梁喆 王茜 袁紅

摘 要：目的：研究運用超融合技術(shù)標準化構(gòu)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(shù)適用性，證明平臺各個功能可以通過超融合技術(shù)實現(xiàn)；其次，根據(jù)超融合技術(shù)特點，設(shè)計適合全省無償獻血者血費直接減免平臺的技術(shù)方案；最后，進行平臺搭建和安全防護配置。結(jié)果：超融合技術(shù)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(jié)論：超融合技術(shù)的優(yōu)勢和特點預(yù)示著未來血站及衛(wèi)生健康行業(yè)信息化建設(shè)將變得更加簡單易行，逐漸替代傳統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：超融合，標準化構(gòu)建，信息系統(tǒng)，血費直接減免

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

超融合技術(shù)作為近年較為流行的計算機信息技術(shù)，已在眾多行業(yè)得到應(yīng)用。該技術(shù)在傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)具有的資源利用率高、管理和配置靈活等優(yōu)點基礎(chǔ)上，還能夠?qū)⑾到y(tǒng)復(fù)雜度降至最低，且易于安裝部署各類虛擬化安全設(shè)備，這些特點使其成為衛(wèi)生健康信息化網(wǎng)上服務(wù)平臺建設(shè)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(gòu)建該平臺的超融合技術(shù)解決方案及網(wǎng)絡(luò)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(shù)構(gòu)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(shù)適用性，證明平臺各個功能可以通過超融合技術(shù)實現(xiàn)；其次，根據(jù)超融合技術(shù)特點，設(shè)計適合全省無償獻血者血費直接減免平臺的技術(shù)方案；最后，進行平臺搭建和安全防護配置。

1.1 超融合技術(shù)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(wù)器、虛擬化安全設(shè)備；研究設(shè)備：3臺超融合一體機（配置：10核CPU*2、256G內(nèi)存、960G SSD*2、6T SATA*6、萬兆光纖網(wǎng)絡(luò)接口*4）、4臺網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)卡和集群網(wǎng)絡(luò)，在集群中配置虛擬存儲，創(chuàng)建虛擬存儲卷，在4臺網(wǎng)絡(luò)交換機中，配置管理接口、數(shù)據(jù)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(tǒng)一調(diào)配超融合平臺計算、網(wǎng)絡(luò)、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(wù)器，分別配置為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和IIS（（InternetI n for mation S er vices）應(yīng)用服務(wù)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(wǎng)絡(luò)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(wù)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(shù)方案設(shè)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(jié)合的一體化服務(wù)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(wù)器可以利舊），考慮到信息安全及國產(chǎn)化要求，目前國內(nèi)技術(shù)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(wù)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(tǒng)規(guī)模發(fā)展較快，可進行橫向擴展，即增加服務(wù)器的數(shù)量，同時，資源利用率也會隨服務(wù)器數(shù)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(shè)成本，在云計算管理平臺中進行靈活分配和使用調(diào)度，從而降低了存儲資源的設(shè)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(chǎn)品即可，存儲交換方面，通常只需配置2臺普通萬兆網(wǎng)絡(luò)交換機交叉互聯(lián)即可；（4）網(wǎng)絡(luò)資源：通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，可以將萬兆光纖網(wǎng)卡靈活虛擬出多條虛擬網(wǎng)絡(luò)接口，大幅減少了物理網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)量，使得超融合一體機通常只需配置4個萬兆網(wǎng)絡(luò)接口（其中2個為網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)交換機交叉互聯(lián)；（5）物理安全設(shè)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(gòu)，強化安全性），實現(xiàn)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(shè)備外，其余安全設(shè)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(nèi)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(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備的集中管理，通過虛擬化基線核查系統(tǒng)對應(yīng)用系統(tǒng)漏洞進行周期性掃描，通過虛擬化數(shù)據(jù)庫審計對應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀寫進行記錄[2]，通過虛擬化日志審計對系統(tǒng)中運行的設(shè)備進行集中日志集中管理，通過虛擬化應(yīng)用負載均衡進行業(yè)務(wù)系統(tǒng)流量調(diào)度，保持業(yè)務(wù)穩(wěn)定性，通過虛擬化上網(wǎng)行為管理進行網(wǎng)絡(luò)行為管控和審計；（7）數(shù)據(jù)備份：通過存儲一體機，實現(xiàn)虛擬機及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)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(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，搭建超融合平臺，在生產(chǎn)環(huán)境建立、運行和維護虛擬服務(wù)器、虛擬化安全設(shè)備；研究設(shè)備：3臺超融合一體機（每臺CPU 10核*2、內(nèi)存256G、4個萬兆接口），4臺萬兆網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)、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(jù)應(yīng)用所需資源創(chuàng)建虛擬服務(wù)器，上傳操作系統(tǒng)鏡像，安裝虛擬服務(wù)器操作系統(tǒng)，安裝殺毒軟件；（3）在云計算管理平臺中建立調(diào)度中心+Mq服務(wù)器+數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺，用于抽取并存儲全省各血站相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；（4）在全省各血站部署數(shù)據(jù)傳輸前置服務(wù)器，調(diào)試VPN與省中心組網(wǎng)；（5）在云計算管理平臺中搭建數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和IIS服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Oracle RAC集群模式，IIS服務(wù)器采用Tomcat+Nginx雙機負載均衡模式部署；（6）按照數(shù)據(jù)移植方案進行數(shù)據(jù)移植和治理，對應(yīng)用系統(tǒng)各功能模塊、業(yè)務(wù)流程、后臺配置、性能等進行調(diào)試；（7）安裝存儲一體機，配置數(shù)據(jù)備份策略；（8）在云安全管理平臺中創(chuàng)建各虛擬化安全組件，包括虛擬化版的防火墻、堡壘機、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、基線核查、數(shù)據(jù)庫審計、日志審計、應(yīng)用負載均衡、上網(wǎng)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(yè)務(wù)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(jié) 果

2.1 業(yè)務(wù)穩(wěn)定性提升

超融合平臺采用分布式架構(gòu)設(shè)計，在計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全及標準化管理等方面，很好地規(guī)避了傳統(tǒng)的架構(gòu)中常見的單點故障風險，使各業(yè)務(wù)應(yīng)用得以穩(wěn)定運行，通過虛擬化的集群特性，實現(xiàn)業(yè)務(wù)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(tǒng)外置存儲同樣具有很好的性能，且數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和擴展性更高，可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)發(fā)展，很方便地實現(xiàn)橫向和縱向擴展，而傳統(tǒng)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(xù)數(shù)據(jù)保護）的方式保障數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，通過多副本解決硬件故障帶來的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)風險[3]。通過CDP可以實現(xiàn)秒級備份，數(shù)據(jù)可以恢復(fù)到上一時間段任意一秒，從而有效降低數(shù)據(jù)丟失風險。

2.3 安全性提升

超融合平臺集成網(wǎng)絡(luò)安全虛擬化功能，內(nèi)生提供平臺和業(yè)務(wù)的高安全性，可很方便地擴展防火墻、日志審計、數(shù)據(jù)庫審計、堡壘機、基線核查等虛擬化安全組件，構(gòu)建4至7層網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用安全防護能力，安全滿足三級合規(guī)性需求[4]。

2.4 平臺應(yīng)用效果

通過標準化構(gòu)建全省無償獻血者血費直接減免平臺，實現(xiàn)省內(nèi)全部血站信息系統(tǒng)互聯(lián)，服務(wù)端覆蓋全省用血醫(yī)療機構(gòu)，無償獻血者及親屬省內(nèi)就醫(yī)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(xiàn)場直免的，還可以通過微信小程序方便地辦理報銷手續(xù)，初步實現(xiàn)了“血費報銷不用跑”，滿足國家主管部門相關(guān)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(guān)心、尊重無償獻血者的良好氛圍，對吉林省無償獻血事業(yè)發(fā)展起到有力的推動作用。同時，在建設(shè)過程中，全省建立了統(tǒng)一的減免標準和減免流程，進一步規(guī)范了全省獻血服務(wù)工作，治理了各血站信息系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)，使得獻血服務(wù)水平得到提升。

3 討 論

超融合技術(shù)是以虛擬化技術(shù)為核心，利用服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、安全虛擬化等組件，將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等虛擬資源融合到標準的服務(wù)器中，并通過網(wǎng)絡(luò)聚合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心模塊化的無縫橫向擴展，從而形成統(tǒng)一的資源池。傳統(tǒng)IT環(huán)境下，應(yīng)用和資源緊耦合，使得底層架構(gòu)缺乏彈性，伴隨業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型帶來業(yè)務(wù)數(shù)量增加、用戶數(shù)量遞增，IT資源無法快速靈活地隨之增長、業(yè)務(wù)部署緩慢、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)備架構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備種類繁多，使得IT部門很難對基礎(chǔ)設(shè)施執(zhí)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理[5]，多數(shù)設(shè)備的資源利用率普遍較低。相比之下，構(gòu)建基于超融合技術(shù)的云計算平臺，不僅能夠通過虛擬化技術(shù)提升基礎(chǔ)架構(gòu)資源利用率，還運用統(tǒng)一的運維管理平臺釋放人力物力，能夠進一步聚焦關(guān)注信息化和業(yè)務(wù)結(jié)合的創(chuàng)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(jié)能等優(yōu)勢，實現(xiàn)了管理和業(yè)務(wù)的集中。

參考文獻

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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）