Sentara如何通过存储和服务器虚拟化实现99.99%的可应用性

    Sentara 给弗吉尼亚州和北卡罗来纳州的约两百万名患者提供服务。在大多数情况下，我们致力于消除书面记录并联机保存医院内外从医疗历史记录到病人检查的所有资料。这极大地提高了护理效率，也改变了医院以及我们组织的每个人对 IT 的根本看法。

    在 Sentara，宕机的代价不再是按每分钟多少美元来计算，而是可能造成生命威胁。

    虽然宕机程序是医疗流程的一部分，但由于病患护理提供商越来越依赖技术，因而迫切需要无中断技术。我们过去的内部阈值是任何病患护理系统的宕机时间都不得超过四个小时。实际上，我们发现这个阈值只能是几分钟（或更少得多）！因为每个患者的任何信息都是电子形式的。客户的观念已从可接受一定时间的宕机转变为完全无法接受计划内或计划外的任何宕机。

    概述：eCare 计划的发展推动存储变革

    2005 年，我们启动了 Sentara eCare Health Network，这是一个通过安全网络将医疗信息与任务计划、帐单及登记数据关联起来的综合的电子医疗记录 (EMR) 系统。该技术允许医院、诊所、诊断中心和患者家人安全地共享患者信息。完全实施后，该系统将使患者可以从家里和医院进行预约，根据需要将全部医疗记录传递到其它州省或国家。它还能够实现自动检验药物过敏和药物相克的智能配方中心，甚至就可能的治疗方案给出建议。

    作为 eCare 计划的一部分，我们的团队最初实施了一对 HP StorageWorks XP12000 磁盘阵列以支持基于 UNIX的主机。但是，随着实施工作的进一步开展，我们需要向 Windows 主机提供相同级别的可用性，同时简化配置和其它存储管理过程。

    对各种选项进行全面审核之后，我们团队选择了 NetApp 存储虚拟化技术。最后我们只实施了三个部署阶段的第一阶段就帮助我们变革了存储环境：

• 第 1 阶段：虚拟化现有存储阵列以实现多操作系统和多协议访问
• 第 2 阶段：最大限度提高数据可用性
• 第 3 阶段：整合服务器

    最后，我们不仅在不增加成本的情况下简化了备份并极大地扩展了环境，而且更重要的是我们达到了使正常运行时间达到 99.99% 的目标。

    第 1 阶段：使用 NetApp V 系列虚拟化现有存储

    不能将花在 IT 上的钱花在新型的医疗培训或技术上。因此任何 IT 投资都要经过严格的审查并且必须提供最大的回报。我们选择了 XP 来支持 HP Superdome 服务器上的任务关键型解决方案，但 Windows 环境需要一个更灵活的解决方案。2005 年，我们遇到了这种情况，虽然 XP 阵列支持 UNIX 环境，但我们没有预算要构建并行基础设施，也没有简单的方法来扩展该环境以支持 Windows 系统。

    Sentara SAN 团队对 NetApp V 系列系统进行了评估。（见选项）从基本上讲，V 系列通过获取主机或阵列上的功能并将这些功能推向虚拟化层，以此为原先存在的存储系列提供虚拟化。

    最初的结果很不如意，因此我们将原来的 90 天概念证明操作延长为 120 天，对 NetApp 存储虚拟化解决方案进行深入评估。

    最后，出于以下三个主要原因我们选择了 NetApp 解决方案：

• 能够向 Windows 主机提供（通过 FCP 和 iSCSI）现有的 XP12000 阵列作为存储，同时简化配置并增强数据保护
• 可通过集成工具简化备份并提供快速恢复
• 通过现有 IP 基础设施采用灵活的方法复制数据

    我们部署了群集 V3050 控制器并将其连接到我们现有的 HP StorageWorks XP12000 磁盘阵列。这种部署的优点相当可观。

    首先，存储虚拟化给我们提供了完整的 NetApp 功能，其中包括 Snapshot、FlexVol和 FlexClone，可与我们现有的存储系列密切配合。只要相对保守地追加投资，我们现有的基础设施就不仅可用来支持 Windows 环境，还可获得很大的灵活性。

    多协议支持具有很大的优势。我们主要的 Microsoft SQL Server应用程序位于光纤通道 SAN 上，而相同的 NetApp V 系列群集系统还使用 CIFS 协议向 Hyland Software 的 OnBase 文档管理系统中约三千万 TIFF 映像的存储库提供 NAS 连接。

    此外，如果我们将运行 Microsoft SQL Server 服务器的主机直接连接到存储阵列，我们通常必须让一个数据库脱机来进行备份。借助 V 系列解决方案，我们可以使用 NetApp SnapManager for SQL Server 来协调主机和存储之间的活动，从而为数据库创建一致的时间点 Snapshot 副本，然后可在不会严重干扰现行数据库活动的前提下对该副本进行备份。

    我们还利用一种叫做 NetApp FlexClone 的功能来克隆现有数据库，用于测试、开发及其它各种目的。数秒钟即可创建 FlexClone 克隆，并且仅占用更改克隆卷所需的额外存储空间。因此与传统克隆方法相比，FlexClone 克隆在时间和空间上都更有效率。

    V 系列向主机提供的 FlexVol 卷分布在后端存储池中的所有磁盘上，可实现更高的性能。在格外大型数据库中，我们每月或每季度都必须在特定表格上进行一次重新索引。这在旧式存储基础设施上要花 24 个小时。当我们把它转移到 NetApp 时，我们很惊讶（也很高兴）地发现管理相同程序更轻易的多，仅花了四小时就完成了，速度提高了 6 倍。

    尽管我们还未分析出速度加快的所有可能原因，但这很可能是因为将活动分布在了后端存储阵列中的更多磁盘上。我们使用另一种 NetApp 产品 NetApp SyncMirror来确保可用性，可能也有益于这种性能提高。这让我们想到了…

    第 2 阶段：使用 SyncMirror 确保可用性

    Sentara 的可用性目标是使正常运行时间达到 99.99%。通过将虚拟化存储基础设施与 NetApp SyncMirror 同步镜像软件结合，我们在过去的 12 个月里成功实现了这一目标。借助 SyncMirror，我们的群集 V3050 控制器能够为所有关键数据保持两份完全一致的副本，每个 XP12000 阵列上一份。这可以防止受到任何形式的硬件事故影响，包括多磁盘故障或整个阵列出现故障。

    SyncMirror 使用即时循环读取数据的两份镜像副本，从而提高了随机磁盘读取操作的性能。这使随机读取性能提高了 80%，对数据库环境特别有利。上面讨论的重新索引速度的大幅提高，其部分原因可能是 SyncMirror 的读取性能提高。

    第 3 阶段：使用 VMware VI3 和 FAS 存储整合服务器

    针对 VMware环境的NerApp 解决方案初步实施大约四个月之后，为了使用 VMware 进行服务器整合，我们购买了 NetApp FAS3020c 以提供后端存储。我们初步使用 NetApp 取得了非常积极的效果，此外我们希望在该环境内使用 iSCSI 进行连接。

    iSCSI 就非常合适-它提供相对简便的管理和低成本的以太网网络。（我们使用光纤通道而非部署 V 系列的 iSCSI，因为我们将其插入作为现有 FC SAN 内的虚拟化层。）

    由于 FAS3020c 是集群系统，我们可以在每台设备上执行滚动升级，以避免升级过程中出现宕机。由于结合了 NetApp FAS 存储系统、VMotion 和 VMware High Availability (VMware HA)，我们在过去 12 个月中维持了四个九以上（可用性大于 99.99%）的服务级别。

    到目前为止，我们已整合了服务器环境的 30% 左右。使用 NetApp 存储，我们已用虚拟服务器替换了约 190 个使用直连存储 (DAS) 的物理服务器。这使我们在过去四个月中节省了大约 70 万美元。这个节省数字来自多方面因素，其中包括温度调节、电源及管理等成本得到缩减。这还不包括由于宕机时间的减少所带来的成本下降，这是我们从 NetApp 得到的极大好处。出于这种原因，我们已将新服务器的部署时间从四周减少到两周。

    可用性和灵活性是通向成功的重要渠道

    医疗保健行业的数字革命已经让 IT 基础设施成为病患护理的重要途径。应用程序和数据的可用性对于提供医疗保健服务已变得非常重要。致力于创建 IT 基础设施以支持前沿医疗保健设施的人们都专注于提供最高程度的可用性和灵活性来适应快速的发展。

    对于 Sentara 而言，NetApp 已成为实现这些目标的重要合作伙伴。我们曾经做到的，如果不使用 NetApp 技术或许也一样能做到。但 NetApp 让它变得更简单，相对更为轻松。我们只花了两天时间安装 V 系列即提供了供主机使用的存储，所实现的可用性也证明了它本身。

    NetApp V 系列使我们更好地利用了现有存储，并保护了这种投资。V 系列和 NetApp FAS 系统使我们能够使用更多的协议支持更多的平台，同时也为我们提供了新的功能，如 FlexVol、FlexClone、SnapManager 和 SyncMirror。这种灵活性会越来越重要。

    Sentara 的核心任务是持续改善健康，并通过为社区提供最好的医疗保健来引领社区。这就要求能够随时提供技术-这显然不是微不足道的事情，而是 NetApp 正在帮助我们实现的一个目标。