn)定、高效的IT資源服務，又能實現(xiàn)綠色、節(jié)約的集約化建設目的。

3總結(jié)

淄博市全民健康信息平臺由傳統(tǒng)服務器加存儲的構(gòu)架升級為基于超融合技術(shù)的全虛擬化資源支撐平臺，實現(xiàn)應用虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化、分布式存儲虛擬化、安全虛擬化以及資源的動態(tài)調(diào)配，解決了傳統(tǒng)型數(shù)據(jù)中心資源架構(gòu)的瓶頸，實現(xiàn)了資源的全虛擬化。基于虛擬化網(wǎng)絡技術(shù)，將各業(yè)務區(qū)資源分而治之，建立各應用去動態(tài)VLAN，做到各業(yè)務應用邏輯隔離，資源池內(nèi)部橫向流量大幅降低。