運用超融合技術標準化構建全省無償獻血者血費直接減免平臺

梁喆 王茜 袁紅

摘 要：目的：研究運用超融合技術標準化構建全省無償獻血者血費直接減免平臺。方法：首先，測試超融合技術適用性，證明平臺各個功能可以通過超融合技術實現；其次，根據超融合技術特點，設計適合全省無償獻血者血費直接減免平臺的技術方案；最后，進行平臺搭建和安全防護配置。結果：超融合技術能夠滿足全省無償獻血者血費直接減免平臺部署及運行要求，平臺已上線運行并取得理想效果。結論：超融合技術的優勢和特點預示著未來血站及衛生健康行業信息化建設將變得更加簡單易行，逐漸替代傳統的技術結構。

關鍵詞：超融合，標準化構建，信息系統，血費直接減免

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.22.050

超融合技術作為近年較為流行的計算機信息技術，已在眾多行業得到應用。該技術在傳統虛擬化技術具有的資源利用率高、管理和配置靈活等優點基礎上，還能夠將系統復雜度降至最低，且易于安裝部署各類虛擬化安全設備，這些特點使其成為衛生健康信息化網上服務平臺建設的有效助力，筆者以“全省無償獻血者血費直接減免平臺”為例，探索標準化構建該平臺的超融合技術解決方案及網絡安全防護方案，取得了一定效果。

1 研究方法

要利用超融合技術構建全省無償獻血者血費直接減免平臺，首先，測試超融合技術適用性，證明平臺各個功能可以通過超融合技術實現；其次，根據超融合技術特點，設計適合全省無償獻血者血費直接減免平臺的技術方案；最后，進行平臺搭建和安全防護配置。

1.1 超融合技術適用性測試

研究對象：超融合平臺（深信服 H y p e r -Converged Infrastructure）；研究方法：部署超融合測試平臺，在其中建立、運行、配置虛擬服務器、虛擬化安全設備；研究設備：3臺超融合一體機（配置：10核CPU*2、256G內存、960G SSD*2、6T SATA*6、萬兆光纖網絡接口*4）、4臺網絡交換機（配置：千兆電口*12、萬兆光口*10）、虛擬化防火墻、虛擬化VPN、存儲一體機；研究步驟：（1）在3臺超融合一體機中安裝HCI（Hyper-ConvergedInfrastructure）超融合軟件，在HCI中配置物理網卡和集群網絡，在集群中配置虛擬存儲，創建虛擬存儲卷，在4臺網絡交換機中，配置管理接口、數據接口、存儲接口；（2）安裝云計算標準化管理平臺（Sangfor Cloud Platform），通過其統一調配超融合平臺計算、網絡、存儲資源；（3）在云計算標準化管理平臺（Sangfor Cloud Platform）中建立虛擬服務器，分別配置為數據庫服務器和IIS（（InternetI n for mation S er vices）應用服務器；（4）安裝云安全標準化管理平臺（C lo ud S e cu r it y S er v ic ePlatform），在其中部署網絡安全組件，配置安全策略；（5）進行超融合平臺基本功能測試、虛擬服務器功能測試、虛擬化安全組件功能測試及平臺冗余測試。

1.2 全省無償獻血者血費直接減免平臺技術方案設計

（1）超融合計算平臺：超融合計算平臺通常為軟硬件緊密結合的一體化服務器（超融合一體機），特殊情況下也可以單獨選擇軟件（例如有大量服務器可以利舊），考慮到信息安全及國產化要求，目前國內技術成熟、市場占有率高、性價比最好的超融合計算平臺為深信服超融合Hyper-ConvergedInfrastructure；（2）計算資源：超融合一體機通常采用2U標準機架式服務器，考慮到資源利用率，至少采用3臺進行集群式部署（理論最大利用率約66%），如果后期系統規模發展較快，可進行橫向擴展，即增加服務器的數量，同時，資源利用率也會隨服務器數量增加而增加[1]；（3）存儲資源：超融合平臺集成完整的存儲虛擬化功能（vSAN），所以不需要額外配置外置存儲，從而降低建設成本，在云計算管理平臺中進行靈活分配和使用調度，從而降低了存儲資源的設計難度，加之每臺超融合一體機均擁有大量硬盤槽位，使得配置硬盤時，在保證可用容量充足的前提下，只需選擇性價比高的主流產品即可，存儲交換方面，通常只需配置2臺普通萬兆網絡交換機交叉互聯即可；（4）網絡資源：通過網絡虛擬化技術，可以將萬兆光纖網卡靈活虛擬出多條虛擬網絡接口，大幅減少了物理網絡接口數量，使得超融合一體機通常只需配置4個萬兆網絡接口（其中2個為網絡接口、2個為存儲接口，交叉配置在2塊不同的物理板卡上，2塊接口板互為備份），配置2臺普通萬兆網絡交換機交叉互聯；（5）物理安全設備：具備鏈路負載均衡功能的物理防火墻（出口防火墻與超融合平臺中的虛擬化防火墻形成異構，強化安全性），實現雙鏈路冗余和邊界隔離訪問控制；（6）虛擬化安全組件：除必須使用物理方式部署的安全設備外，其余安全設備均可通過虛擬化方式部署，通過虛擬化防火墻進行超融合平臺內部橫向安全隔離，通過虛擬化堡壘機進行用戶運維操作審計，通過網絡管理系統實現全網設備的集中管理，通過虛擬化基線核查系統對應用系統漏洞進行周期性掃描，通過虛擬化數據庫審計對應用系統的數據讀寫進行記錄[2]，通過虛擬化日志審計對系統中運行的設備進行集中日志集中管理，通過虛擬化應用負載均衡進行業務系統流量調度，保持業務穩定性，通過虛擬化上網行為管理進行網絡行為管控和審計；（7）數據備份：通過存儲一體機，實現虛擬機及業務數據的多副本異地實時備份，40 TB足以滿足需求；（8）主機安全軟件：通過網絡版殺毒軟件進行主機惡意代碼防護；（9）全省無償獻血者血費直接減免平臺技術方案見表1。

1.3 平臺標準化搭建和安全防護配置

研究對象：基于超融合技術部署全省無償獻血者血費直接減免平臺；研究方法：部署超融合一體機、網絡交換機、網絡安全設備，搭建超融合平臺，在生產環境建立、運行和維護虛擬服務器、虛擬化安全設備；研究設備：3臺超融合一體機（每臺CPU 10核*2、內存256G、4個萬兆接口），4臺萬兆網絡交換機，硬件防火墻、硬件國密VPN、存儲一體機；研究步驟：（1）在3臺超融合一體機中安裝超融合HCI軟件并配置虛擬網絡、虛擬存儲，在云計算管理平臺中把3臺超融合一體機加入超融合集群；（2）根據應用所需資源創建虛擬服務器，上傳操作系統鏡像，安裝虛擬服務器操作系統，安裝殺毒軟件；（3）在云計算管理平臺中建立調度中心+Mq服務器+數據中心數據庫服務平臺，用于抽取并存儲全省各血站相關業務數據；（4）在全省各血站部署數據傳輸前置服務器，調試VPN與省中心組網；（5）在云計算管理平臺中搭建數據庫服務器和IIS服務器，其中數據庫服務器采用Oracle RAC集群模式，IIS服務器采用Tomcat+Nginx雙機負載均衡模式部署；（6）按照數據移植方案進行數據移植和治理，對應用系統各功能模塊、業務流程、后臺配置、性能等進行調試；（7）安裝存儲一體機，配置數據備份策略；（8）在云安全管理平臺中創建各虛擬化安全組件，包括虛擬化版的防火墻、堡壘機、網絡管理系統、基線核查、數據庫審計、日志審計、應用負載均衡、上網行為管理，并對每個安全組件進行安全策略配置；（9）對安全策略有效性及業務可用性進行確認；（10）全省無償獻血者血費直接減免平臺正式上線運行。

2 結 果

2.1 業務穩定性提升

超融合平臺采用分布式架構設計，在計算、存儲、網絡、安全及標準化管理等方面，很好地規避了傳統的架構中常見的單點故障風險，使各業務應用得以穩定運行，通過虛擬化的集群特性，實現業務和安全虛擬機的故障遷移。

2.2 超融合平臺采用了虛擬存儲

虛擬存儲對比傳統外置存儲同樣具有很好的性能，且數據穩定性和擴展性更高，可以根據實際業務發展，很方便地實現橫向和縱向擴展，而傳統存儲只能縱向擴展，且擴展難度和成本都非常高；超融合平臺采用多副本+備份+CDP（持續數據保護）的方式保障數據的穩定性，通過多副本解決硬件故障帶來的數據風險，通過備份和CDP功能解決邏輯錯誤（如誤操作、誤刪除、勒索病毒）等帶來的數據風險[3]。通過CDP可以實現秒級備份，數據可以恢復到上一時間段任意一秒，從而有效降低數據丟失風險。

2.3 安全性提升

超融合平臺集成網絡安全虛擬化功能，內生提供平臺和業務的高安全性，可很方便地擴展防火墻、日志審計、數據庫審計、堡壘機、基線核查等虛擬化安全組件，構建4至7層網絡和應用安全防護能力，安全滿足三級合規性需求[4]。

2.4 平臺應用效果

通過標準化構建全省無償獻血者血費直接減免平臺，實現省內全部血站信息系統互聯，服務端覆蓋全省用血醫療機構，無償獻血者及親屬省內就醫能夠出院直接減免用血費用。目前，出院直免率已超過60%，無法現場直免的，還可以通過微信小程序方便地辦理報銷手續，初步實現了“血費報銷不用跑”，滿足國家主管部門相關要求，解決了“獻血容易用血難”的問題，增強了無償獻血者的獲得感和滿意度，營造了全社會關心、尊重無償獻血者的良好氛圍，對吉林省無償獻血事業發展起到有力的推動作用。同時，在建設過程中，全省建立了統一的減免標準和減免流程，進一步規范了全省獻血服務工作，治理了各血站信息系統中的歷史數據，使得獻血服務水平得到提升。

3 討 論

超融合技術是以虛擬化技術為核心，利用服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化、安全虛擬化等組件，將計算、存儲、網絡等虛擬資源融合到標準的服務器中，并通過網絡聚合起來，實現數據中心模塊化的無縫橫向擴展，從而形成統一的資源池。傳統IT環境下，應用和資源緊耦合，使得底層架構缺乏彈性，伴隨業務轉型帶來業務數量增加、用戶數量遞增，IT資源無法快速靈活地隨之增長、業務部署緩慢、傳統數據中心設備架構復雜、設備種類繁多，使得IT部門很難對基礎設施執行統一監控和管理[5]，多數設備的資源利用率普遍較低。相比之下，構建基于超融合技術的云計算平臺，不僅能夠通過虛擬化技術提升基礎架構資源利用率，還運用統一的運維管理平臺釋放人力物力，能夠進一步聚焦關注信息化和業務結合的創新。同時具有高可靠性、高安全性、擴展性、先進性、適用性和綠色節能等優勢，實現了管理和業務的集中。

參考文獻

[1]席科文.超融合架構在運營商IT支撐系統建設中的應用[J].通信世界，2017（3）：53-54.

[2]張光華.超融合系統架構在數據中心的應用研究[J].通信世界，2017（18）：85.

[3]項華靈，馬東偉，張鑫，等.云計算標準化賦能數字經濟產業發展研究[J].中國標準化，2023，622（1）：53-59.

[4]汝金同.數據中心超融合系統架構應用研究[J].南鋼科技與管理，2017（1）：10-12.

[5]孫巖.新一代分行數據中心超融合基礎架構建設探討[J].金融科技時代，2019 （10）：30-34.

作者簡介

梁喆，碩士研究生，高級工程師，研究方向為血液信息化。

袁紅，通信作者，碩士研究生，高級工程師，研究方向為血液信息化和輸血管理研究。

（責任編輯：劉憲銀）