基于OpenStack的醫(yī)療私有云方案

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作者:吳江

2015-06-18 17:31:15

摘自:搜狐

云計(jì)算按照部署模式又可以分為公有云、私有云、混合云和行業(yè)云等等。搭建醫(yī)療企業(yè)或醫(yī)院內(nèi)部的私有云平臺(tái),能夠整合內(nèi)部IT系統(tǒng),為應(yīng)用提供動(dòng)態(tài)、靈活、彈性、虛擬、共享和高效的資源服務(wù)。

編者按:吳江系我司技術(shù)骨干,軟件行業(yè)17年一線編程、架構(gòu)設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),曾在UT斯達(dá)康,賽門(mén)鐵克和IBM工作多年,是行業(yè)內(nèi)云計(jì)算的真正專家!這是其百忙之中做了學(xué)術(shù)綜述,給我們大家?guī)?lái)的掃盲貼,并對(duì)未來(lái)醫(yī)療云服務(wù)的技術(shù)架構(gòu)提出了自己的看法!

1.什么是云計(jì)算?

目前整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)正在從傳統(tǒng)架構(gòu)向云轉(zhuǎn)變,這已經(jīng)是一個(gè)公認(rèn)的事實(shí),那么,到底什么是云計(jì)算呢?一般來(lái)說(shuō),云計(jì)算的定義是這樣的:云計(jì)算的本質(zhì)是一種服務(wù)提供模型,通過(guò)這種模型可以隨時(shí)、隨地、按需地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)共享資源池的資源,這個(gè)資源池的內(nèi)容包括計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源等,這些資源能夠被動(dòng)態(tài)地分配和調(diào)整,在不同用戶之間靈活地劃分。

云計(jì)算具備五個(gè)基本元素,分別是:

·通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)服務(wù):只需要有網(wǎng)絡(luò)連接(無(wú)線網(wǎng)或有線網(wǎng)),就可以隨時(shí)隨地使用云服務(wù)。

·自助服務(wù):用戶通過(guò)web自助服務(wù),不需要IT人員協(xié)助。

·可衡量的服務(wù):可以對(duì)存儲(chǔ)、CPU、帶寬等資源使用情況實(shí)時(shí)跟蹤,做到按用量付費(fèi)。

·資源池化:計(jì)算資源不再以單臺(tái)服務(wù)器為單位。所有計(jì)算存儲(chǔ)資源匯合到一起,形成資源池,使用的時(shí)候,在這個(gè)資源池里隨時(shí)分配。

·資源的靈活調(diào)度:通過(guò)云服務(wù),用戶不斷增長(zhǎng)的需求,總能被很好的滿足,一個(gè)著名的例子,流行的手機(jī)游戲“你畫(huà)我猜”,六個(gè)星期在線用戶數(shù)從0增長(zhǎng)到2500萬(wàn),沒(méi)有Amazon提供的云計(jì)算服務(wù),是根本無(wú)法做到的。

云計(jì)算按照服務(wù)類型可以分為

·IaaS(基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)):最位于最底層,以Amazon和阿里云為代表。通過(guò)虛擬化技術(shù)將服務(wù)器,存儲(chǔ)等資源打包,以API接口的形式提供給用戶。用戶不再需要租用機(jī)房,自己維護(hù)服務(wù)器。云服務(wù)商還可以通過(guò)自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心為用戶提供多路供電,災(zāi)備等高級(jí)功能。

·PaaS(平臺(tái)即服務(wù)):構(gòu)建在Iass之上,在基礎(chǔ)架構(gòu)之上還提供業(yè)務(wù)軟件運(yùn)行的環(huán)境,比如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、web服務(wù)等,以GoogleApp Engine為代表。

·SaaS(軟件即服務(wù)):是最成熟,知名度最高的云計(jì)算服務(wù)類型。SaaS的目標(biāo)是將一切業(yè)務(wù)運(yùn)行的后臺(tái)環(huán)境放在云端,用戶通過(guò)一個(gè)瘦客戶端,通常是web瀏覽器,使用服務(wù)。典型的案例是Salesforce,Salesforce通過(guò)向大企業(yè)銷售云端CRM服務(wù),10年時(shí)間,已經(jīng)成為一個(gè)年收入超過(guò)20億美金的上市公司。

云計(jì)算按照部署模式又可以分為公有云、私有云、混合云和行業(yè)云等等。

2.醫(yī)療私有云

傳統(tǒng)內(nèi)部IT系統(tǒng)普遍現(xiàn)狀是:

·IT系統(tǒng)參與建設(shè)的廠商多:一般有多家平臺(tái)/應(yīng)用廠商參與建設(shè),使用的軟硬件平臺(tái)有很大的不同。

·各個(gè)部門(mén)分別有一套小而全的IT系統(tǒng):比如OA、HR、CRM、財(cái)務(wù)等系統(tǒng)各自有自己的一套系統(tǒng),互不兼容。

·數(shù)據(jù)分散:數(shù)據(jù)分散在不同的系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)重復(fù),不一致。

這樣的IT系統(tǒng)跟不上業(yè)務(wù)快速變化,問(wèn)題表現(xiàn)在:

·運(yùn)維成本高:系統(tǒng)復(fù)雜度高,需要IT運(yùn)維人員多,運(yùn)維工作繁重。

·資源利用率低:大量CPU,存儲(chǔ)資源空閑。

·服務(wù)質(zhì)量低:故障修復(fù)時(shí)間長(zhǎng),平均失效時(shí)間高。

·擴(kuò)展性差:擴(kuò)容難,無(wú)法應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量。

搭建醫(yī)療企業(yè)或醫(yī)院內(nèi)部的私有云平臺(tái),能夠整合內(nèi)部IT系統(tǒng),為應(yīng)用提供動(dòng)態(tài)、靈活、彈性、虛擬、共享和高效的資源服務(wù)。

  3.醫(yī)療私有云的應(yīng)用場(chǎng)景

·服務(wù)器資源整合:目前PC服務(wù)器功能已經(jīng)非常強(qiáng)大,CPU可以到48甚至96核,內(nèi)存達(dá)到上百G。如果一臺(tái)這樣的服務(wù)器只用來(lái)跑一個(gè)應(yīng)用,未免大材小用。據(jù)統(tǒng)計(jì),大部分企業(yè)數(shù)據(jù)中心里,服務(wù)器CPU的利用率只有10%到20%。通過(guò)虛擬化和云計(jì)算技術(shù),在服務(wù)器上建虛擬機(jī),再把應(yīng)用裝到虛擬機(jī)中,每臺(tái)物理服務(wù)器上可以創(chuàng)建數(shù)十臺(tái)虛擬機(jī),這樣可以極大提高資源利用率,節(jié)省機(jī)房空間和電費(fèi)。

·桌面云:通過(guò)云計(jì)算服務(wù),操作系統(tǒng)可以運(yùn)行在數(shù)據(jù)中心的虛擬機(jī)上,員工通過(guò)一個(gè)云終端(通常只需要幾百塊錢),就可以完成以前必須在PC機(jī)上才能完成的工作。這樣做的好處是節(jié)約了成本,IT部門(mén)也節(jié)省了采購(gòu)、安裝PC機(jī)的時(shí)間。

·應(yīng)用服務(wù)快速部署:通過(guò)云平臺(tái)能夠方便、快速、靈活、高效的創(chuàng)建、測(cè)試和部署應(yīng)用及服務(wù)。比如一個(gè)軟件公司的測(cè)試部門(mén),經(jīng)常需要在一臺(tái)全新的機(jī)器上安裝軟件做測(cè)試,如果使用物理機(jī),安裝操作系統(tǒng)就需要一個(gè)小時(shí),非常麻煩。如果采用虛擬化和云計(jì)算技術(shù),從一個(gè)磁盤(pán)鏡像啟動(dòng)一臺(tái)虛擬機(jī)只需要幾秒鐘的時(shí)間,測(cè)試完后,直接刪除虛擬機(jī)就可以回收資源。

·大數(shù)據(jù)分析:方便地構(gòu)建服務(wù)器集群,對(duì)海量的企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。在當(dāng)前這樣的信息社會(huì),大型企業(yè)往往掌握著龐大的數(shù)據(jù),比如淘寶這樣的公司,每天用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以達(dá)到TB級(jí)別,分析處理這些數(shù)據(jù),往往需要構(gòu)建大型的服務(wù)器集群,集群內(nèi)部的服務(wù)器需要采用相同的硬件架構(gòu),安裝相同的軟件,構(gòu)建起來(lái)很不容易,往往需要幾個(gè)月時(shí)間。 采用云計(jì)算技術(shù),用一條命令,就可以創(chuàng)建出100臺(tái)同架構(gòu),安裝好同樣軟件的服務(wù)器。

·系統(tǒng)監(jiān)控和備份:以前數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器,可能采用各自不同的軟硬件架構(gòu),系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)備份非常困難。采用虛擬化和云計(jì)算技術(shù),服務(wù)都運(yùn)行在虛擬機(jī)中,虛擬機(jī)可以預(yù)裝監(jiān)控和備份的agent, 方便地進(jìn)行監(jiān)控和備份,無(wú)需用戶參與。

對(duì)比傳統(tǒng)的IT架構(gòu),云計(jì)算具備以下的優(yōu)勢(shì):

·降低成本:以前搭建一套新的IT系統(tǒng),比如新的HR或財(cái)務(wù)系統(tǒng),需要采購(gòu)全套的服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備。如果企業(yè)有云平臺(tái),就可以直接在云平臺(tái)上創(chuàng)建一臺(tái)虛擬服務(wù)器來(lái)運(yùn)行新的系統(tǒng),節(jié)約了采購(gòu)成本。

·擴(kuò)展性好:以前IT系統(tǒng)升級(jí)很麻煩,所以IT部門(mén)在做預(yù)算的時(shí)候,一般會(huì)按容量的上限采購(gòu),造成巨大的浪費(fèi)。通過(guò)云計(jì)算,可以做到按需申請(qǐng)資源,給虛擬機(jī)增加CPU、內(nèi)存非常簡(jiǎn)單,只需重啟一下虛擬機(jī)就可以了。

·簡(jiǎn)化部署和運(yùn)維:以前搭建一套新系統(tǒng),需要采購(gòu)整套服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,都到位、安裝部署好,可能會(huì)花一兩個(gè)月的時(shí)間,現(xiàn)在在云計(jì)算平臺(tái)上創(chuàng)建一臺(tái)虛擬服務(wù)器只需要幾秒鐘的時(shí)間。云平臺(tái)同時(shí)提供一些運(yùn)維監(jiān)測(cè)工具,方便管理這些虛擬服務(wù)器。

4.公有云還是私有云

目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了大批IaaS公有云服務(wù)提供商,像國(guó)外Amazon的AWS,微軟的Azure云等。國(guó)內(nèi)有阿里云,騰訊云等等。這些服務(wù)商擁有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和IT系統(tǒng)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),能提供完善的IT技術(shù)服務(wù)。那是否醫(yī)療企業(yè)或醫(yī)院不再需要建立自己的私有云,把服務(wù)全都轉(zhuǎn)移到公有云上就可以了呢?由于以下幾個(gè)原因,醫(yī)療私有云無(wú)法完全被共有云替代,還會(huì)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間。

·數(shù)據(jù)安全:出于數(shù)據(jù)安全方面的考慮,不會(huì)輕易將關(guān)鍵系統(tǒng)放到公有云上去。比如:很難想象銀行會(huì)把自己的客戶數(shù)據(jù)放到阿里云服務(wù)器上。

·性能:Ineternet網(wǎng)絡(luò)帶寬始終是一個(gè)瓶頸,無(wú)法和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的帶寬相比,當(dāng)千兆以太網(wǎng)、甚至萬(wàn)兆以太網(wǎng)都開(kāi)始普及的時(shí)候,ADSL帶寬還停留在10MB的級(jí)別。大量的數(shù)據(jù)文件放到公有云上暫時(shí)還不可行。

·已采購(gòu)設(shè)備的利用:一般醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)院都已經(jīng)為IT系統(tǒng)采購(gòu)了大量的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,把這些投資棄之不用,重新購(gòu)買公有云服務(wù),也是不可取的。

5.僅有虛擬化是不夠的

以VMware為代表的廠商推出虛擬化技術(shù),可以在硬件服務(wù)器上創(chuàng)建虛擬機(jī),將企業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)移到虛擬機(jī)上,這樣的虛擬化技術(shù)是否能夠替代云計(jì)算呢?從下面表格可以看出,僅有企業(yè)虛擬化是不夠的,企業(yè)內(nèi)部IaaS私有云,并不是”另一個(gè)VMware”那樣簡(jiǎn)單。

  下一章我們將正式介紹基于醫(yī)療私有云構(gòu)建的技術(shù)路線,多批評(píng)指正!

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