中国医院协会硬件核心技术专业方案.docx

目录
第一章 技术方案设计 2
1.1 系统建设目标 2
1.2 总体方案设计 2
1.3、方案设计描述 4
1.1.1 服务器计算单元设计 4
1.1.2 数据存储单元设计 5
1.1.3 网络计算单元设计 5
1.1.4 虚拟服务器管理平台设计 5
1.1.5 虚拟服务器资源池设计 6
1.1.6 虚拟服务器平台存储阵列设计 6
1.1.7 虚拟服务器平台备份设计 7
1.1.8原有应用系统评估及迁移 8
第二章虚拟化平台资源管理 10
2.1、虚拟服务器平台管理 10
2.2、虚拟服务器资源管理 12
2.3、可视化监控管理 13
2.4、虚拟服务器平台升级管理 15
2.5、虚拟服务器平台高可用性管理与资源动态分配 15
2.5.1 HA的工作机制 16
2.5.2 DRS工作机制 16
第三章所需产品清单 16

第一章 技术方案设计
1.1 系统建设目标
u 经过虚拟化数据中心构建，能够把现有XX系统，XX系统，XX系统，XX系统，XX系统，XX系统等关键业务系统有效整合，为数据中心建设打下良好基础。对现在多台服务器进行整合，应用系统服务器建制一套高效灵活安全全冗余数据存放平台，全方面提升应用系统安全性、稳定性，避免因软、硬件故障系统瘫痪等造成数据丢失。提升应用系统性能和访问速度，并含有可平滑扩容存放空间和性能能力，不仅可满足现有应用系统访问要求，而且还可满足未来业务发展数据存放要求。
1.2 总体方案设计
经过前期充足调研，确定使用高配置服务器+VMware虚拟化软件+后端高性能存放新结构数据中心处理方案，依据要求和此次项目建设目标，总体设计方案以下：
1. 虚拟服务器平台：
采取3台X86结构物理服务器（升级现有服务器）作为虚拟化平台计算单元，用以安装ESXi虚拟化软件，作为该信息中心统一数据计算中心向外提供数据服务。
2. 网络平台：
对于上行链路提议新采购物理服务器配置千兆网卡接入原数据中心关键交换机。对于下行链路采取交换机两台，为物理服务器和存放设备之间提供冗余高速链路通道。
3. 虚拟化软件平台：
采取VMware vSphere5.0版作为虚拟服务器平台软件，组成虚拟服务器计算平台，创建虚拟机，运行应用程序，提供资源动态优化管理。
4. 管理平台：
新采购物理服务器或升级现有服务器安装Windows操作系统，并在操作系统上安装VMware vCenter管理软件，经过该管理软件对全部物理服务器及其上虚拟服务器进行统一管理。VMware 管理服务器可聚合多台 ESX/ESXi 主机上虚拟资源，系统管理员能够对虚拟资源池内虚拟机集群进行集中布署和管理，并能够完成运维自动化，实现虚拟机置备，主机和虚拟机配置，资源和虚拟机清单管理，统计信息和日志统计，警报和事件管理，任务调度程序等功效
5. 数据存放平台：
后端数据存放设备采取企业级磁盘阵列，形成统一虚拟服务器平台，提供高可靠数据存放SAN，保障企业稳定数据环境。
其拓扑结构图以下：

1.3、方案设计描述
1.1.1 服务器计算单元设计
经虚拟化改造后应用程序运行在统一计算物理服务器上，提供高性能计算环境。
服务器分别安装配置企业版VMware Sphere虚拟化平台软件，组成计算虚拟化池，经过虚拟控制平台VC组建为一个资源池，开启平台HA功效，实现应用系统底层硬件冗余,为了保障业务运行高性能和可连续性、可扩展性，该服务器经过交换机连接到后台SAN存放，实现从服务器到存放设备数据访问，数据链路高品质性能得以保障。
结适用户现有业务类型和设备资源使用情况，依据新购服务器配置情况，我们推荐虚拟化百分比为10：1-20：1，即一台机器可同时运行5-10个应用，推荐每个虚拟机配置1-2颗虚拟CPU，3G-5G虚拟内存。
实际运行中，我们能够设置性能选项，让全部系统自行在该组物理服务器上优化，方便充足利用服务器计算能力，如考虑到某个应用独特征，我们也可限制该系统自行选择，指定对应物理服务器。
作为应用系统前端，web服务器、中间件服务器和后端数据库服务器等系统对资源消耗相对较大服务器，可在运行Windows企业版及以上版本虚拟服务器上，利用VMware独特资源热添加技术，在线增加虚拟机CPU,内存等资源，该方法不会影响业务正常运行。
在运行一段时间后，也可依据资源开支情况随时调整其虚拟环境配置。
应用虚拟机均运行在资源池中物理服务器上，从功效、性能和操作方法上，等同于传统单台物理服务器，可经过控制台随时增加或删减虚拟机，方便满足应用布署；在管理平台和业务步骤完善后甚至能够让业务部门自行创建个性化得虚拟机，大大降低管理部门工作量。
针对不一样保护等级应用，利用VMotion、HA（高可用）组件实现应用系统硬件保护，保障业务连续性，降低计划内宕机时间；为了实现资源动态优化均衡和硬件资源利用最大化，可配置动态资源调控DRS功效，实现依据运行时间、负载策略来优化资源效率。
该方案充足考虑了服务器资源充足利用，同时给每个系统做到了硬件级冗余，一旦某个物理服务器出现故障或需要维护，系统全部能够方便迁移到其它物理机上，做到了业务系统级冗余；也做到了硬件资源动态平衡使用，避免了以往物理机器和应用系统负载不匹配，“有饿死，有撑死”情况。
1.1.2 数据存放单元设计
提议采取FC SAN技术，经过两台光纤交换机和服务器计算单元连接，组成标准SAN集中存放架构，由VMware虚拟架构套件生产出来虚拟机封装文件全部存放在SAN存放阵列上。经过共享SAN存放架构，能够最大化发挥虚拟架构优势。使虚拟机集群能够进行在线地迁移正在运行虚拟机（VMware VMotion），进行动态资源调配管理（VMware DRS），电源自动管理（DPM）和集中整合备份 （VMware VDR）等，而且为以后容灾提供扩展性和打下基础。
1.1.3 网络计算单元设计
1.1.1.1 数据网络设计
采取中国医院协会机房已经布署完成关键交换，千兆网口直接接入即可。
1.1.1.2 存放网络设计
对于上行链路，每台服务器配置1个千兆网卡分别和原数据中心关键交换机连接（如有两台，则分别连接，做到硬件双链路冗余），对于下行链路，使用数据中心原有光纤交换机，分别和每台服务器HBA卡和存放设备相连接，从而排除了线路单点故障。
1.1.4 虚拟服务器管理平台设计
为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化和简化资源调配，在物理服务器中单独配置一个虚拟机安装Window Server /操作系统，用于安装vSphere5.0套件中VMware vCenter Server软件，对全部物理服务器及其上虚拟服务器进行统一管理。经过VMware vCenterServer聚合多台 ESX/ESXi 主机上虚拟资源，系统管理员能够对虚拟资源池内虚拟机集群进行集中布署和管理，并能够完成运维自动化，实现虚拟机置备，主机和虚拟机配置，资源和虚拟机清单管理，统计信息和日志统计，警报和事件管理，任务调度程序等功效。
1.1.5 虚拟服务器资源池设计
各类业务应用物理节点，包含对生产环境各个物理服务器等均使用服务器虚拟化软件VmwarevSphere 进行虚拟化，采取虚拟化方法承载。
提议生产环境原物理服务器经过虚拟化软件进行虚拟，产生生产虚拟机，全部虚拟机经过虚拟化软件虚拟网络交换机功效（V-Switch），依据中国医院协会原网络VLAN计划标准进行计划
Ø 网络划分标准
经过虚拟交换机（V-Switch）实现虚拟机安全区域划分
因为生产环境中各业务在虚拟机在网络层面要求实现隔离，确保业务和数据访问安全，同时，多种业务拥有不一样安全等级，提议使用Vmware虚拟化软件自带虚拟网络交换机功效（V-Switch），在虚拟网络连接上实现虚拟机安全区域分离，从而确保业务访问安全。
在VMware虚拟交换机（Virtual Switch）上为不一样业务划分VLAN。在虚拟交换机中配置多个Port Group,每个Port GroupVLAN ID对应一个VLAN。
运行各个业务虚拟机经过把自己VLAN划到对应Port Group中，从而分开到不一样VLAN中，使它们处于不一样安全域中，不能相互访问。同时，物理交换机开启Trunk功效，各同一VLAN上虚拟机能够相互通信。同时，物理交换机开启Trunk功效，各同一VLAN上虚拟机能够相互通信。
1.1.6 虚拟服务器平台存放阵列设计
本项目提议对磁盘阵列是计划及使用方法以下：（阵列计划图）
Ø 存放计划说明
依据用户应用现在使用情况，计划将整个磁盘阵列将被划分为2个磁盘组（diskgroup），分别作为虚拟机镜像，SQL Server数据库使用。
在虚拟机镜像磁盘组内划分一个组卷（Volume），该卷组会为每一个业务应用系统创建它们虚拟机镜像文件。

生产环境虚拟机镜像卷
运行SQL Server数据库
虚拟机镜像
SQL Server数据库

在SQL Server数据库磁盘组上创建十个组卷，数据库服务器上能够运行一个SQL Server实例，同时访问同一个数据库。单SQL Server实例对应单个业务应用。
1.1.7 虚拟服务器平台备份设计
虚拟机简单备份
利用基于磁盘备份和恢复处理方案 VMware Data Recovery，实现快速、简单和全方面虚拟机数据保护。VMware Data Recovery 是您第一道数据保护防线。它和 VMware vCenter Server完全集成，可支持集中和高效备份作业管理，同时还包含反复数据消除以节省备份所占用磁盘存放空间。
VMware Data Recovery 提供集中管理界面，支持直接经过 VMware vCenter Server 备份和恢复您虚拟机。
整个清单中虚拟机全部经过 VMware vCenter Server 自动进行识别
使用由向导驱动直观工作流来创建、配置和计划备份作业 

为每个虚拟机显示多个恢复点，方便轻松选择要恢复特定时间点副本
自动监视由 VMware HA、 VMware VMotion 和 VMware DRS 移动虚拟机，方便计划备份可不间断地连续运行
因为VMware Data Recovery能够提供简单虚拟机备份，所以能够依据生产环境、开发环境、测试环境不一样和具体应用不一样制订不一样备份策略。
1.1.8原有应用系统评定及迁移
依据中国医院协会计划，在虚拟服务器平台搭建完成并正常运行以后，会将该数据中心应用系统迁移到虚拟服务器平台上运行。为了愈加安全快捷将原有应用系统平滑迁移过来，需要进行两方面工作，
第一步是对原有应用系统进行系统评定，统计出单个应用系统对硬件资源需求情况，和相关迁移信息；
第二步依据评定汇报制订出原有应用系统评定迁移计划，有条不紊进行迁移。
1.1.8.1 原有应用系统评定
经过2-3周现场监控，评定现有设备状态和应用负载情况，依据应用系统数量，来确定最终物理服务器改造和增加量，和合理虚拟百分比。
它在异构 IT 环境中搜集全方面资源利用率数据，并将其和行业标准参考数据进行比较，以提供分析和决议支持建模。
该软件将在接收评定数据中心现场安装，其组件可跨一系列平台搜集进行容量利用率分析所需具体软硬件指标，而无需使用软件代理
整合评定 (CE)：适适用于用户数据中心环境售前规模评定，CE 对虚拟化和整合评定结果进行指导。
依据评定专业数据结合中国医院协会信息中心实际情况，进行合理，规范虚拟数据中心基础架构方案计划，确定虚拟数据中心对硬件需求，从而便于对应用中可迁移情况进行统计。便于制订具体迁移计划。
1.1.8.2 原有应用系统迁移
依据中国医院协会信息中心发展计划，将现有应用及数据进行迁移。依据评定数据来制订具体迁移计划和采取哪种迁移策略。
应用数据迁移方法分为在线物理机到虚拟机P2V迁移和传统数据迁移两种方法。
第一个方法：物理机到虚拟机P2V迁移
确定迁移需要应用，依据应用情况，由工程师确定是否能够使用VMware Converter工具进行物理机到虚拟机在线热迁移。
依据应用服务器实际具体信息，对虚拟机CPU、内存、网卡、硬盘配置，和数据存放方法和迁移时间和周期进行具体计划。
依据应用服务器应用服务情况，进行评定，对于和迁移端口冲突服务，经过沟通后协调将其停用以后，再迁移。

假如不适合P2V热迁移，能够选择冷迁移。
第二种方法：传统数据迁移
对于不适合进行物理机到虚拟机直接迁移服务器，提议重新布署。依据原有服务器配置，在虚拟化平台上新建虚拟机，重建操作系统和应用，使用数据迁移工具，将数据迁移到新虚拟机中
第二章虚拟化平台资源管理
2.1、虚拟服务器平台管理
此次工程采取VMware作为虚拟化平台软件，其自带VMware vCenter就是一套很有效虚拟化管理工具。
VMware vCenter Server 用于集中管理数据中心。
vCenter Server 会聚合多台 ESX/ESXi 主机物理资源，系统管理员搜集这些可用资源来置备虚拟环境中虚拟机。

vCenter Server 组件包含用户访问控件、关键服务、分布式服务、插件和多种界面。经过用户访问控制组件，系统管理员能够为不一样用户类创建和管理对 vCenter Server 不一样访问权限等级。
针对管理平台用户访问管理，我们提议采取以下做法：
假如可能，向组而不是单个用户授予权限。
仅在需要时授予权限。使用最少权限数使得了解和管理权限结构变得更轻易。
假如要为组分配限制性角色，检验该组是否不包含管理员用户或其它含有管理特权用户。不然，用户可能无意识地限制了部分清单层次结构（已从中向该组分配了限制性角色）中管理员特权。
使用文件夹将对象分组，使各组对象对应于要授予其不一样权限。
授予根 vCenter Server 等级权限时要小心。含有根等级权限用户有权访问 vCenter Server 上全局数据，比如角色、自定义属性、vCenter Server 设置和许可证。对许可证和角色更改会传输到链接模式组中全部vCenter Server 系统，即使用户在组中全部 vCenter Server 系统上均没有权限。
大多数情况下，依据权限启用传输。这可确保当向清单层次结构中插入新对象时，它们会继承权限而且用户能够对其进行访问。
使用“无权访问”角色可屏蔽您期望特定用户无权访问层次结构指定区域。
具体人员划分，参考中国医院协会信息系统管理模式。
Ø 虚拟服务器平台管理步骤
设置用户及用户组权限
监控存放资源
设置警报阏值
发送警报信息到管理员
管理员依据警报信息查看系统状态
管理员尝试修复系统故障
当管理员无法修复故障时，联络相关厂商修复故障
故障排除，系统恢复正常工作
2.2、虚拟服务器资源管理
服务器虚拟化将业界标准服务器（处理器、内存、它们附加网络和存放容量）虚拟化，并聚合为可依据需要分配给虚拟机逻辑资源池。资源池能够嵌套并组织成层级，方便让 IT 环境和企业组织相匹配。另外，各部门能够在采取专用基础架构同时，享受资源池高效性。
利用虚拟化技术，能够跨多个集群聚累计算资源，在全部主机上全部提供虚拟机初始布局自动化功效。在群集中添加或移除了主机或虚拟机时，基于业务优先级将资源动态分配给虚拟机，从而经过自动化降低管理复杂性。
在日常管理中，包含资源调度包含：物理机、虚拟机和数据使用。
物理机管理：可使用VMotion、Storage VMotion、HA等功效在线迁移物理机上虚拟机，实现对物理机离线维护，包含检修、扩容等，实现不停机保障。
虚拟机管理：利用DRS资源动态，实现虚拟机配置容量在线调整，简化传统模式下变更管理。
数据管理：VMware虚拟化能够使用外部存放系统包含光纤通道或 iSCSI SAN（存放区域网络）、NFS（网络文件系统）或 NAS（网络连接存放）。
2.3、可视化监控管理
性能监控
1. CPU性能
2. 磁盘I/O性能
3. 内存性能
4. 网络性能
5. 存放器性能
监控存放资源
6. 定制存放汇报
7. 查看存放映射
监控vCenter映射
8. 查看
9. 打印
10. 导出
使用警报
当警报触发时，能够向一个或多个管理员发送电子邮件通知。默认 vCenterServer 警报并未预先配置操作。所以，必需手动设置触发事件、条件或情况时应该发生操作。
物理服务器警报：
11. 主机连接和开启情况：监控主机连接和开启情况
12. 主机存放器状态：监控存放器情况
13. 网络上行冗余已降级：监控虚拟交换机上网络上行链路冗余降级情况
14. 主机错误：监控主机错误和警报事件
15. 网络上行链路冗余丢失：监控虚拟交换机上网络上行链路冗余丢失情况
16. 主机内存状态：监控内存
17. 主机硬件电源状态
18. 主机电池状态
19. 退出待机错误：监控主机是否无法退出待机模式
20. 主机CPU使用情况：主机CPU使用率≥70%且连续时间≥5分钟则报警
21. 网络连接丢失：监控虚拟交换机上网络连接情况
22. 主机处理器状态：监控处理器物理建康情况
23. 其它主机硬件对象状态：监控主机物理硬件状态
24. 主机连接故障
25. VMKernel NIC示正确配置：/Migrate/Vmknic中指定vmknic未正确配置
26. 主机内存使用情况：主机内存使用率≥85%且连续时间≥5分钟则报警
27. 主机硬件电压
28. 无法连接到存放器
29. 主机服务控制台交换率：监控主机控制台内存交换率
30. 主机硬件系统主板状态
31. 主可证错误
虚拟机警报：
32. 无兼容主机可用于放置辅助虚拟机：监控是否没有可用于放置辅助虚拟机兼容主机
33. 开启辅助虚拟机时已超时：监控开启辅助虚拟机超时情况
34. 虚拟机容错vLockStep时间间隔状态已更改：容错辅助vLockStep时间间隔更改情况
35. 迁移错误：监控虚拟机是否无法迁移或重定位或是否处于孤立状态
36. 虚拟机高可用性错误：监控虚拟机上高可用性错误
37. 虚拟机容错情况已更改：监控虚拟机容错情况是否更改
38. 虚拟机CPU使用情况：监控虚拟机使用百分比，当CPU使用率≥70%且连续时间≥5分钟则报警
39. 虚拟机磁盘总滞后时间：监控虚拟机磁盘滞后时间
40. 虚拟机错误：监控错误和警告事件
41. 虚拟机内存使用情况：监控虚拟机内存使用百分比，当内存使用率≥85%且连续时间≥5分钟则报警
2.4、虚拟服务器平台升级管理
经过自动应用补丁程序和更新来简化虚拟服务器平台管理。使用 VMware vCenter Update Manager，对虚拟服务器主机和选定 Windows 及 Linux 虚拟机跟踪和补丁程序应用进行管理。

使用 VMware vCenter Update Manager，能够自动管理补丁应用过程，还能免去手动跟踪和对 VMware ESX 主机和虚拟机应用补丁程序麻烦。VMware vCenter Update Manager 会扫描 VMware ESX 主机及选定用户操作系统状态，将它们和管理员设置基准进行比较，然后应用更新和补丁程序，以严格遵从要求补丁程序标准。补丁程序遵从性控制板能够让管理员了解整个虚拟基础架构环境补丁程序状态。此项功效极大地简化了补丁程序管理过程，同时还能帮助保护数据中心，使其免遭程序错误和安全漏洞威胁。
2.5、虚拟服务器平台高可用性管理和资源动态分配
对于需要运行1对1虚拟机生产环境业务系统，必需在两台不一样物理节点上分别布署，1：1作负载均衡。不仅能够相互容错备份，而且共同负担访问负载，提升系统整体访问性能。未来系统扩容或业务量增加时，能够增加运行每个业务虚拟机数目（比如增加到5台虚拟机为同一业务用户提供Web及应用服务）。伴随数目标增加，系统可靠性和性能全部不停提升。
同时，将开发环境运行业务系统虚拟机集群建立一个虚拟机资源池，运行在开发环境业务系统，在开发环境每个物理节点上预留部分资源，经过虚拟化软件实现资源池内虚拟机HA和动态迁移(DRS)功效。
2.5.1 HA工作机制
当某物理节点宕机时，物理节点上全部虚拟机会分散地自动迁移到同一资源池内其它物理节点上。当某物理节点上虚拟机宕机时，系统自动检测和识别，虚拟机在本机上以一定时间间隔进行重新开启，当在完成设定重新开启次数后，虚拟机未成功开启，会利用其它物理节点上预留出资源，和共享存放中虚拟机镜像文件，自动完成隔离，自动迁移到资源池内较闲物理节点上。
2.5.2 DRS工作机制
当某物理节点各虚拟机所运行业务访问和工作负载超出了此物理节点负载设定值（能够从vCenter中设定），虚拟化软件会实施动态资源调配DRS功效，将服务等级不高虚拟机，或负载小虚拟机迁移到其它物理节点空闲资源上，确保各个业务系统服务质量。
第三章所需产品清单
序号
设备类型
设备型号
数量
单价
总价
1
虚拟化基础软件
VMware vSphere 5.0Enterprise Plus
12个
2
264000
VMware vCenter管理软件（标准版）
1套
25000
25000
2
生产服务器
使用现有或新购高配置服务器
3台

3
网络交换机
Catalyst 2960G-24TS-S
2台
8000
16000
4
存放设备
DELL PS6110(3T*24)
1台
450000
450000
5
DELL 8024
交换机
万兆
2台
45000
90000
6
服务器升级
内存、网卡
批

150000
7
防火墙

1台
40000
40000
8
供给商实施费

80000
80000
9
负载均衡器

100000
100000
总价

1215000