【技术贴】基于OpenStack的医疗私有云方案（上）

作者：吴江     

编者按：吴江系我司技术骨干，软件行业17年一线编程、架构设计及项目管理经验，曾在UT斯达康，赛门铁克和IBM工作多年，是行业内云计算的真正专家！这是其百忙之中做了学术综述，给我们大家带来的扫盲贴，并对未来医疗云服务的技术架构提出了自己的看法！

1. 什么是云计算？

目前整个IT产业正在从传统架构向云转变，这已经是一个公认的事实，那么，到底什么是云计算呢？一般来说，云计算的定义是这样的：云计算的本质是一种服务提供模型，通过这种模型可以随时、随地、按需地通过网络访问共享资源池的资源，这个资源池的内容包括计算资源、网络资源、存储资源等，这些资源能够被动态地分配和调整，在不同用户之间灵活地划分。

云计算具备五个基本元素，分别是：

· 通过网络分发服务：只需要有网络连接(无线网或有线网)，就可以随时随地使用云服务。

·自助服务：用户通过web自助服务，不需要IT人员协助。

· 可衡量的服务：可以对存储、CPU、带宽等资源使用情况实时跟踪，做到按用量付费。

· 资源池化：计算资源不再以单台服务器为单位。所有计算存储资源汇合到一起，形成资源池，使用的时候，在这个资源池里随时分配。

· 资源的灵活调度：通过云服务，用户不断增长的需求，总能被很好的满足，一个著名的例子，流行的手机游戏“你画我猜”，六个星期在线用户数从0增长到2500万，没有Amazon提供的云计算服务，是根本无法做到的。

云计算按照服务类型可以分为

· IaaS（基础架构即服务）：最位于最底层，以Amazon和阿里云为代表。通过虚拟化技术将服务器，存储等资源打包，以API接口的形式提供给用户。用户不再需要租用机房，自己维护服务器。云服务商还可以通过自身强大的数据中心为用户提供多路供电，灾备等高级功能。

· PaaS（平台即服务）：构建在Iass之上，在基础架构之上还提供业务软件运行的环境，比如数据库服务、web服务等，以GoogleApp Engine为代表。

· SaaS（软件即服务）：是最成熟，知名度最高的云计算服务类型。SaaS的目标是将一切业务运行的后台环境放在云端，用户通过一个瘦客户端，通常是web浏览器，使用服务。典型的案例是Salesforce，Salesforce通过向大企业销售云端CRM服务，10年时间，已经成为一个年收入超过20亿美金的上市公司。

云计算按照部署模式又可以分为公有云、私有云、混合云和行业云等等。

2.医疗私有云

传统内部IT系统普遍现状是：

· IT系统参与建设的厂商多：一般有多家平台/应用厂商参与建设，使用的软硬件平台有很大的不同。

· 各个部门分别有一套小而全的IT系统：比如OA、HR、CRM、财务等系统各自有自己的一套系统，互不兼容。

· 数据分散：数据分散在不同的系统中，数据重复，不一致。

这样的IT系统跟不上业务快速变化，问题表现在：

· 运维成本高：系统复杂度高，需要IT运维人员多，运维工作繁重。

· 资源利用率低：大量CPU，存储资源空闲。

· 服务质量低：故障修复时间长，平均失效时间高。

· 扩展性差：扩容难，无法应对日益增长的数据量。

搭建医疗企业或医院内部的私有云平台，能够整合内部IT系统，为应用提供动态、灵活、弹性、虚拟、共享和高效的资源服务。

3. 医疗私有云的应用场景

· 服务器资源整合：目前PC服务器功能已经非常强大，CPU可以到48甚至96核，内存达到上百G。如果一台这样的服务器只用来跑一个应用，未免大材小用。据统计，大部分企业数据中心里，服务器CPU的利用率只有10%到20%。通过虚拟化和云计算技术，在服务器上建虚拟机，再把应用装到虚拟机中，每台物理服务器上可以创建数十台虚拟机，这样可以极大提高资源利用率，节省机房空间和电费。

· 桌面云：通过云计算服务，操作系统可以运行在数据中心的虚拟机上，员工通过一个云终端(通常只需要几百块钱)，就可以完成以前必须在PC机上才能完成的工作。这样做的好处是节约了成本，IT部门也节省了采购、安装PC机的时间。

· 应用服务快速部署：通过云平台能够方便、快速、灵活、高效的创建、测试和部署应用及服务。比如一个软件公司的测试部门，经常需要在一台全新的机器上安装软件做测试，如果使用物理机，安装操作系统就需要一个小时，非常麻烦。如果采用虚拟化和云计算技术，从一个磁盘镜像启动一台虚拟机只需要几秒钟的时间，测试完后，直接删除虚拟机就可以回收资源。

· 大数据分析：方便地构建服务器集群，对海量的企业数据进行分析处理。在当前这样的信息社会，大型企业往往掌握着庞大的数据，比如淘宝这样的公司，每天用户产生的数据可以达到TB级别，分析处理这些数据，往往需要构建大型的服务器集群，集群内部的服务器需要采用相同的硬件架构，安装相同的软件，构建起来很不容易，往往需要几个月时间。 采用云计算技术，用一条命令，就可以创建出100台同架构，安装好同样软件的服务器。

· 系统监控和备份：以前数据中心中的服务器，可能采用各自不同的软硬件架构，系统监控和数据备份非常困难。采用虚拟化和云计算技术，服务都运行在虚拟机中，虚拟机可以预装监控和备份的agent, 方便地进行监控和备份，无需用户参与。

对比传统的IT架构，云计算具备以下的优势：

· 降低成本：以前搭建一套新的IT系统，比如新的HR或财务系统，需要采购全套的服务器，网络和存储设备。如果企业有云平台，就可以直接在云平台上创建一台虚拟服务器来运行新的系统，节约了采购成本。

 · 扩展性好：以前IT系统升级很麻烦，所以IT部门在做预算的时候，一般会按容量的上限采购，造成巨大的浪费。通过云计算，可以做到按需申请资源，给虚拟机增加CPU、内存非常简单，只需重启一下虚拟机就可以了。

 · 简化部署和运维：以前搭建一套新系统，需要采购整套服务器、存储和网络设备，都到位、安装部署好，可能会花一两个月的时间，现在在云计算平台上创建一台虚拟服务器只需要几秒钟的时间。云平台同时提供一些运维监测工具，方便管理这些虚拟服务器。

4．公有云还是私有云

目前市场上出现了大批IaaS公有云服务提供商，像国外Amazon的AWS，微软的Azure云等。国内有阿里云，腾讯云等等。这些服务商拥有强大的技术实力和IT系统运维经验，能提供完善的IT技术服务。那是否医疗企业或医院不再需要建立自己的私有云，把服务全都转移到公有云上就可以了呢？由于以下几个原因，医疗私有云无法完全被共有云替代，还会存在很长一段时间。

· 数据安全：出于数据安全方面的考虑，不会轻易将关键系统放到公有云上去。比如：很难想象银行会把自己的客户数据放到阿里云服务器上。

· 性能：Ineternet网络带宽始终是一个瓶颈，无法和企业内部网络的带宽相比，当千兆以太网、甚至万兆以太网都开始普及的时候，ADSL带宽还停留在10MB的级别。大量的数据文件放到公有云上暂时还不可行。

· 已采购设备的利用：一般医疗企业和医院都已经为IT系统采购了大量的服务器、存储和网络设备，把这些投资弃之不用，重新购买公有云服务，也是不可取的。

5.仅有虚拟化是不够的

以VMware为代表的厂商推出虚拟化技术，可以在硬件服务器上创建虚拟机，将企业应用转移到虚拟机上，这样的虚拟化技术是否能够替代云计算呢？从下面表格可以看出，仅有企业虚拟化是不够的，企业内部IaaS私有云，并不是”另一个VMware”那样简单。

下一章我们将正式介绍基于医疗私有云构建的技术路线，多批评指正！

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