XXX醫院網絡及機房改造方案

2014-10-12 21:39:00
admin
原創
3572
摘要:1、光纖改造——為保證LIS、PACS、電子病歷等應用系統的使用帶寬、高可靠、穩定性,我們需要將原有樓棟間的銅纜更換為光纜,實現光纖到樓棟;2、機房建設——為應用系統的部署建設一個符合國家標準及規范的信息機房——其位置位于門診大樓的四層;3、數據中心——為應用系統的部署建設一個高效、可靠的數據中心平臺;預計新增服務器2臺,同時為了保障高可用,需要新增一臺共享存儲;4、出口優化——對現有網絡出口優化,實施邊界防護,增加防火墻;5、終端擴容——對現有終端設備進行擴容,預計新增50臺PC機;6、從經費和工作難度出發考慮,我們建議在二期建設全院無線網絡覆蓋,但是要可以無縫擴展。多年以來,點線通一直秉承的是顧問式銷售模式,從不采用抄襲方案,所有方案均由公司資深售前工程師或網絡架構師與用戶溝通后進行設計和編寫。歡迎來電咨詢,獲取專業建議和為您定制的方案。

1. 背景及需求

1.1. 醫院現狀

1.1.1. 建筑物

經現場勘察,XXX醫院有門診、住院、康復中心三棟大樓,呈如下分布:


1.1.2. IT基礎設施

醫院新建之初,于每棟樓都有信息點的部署,整體網絡出口位于住院大樓一層的機房內,由運營商負責建設。

其余兩棟樓通過埋地的管道走網線到機房內完成內部互聯,并通過運營商提供的光纜和華為 MA5620交換機實現上網。


可以看出線纜比較混亂,也沒有專門的機柜等存放設備。

經過現場勘察,每棟樓內都設置有弱電井及樓層交換機,負責本樓層的網絡信息點接入。該部分由于建設時間較長,可能存在部分網絡點老化不通等問題。

全院沒有信息中心機房;也還沒有相應的應用服務器等。

1.1. 任務目標

經現場勘察和與院領導溝通,我們的出本次信息化網絡改造的基本目標如下:

1、               光纖改造——為保證 LISPACS、電子病歷等應用系統的使用帶寬、高可靠、穩定性,我們需要將原有樓棟間的銅纜更換為光纜,實現光纖到樓棟;

2、               機房建設——為應用系統的部署建設一個符合國家標準及規范的信息機房——其位置位于門診大樓的四層;

3、               數據中心——為應用系統的部署建設一個高效、可靠的數據中心平臺;預計新增服務器 2臺,同時為了保障高可用,需要新增一臺共享存儲;

4、               出口優化——對現有網絡出口優化,實施邊界防護,增加防火墻;

5、               終端擴容——對現有終端設備進行擴容,預計新增 50PC機;

6、               從經費和工作難度出發考慮,我們建議在二期建設全院無線網絡覆蓋,但是要可以無縫擴展。

2. 方案設計

2.1. 機房建設

2.1.1. 設計依據及標準規范

1.   《低壓配電設計規范》( GB 50054-95);

2.   《建筑防雷設計規范》( GB50057 -94);

3.   《計算站場地安全要求》( GB 9361-88);

4.   《計算機機房設計規范》( GB 50174-93);

5.   《計算機場地技術要求》( GB 2887-89);

6.   《民用建筑電氣設計規范》( JGYm -92);

7.   《高層民用建筑設計防火規范》( GB 500045-95);

8.   《計算機機房活動地板技術條件》( GB6650-86);

9.   《建筑裝飾工程施工及驗收規范》( JGJ 73-91);

10. 《電子計算機機房施工及驗收規范》( SJ/T30003);

11. 《計算機機房供配電系統設計要求》( ZY1997-99);

12. 《繼電保護和安全自動裝置技術規范》( DL400-91);

13. 《火災自動報警系統施工及驗收規范》( GB50166-92);

14. 《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》( GB50261-96)。

15. 《交流電氣裝置的過壓保護和絕緣配合》( DL /T620-1997);

16. 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》( GB50169-92)。

2.1.2. 設計思路

安裝數字化醫院建設要求,達到二級醫院機房水平,滿足三級醫院的預期標準;

計算機機房是各類信息的中樞,機房建設工程必須保證計算機系統設備能夠達到長期、安全、可靠運行,同時還為機房工作人員提供一個美觀、舒適的工作環境。為使機房工程的設計能夠滿足上述要求,對如下幾點進行著重考慮:

l       機房的裝修效果:要達到舒適宜人,簡潔明亮。

l       設計方案的完善性:機房工程一旦竣工,不宜再進行階段性翻新、改造。

l       機房設備和供配電器件的可靠性:全部采用符合國際標準的進口產品或國內優質標準的產品,技術性能和安裝工藝均應符合國家標準,以確保系統運行穩定。

l       工程的可擴展性:機房設計應具有較高的科技含量和超前意識,應考慮到今后設備所需的空間布局、空調及電力容量,能夠滿足今后業務發展的需要。

l       機房設計強調以安全可靠為準繩:有完善的不間斷供電系統、可靠的配電方案、功能齊全的設備環境、有效的防雷防過壓及接地保護措施。

人性化設計:強調以人為本,注重對工作人員的身心保護。在機房設計中 ,特別注重人、機工作場地的絕對分離等 ,專門劃分出大型、高尖端、現代化設備的工作場地 ,以滿足這些設備所需的特殊工作條件和工作環境要求,并做出相應的安全保護措施。

2.1.3. 機房現狀

經現場勘察,機房位于門診樓 4層,面積為 2.6米× 7.2=18.72 平方米。是一個矩形空辦公室,擺放了一些雜物和一個標準機柜,機柜內有一臺IBM服務器。

機房內只有最早大樓綜合布線預留的一個信息點;

只有普通照明用電,需要從院總配電房引入 64平方兩個回路,分別用于數據中心設備供電和空調供電。

2.1.4. 基本要求

2.1.4.1. 機房布置

機房的平面布置原則上應維護方便,布線距離短,合理利用機房面積,機架排列整齊美觀,便于今后發展,并與其他設備機架有一定業務區域劃分或隔離。

(效果展示,非設計圖)

(建議平面布置圖)

2.1.4.2. 環境要求

<1>溫度要求

為了使機房保持恒溫的環境,機房內需采用空調設備。設備對機房溫度的要求為:

夏季溫度: 23± 2℃;

冬季溫度: 20± 2℃;

溫度變化率≤ 5/1小時。

<2>濕度要求

為了使機房保持恒濕的環境,機房內需采用空調設備。設備對機房濕度的要求為:

夏季濕度: 55± 10%

冬季濕度: 55± 10%

<3>防塵要求

為了防止有害塵埃的侵入,保證網絡設備的正常運行和延長設備的使用周期,設備機防疫嚴密防塵。設備對機房潔凈度的要求為:

潔凈度粒度≥ 0.5μ m,個數≤ 18000/分米 3

<4> 照明要求

為了便于設備機房維護人員工作,機房應保持一天 24小時照明,并有良好的照明度。機房在距地面 0.8m處的照明度不應低于 250LX

<5>噪音要求

為避免噪音對人的身心健康和工作效率的影響,機房的噪音應小于 70dB

<6>電磁場干擾要求

機房內無線電干擾場強頻率在 0.15MHZ~100MHZ范圍內,不大于 120db,磁場干擾場強不大于 800A /M

<7>地線系統要求

地線系統是保證計算機穩定運行的重要條件,本工程的網絡設備要求接地電阻應小于或等于 1歐姆且零地電壓小于 1伏。各設備接地點應接在同一點上。

<8>內部裝飾要求

機房裝飾材料應符合 TJ16-74《建筑設計防火規范》中規定的難燃材料或非燃材料,應防潮,吸音,不起塵,抗靜電等。為方便敷設電纜線和電源線。機房的地面采用抗靜電活動地板。

<9>消防要求

機房應設置消防系統,包括滅火設備,煙霧報警裝置等。

<10>空間及結構要求

準備足夠數量的帶邊孔( 30cm× 20cm以上)的地板,以備設備走線。必須預留出足夠的空間擺放機柜,由于不同機柜中的設備間有各種信號電纜相連,機柜要求并排緊密擺放,機柜之間不留空間。在機柜前后要留出 1米左右的操作空間。

<11>電源開關要求

為每路供電設備提供相應數量和容量的空氣開關,將電纜引至設備所在位置的地板下面,并留足各引線的長度。

2.1.4.3. 裝修設計要求

A.  主機房室內裝飾應選用氣密性好、不起塵、易清潔,在溫、濕度變化作用下不易變形的材料,并應符合下列要求:

a)   墻壁和頂棚表面應平整,減少積灰面,并應避免眩光。如為抹灰時應符合高級抹灰的要求。

b)   應鋪設活動地板。活動地板應符合現行國家標準《計算機機房用活動地板技術條件》的要求。

c)   活動地板下的地面和四壁裝飾,采用水泥砂漿抹灰。地面材料平整、耐磨。當活動地板下的空間為靜壓箱時,四壁及地面均應選用不起塵、不易積灰、易于清潔的飾面材料。

SHAPE \* MERGEFORMAT

d)   吊頂宜選用不起塵的吸聲材料,如吊頂以上及作為敷設管線用時,其四壁應抹灰,樓板底面應清理干凈;當吊頂以上空間為靜壓箱時,則頂部和四壁均應抹灰,并進行防塵處理,其它管道的飾面,亦應選用不起塵的材料。

B.  工作間、第一類輔助房間的室內裝飾應選用不起塵、易清潔的材料。墻壁和頂棚表面應平整,減少積灰面。裝飾材料可根據需要采取防靜電措施。地面材料應平整、耐磨、易除塵。

C.  主機房和工作間的內門、觀察窗、管線穿墻等的接縫處,均應采取密封措施。

D.  電子計算機機房室內色調應淡雅柔和。

E.   當主機房和工作間設有外窗時,宜采用雙層金屬密閉窗,并避免陽光的直射。當采用鋁合金窗時,可采用單層密閉窗,但玻璃應為中空玻璃。

F.   當主機房內設有用水設備時,應采取有效的防止給排水漫溢和滲漏措施。

2.1.5. 建筑裝修設計

2.1.5.1. 地面

機房地面主要材料為活動地板,活動地板已成為現代化機房內必不可少的設施之一,利用它可在計算機房內組成一個地下空間的建筑結構。活動地板上用于安放各類計算機設備,活動地板下的空間則有強弱電橋架、銅排網及電氣管線,可用來敷設聯接設備的各種電源和信號管線;靜電地板上安裝地板彈簧插座作為機房設備用電使用;同時還可用作構成空調送風的靜壓箱,此外活動地板可迅速地安裝與拆卸、方便設備的布局與調整。上述地板具有重載重能力,不易變形。地板性能符合《計算機機房用活動地板技術要求》。所有支架由優質鋼材制成,保證地臺結構穩固、耐火。

2.1.5.2. 隔斷

機房內隔斷全選用全玻璃透明隔斷,選用 12mm透明鋼化玻璃,用國產優質不銹鋼做玻璃隔斷上、下的邊框。鋼化玻璃具有較強的剛性,破碎時不會傷人;玻璃還具有不起塵、易清潔、平整度好、隔音等特點,能保證機房潔凈度;具通透感強,便于工作人員觀察設備運行情況,并能給人一種大空間的感覺,美觀大方,裝飾效果好,并有利于緩解工作人員的疲勞。玻璃隔斷上下邊框采用 0.8不銹鋼板飾面;

如有可能機房設備區玻璃隔斷,玻璃采用銫鉀玻璃。

2.1.5.3. 吊頂

裝修材料需采用不起塵的吸聲材料,如吊頂以上僅作為敷設管線用時,其四壁需抹灰,樓板底面應清理干凈;當吊頂以上空間為靜壓箱時,則頂部和四壁均需抹灰,并刷不易脫落的涂料,其管道的飾面,選用不起塵的材料。

對計算機房內的吊頂裝修具有以下作用:

l       布置通風管道及新風機、排風機等設備

l       安裝固定照明燈具及走線

l       安裝各類門禁、監控、通訊線路

l       安裝固定火災自動報警系統探測器

l       安裝固定火災自動滅火系統管道

l       增強計算機房內的保溫效果

l       增強計算機房內的潔凈度要求,防止灰塵下落

l       也有許多情況利用天花內空間作為回風用

在選材時要考慮重量輕、防火、吸音、保溫隔熱等要求,還要考慮吊頂及整個室內的裝飾藝術效果和施工裝卸的要求。

在本次整體機房方案中一般采用格柵燈盤照明,所以多采用 600× 600mm微孔鋁天花方板,配以 600× 600mm 3X18W熒光燈盤,主機房安裝高度達到 2300± 10mm

根據規范要求,以保證機房的潔凈度,鋁合金微孔天花內所有原頂面、吊頂內墻面及柱面均應涂防銹漆封閉水泥毛孔防塵處理。吊頂板上部空間可作為敷設電氣管線、鋪設網絡線槽、通信線路及消防感應探頭用。吊頂板內的管線較多,此種吊頂板能夠很方便地拆卸和恢復,便于今后檢修和增加線纜等。

2.1.6. 電氣部分

2.1.6.1. 供配電系統

計算機機房的供配電系統是一個綜合性供配電系統,在這個系統中不僅要解決計算機設備的用電問題,還要解決其它設備的用電問題。一般而言,在計算機等主要設備選定之后,計算機機房的供配電系統就可以確定了。

由于計算機設備的種類不同,型號不同,對供配電系統的要求也不同。大、中型計算機供配電雖然簡單但也有供配電的要求。由于計算機設備不同于一般用電設備,一個完整、良好的計算機供電系統是保證計算機主機設備,場地設備及輔助用電設備安全運行的先決條件。

計算機機房提供電能質量好壞,將直接影響計算機系統正常、可靠運行;也影響機房內其它附屬設備的正常運行。這種影響主要來自市電電網的電壓、電流、頻率的變化以及供電質量。如果電網擾動時間較長,則整個計算機就很可能停機。

由此可見,機房供配電系統提供電能的質量對計算機及其附屬設備的正常工作是非常重要的。為了確保計算機的可靠運行,在計算機機房建設中必須建立起良好的供配電系統。

本方案在機房供配電系統的設計時,嚴格遵照國家標準《計算機場地技術條件》( GB2887-89)。國家標準《計算機場地技術條件》( GB2887-89)中對機房供配電要求如下:

2  頻率: 50Hz

2  電壓: 380/220V

2  相數:三相五線制 /三相四線制 /單相三線制。

計算機機房供電各參數允許變化范圍如表 45所示。

計算機機房供電各參數允許變化范圍表

        級別

項目

A

B

C

電壓變化( %

-5 +5

-10 +7

-15 +10

周波變化( Hz

-0.2 +0.2

-0.5 +0.5

-1 +1

機房內用電負荷按設備性質可分為計算機負荷和非計算機負荷,其中計算機負荷包括機房內所有計算機設備。由于機房配供電設備直接關系到計算機設備、網絡設備、通訊設備、機房其他用電設備以及工作人員的正常工作和人身安全,所以要求配電系統安全可靠,因此該配電系統按照一級負荷考慮進行設計。機房用電設備用電容量估算如表 46所示。

中心機房機房用電設備用電容量估算表

序號

設備名稱

用電量( w

1

網絡設備

1500

2

計算機設備

4000

3

空調設備(如無中央空調)

3000

4

其他設備

3000

IDF間用電設備用電容量估算表

序號

設備名稱

用電量( w

1

網絡設備

900

3

空調設備

1500

4

其他設備

2000

本方案設計根據大樓供電的實際情況,為盡量減小非計算機負荷對計算機負荷的影響,保證計算機負荷供電電源的可靠性和電能質量,本方案設計采取由大樓總配電室提供一路獨立的常規電源,分為兩路:一路至室內空調、照明等用;一路經 UPS至空氣開關,供機房內所有計算機設備用。一旦市電停電后, UPS的后備電池立即放電,經 UPS逆變后給計算機設備供電,這樣即能保證計算機設備的供電質量,又能保證無間斷、長延時供電。

采用三相五線制 220V供電形式。零、地分開,充分保證供電的安全性和可靠性。

此次設計選用空氣開關,便于工作人員操作及檢修維護,減少一些不必要的人為操作失誤,保證供電的可靠性和靈活性。

機房內配電系統采用放射式(如重要設備)和樹干式(如次要設備)相結合,既滿足機房對供電的要求,又可節省投資。計算機設備采用均勻分布在活動地板上的彈起式插座供電,隨用隨插,方便靈活。網絡設備則經過機柜的萬用插座與配電系統直接引出的插座聯接,盡量減少地板面上走線,保持了機房內的整潔又保證了計算機設備的供電可靠性。

機房內所有計算機設備的電源線均采用優質專用屏蔽銅芯電纜,防止外界的電磁干擾,保證計算機設備供電電源的電能質量。空調、等動力設備采用優質銅芯電纜直接供電;其他如照明、墻面插座、地面彈起式插座等均采用 BVR導線穿鍍鋅電線管的方式。

根據機房設備的預估,我們建議配置部署一套 6KVA+2小時延時的 UPS系統。

2.1.6.2. 機房接地

在機房內,本方案設計配電系統交流工作地、安全保護地、防雷保護地等 3種接地形式。本方案考慮為機房配電系統的交流工作地、安全保護地采用建筑物本體綜合接地(其電阻小于 4Ω)。防雷接地由建筑物本體防雷設計考慮,機房區不再單獨設計防雷接地。

根據建筑物接地和接線要求的規定,接地系統包括接地線、接地母線(層接地端子)、接地干線、主接地母線(總接地端子)、接地引入線、接地體六部分。

1、接地線

接地線是指 綜合布線系統各種設備與接地母線之間的連線,所有接地線均為銅質絕緣導線,其截面應不小于 4mm 2。當采用屏蔽電纜布線連至每層的配線柜時,若綜合布線的電纜采用穿鋼管或金屬線槽敷設時,鋼管或金屬線槽應保持連續的電氣連接,并在兩端具有良好的接地。

2、接地母線

接地母線是水平布線子系統接地線的公用中心連接點。

配線柜應與接地母線相焊接;與接地母線同一配線間的所有綜合布線用的金屬橋架及接地干線均與該接地母線相焊接。接地母線應為銅母線,其最小尺寸為 6mm x50mm,長度視工程實際需要來確定。接地母線應盡量采用電鍍錫以減小接觸電阻,如不是電鍍,則在將導線固定到母線之前,須對母線進行清理。

3、接地干線

接地干線指由總接地母線引出,連接所有接地母線的接地導線。

在進行接地干線的設計、施工時,需充分考慮建筑物的結構、大小以及綜合布線的路由與空間配置,并與綜合布線電纜干線的敷設相協調。接地干線應安裝在不受物理和機械損傷的保護處,建筑物內的水管及金屬電纜屏蔽層不能作為接地干線使用。接地干線應為絕緣銅芯導線,最小截面應不小于 16mm 2,樓層配線間應單獨用接地干線接至主接地母線。

4、主接地母線

根據建筑物特點,本布線工程設有一個主接地母線。主接地母線作為綜合布線接地系統中接地干線及設備接地線的轉接點,其理想位置設于中心機房。主接地母線應布置在直線路徑上,同時考慮從保護器到主接地母線的焊接導線不宜過長。接地引入線、接地干線、設備集裝架接地線、外線引入間的所有接地線,與主接地母線處在同一配線間的所有綜合布線用的金屬橋架,均與主接地母線有良好的焊接。當外線引入電纜配有屏蔽或穿金屬保護管時,此屏蔽和金屬管應焊接至主接地母線。主接地母線應采用銅母線,其最小截面尺寸為 6mm x100mm,長度可視工程實際需要而定。和接地母線相同,主接地母線也應盡量采用電鍍錫以減小接觸電阻。如不是電鍍,則主接地母線在固定到導線前必須進行清理。

5、接地引入線

接地引入線指主接地母線與接地體之間的接地連接線,采用 50mm x50mm的鍍鋅扁鋼。接地引入線應作絕緣防腐處理,在其出土部位應有防機械損傷措施,且不宜與暖氣管道同溝布放。

6、接地體

接地體分自然接地體和人工接地體兩種。當綜合布線采用單獨接地系統時,接地體一般采用人工接地體,并應滿足以下條件:

l       距離工頻低壓交流供電系統的接地體不宜小于 10m

l       距離建筑物防雷系統的接地體不應小于 20m

l       接地電阻不應大于

當綜合布線采用聯合接地系統時,接地體一般利用建筑物基礎內鋼筋網作為自然接地體,其接地電阻應小于 1Ω。在實際應用中通常采用聯合接地系統,這是因為與前者相比,聯合接地方式具有以下幾個顯著的優點:

當建筑物遭受雷擊時,樓層內各點電位分布比較均勻,工作人員及設備的安全能得到較好的保障。同時,大樓的框架結構對中波電磁場能提供 1040dB的屏蔽效果。

另外,容易獲得較小的接地電阻,并可以節約金屬材料,占地少。

2.1.6.3. 防雷

防雷器

保護水平

防雷器安裝等級

B 級電源防雷器

4KV

C 級電源防雷器

2.5KV

D 級電源防雷器

1.5KV

B級防雷器一般采用具有較大通流量的防雷器 ,可以將較大的雷電流泄放入地 ,達到限流的目的 ,同時將過電壓減小到一定的程度。

CD級防雷器采用具有較低殘壓的防雷器,可以將線路中剩余的雷電流泄放入地,達到限壓的效果,使過電壓減小到設備能承受的水平。

防雷系統設計的內部防雷方案,分為三部份,即電源防雷、信號防雷、等電位接地。

電源防雷分為三級,即:

a)   在總進線電源開關前(機房電源總進線),作為電源系統第一級防雷,對雷電脈沖電流進行初級泄放,共 1臺;

b)   UPS輸入端和精密空調的輸入端,作為電源系統第二級防雷,對雷電脈沖電流進行二級泄放,共 1臺;

c)   在重要設備前端(如:小型機、服務器、光端機等)前裝設防雷插座,對浪涌過電壓進一步進行抑制。

2.1.6.4. 插座

計算機機房內用電插座一般分為兩大類,即計算機設備專用插座和機房輔助設備用電插座。機房各工作間備用插座屬于機房輔助用電插座。

1       計算機設備專用插座在機房內專供計算機設備用電的插座為計算機設備用電插座,這些插座上電能來自 UPS電源的輸出配電柜。這部分插座,在正常使用時,不允許接一般電氣設備。

2       機房輔助設備用電插座一般分為兩種,即機房輔助設備專用插座和一般備用插座。機房輔助設備專用插座,應專供規定設備使用,一般也不接其它設備使用;一般備用插座,采用組合型插座盒,既有 2孔插座,也有 3孔插座,總容量為 10A2孔插座接相(火)線和零線, 3孔插座接相(火)線、零線和地線。接線方式為左零右火(相)。

本次工程將插座設計在機柜內,用專業 PDU

2.1.6.5. 照明

照明系統是計算機機房建設中不可缺少的部分。計算機機房的照明系統既不同于一般工廠的照明,也不同于一般辦公室、會議室和家庭的照明。計算機機房的照明,除一般照明應具有的性能外,還有自己特殊的要求。特別是有些計算機機房采用全封閉式結構,機房內只能采用人工光源而無自然光源。在這種情況下,機房照明系統的好環,就顯得格外重要了。機房照明質量好環,不僅影響計算機操作人員和維修人員的工作效率和身心健康,而且還會影響計算機的可靠運轉。

由于計算機工業的高速發展,計算機的構造越來越精細,這樣就給計算機工作人員在工作中帶來許多困難。因此,對機房內照度的要求較高。我國《電子計算機機房設計規范》中規定:

主機房的平均照度可按 200300500Lx取值;

基本工作間、第一類輔助房間的平均照度可按 100150200Lx取值。

工作區內一般照明的均勻度不宜小于 0.7

電子計算機機房應設置疏散照明和安全出口標志燈,其照度不應小于 0.5Lx。事故照明不應低于 5Lx

機房的照明主要有兩種:一種是自然照明,取決于外界天體的自然光源(太陽);一種是人工照明,主要是機房內的各種照明設備。

在計算機機房內對照明的總要求是:光線柔和,適合人體的生理需要,不能因光源產生干擾而影響計算機的干擾。

計算機機房內照明的質量包括:合理的照度、眩光、光的顏色、光效陰影以及照明燈具產生的電磁波對計算機的干擾。

本次方案設計中全部采用嵌入式啞光格柵燈,此種燈具結構輕巧、堅固,能很好與天花板實現無縫安裝,美觀大方,照度均勻,無眩光,光線柔和。

2.1.6.6. 空調系統

計算機設備對溫度有一定的要求,所以我們需要在機房設計部署一套空調系統,考慮到機房面積與制冷量的關系,建議部署一臺 2P掛機——可以由業主方自行購買。

2.2. 數據中心及終端擴容

2.2.1. 面臨的問題

根據數字化醫院二級要求,預計本次醫院要實施部署基礎 HIS、院長決策支持、電子病歷評估等管理信息系統;門診醫生工作站、住院醫生工作站、護士工作站、 LISPACS系統等臨床業務系統;辯證論治、針灸康復、治未病等中醫特色診療系統平臺,未來可以滿足約 8-10個應用系統運行的需要。

根據以上要求,預計需要 4-6臺應用服務器,本次增加 2臺服務器,以保證臨床業務系統、中醫特色診療的需要。

涉及到三個特色科室數字化系統的建設,在科室中增加 30-50臺終端(可在軟件項目中實施)。

采用傳統方式來建設數據中心面臨以下問題:

2.2.1.1. 服務器利用率低

機房內運行的大部分機器的利用率都非常低,由于一臺服務器只能有一個操作系統,受系統和軟件開發平臺的限制, CPU、內存、硬盤空間的資源利用率不超過 15%,大量的系統資源被閑置。

2.2.1.2. 可管理性差

首先是可用性低,幾乎每個應用服務器都是單機,如果哪臺服務器出現故障,相對應的業務也將中斷。其次是系統維護、升級和擴容時需要停機進行,也將造成應用中斷,其中包括一些重要業務系統,一旦中斷服務影響很大。

2.2.1.3. 兼容性差

系統和應用遷移到其他服務器,需要和舊系統兼容的系統。新的軟件包括操作系統和應用軟件無法運行在老的硬件平臺,而老的代碼有時候也很難移植到新的硬件平臺上。例如:由于各種資源數據庫不同公司分別開發,需要的運行的軟硬平臺很多時候不能保證兼容。為節省時間、物力和保持系統部署的順利,只能用增加服務器單獨部署的方法來解決。

2.2.1.4. 維護困難

隨著應用的不斷增加,服務器數量也跟著增加,每年要支出高額購置費用不說,還有一半服務器已經過保修期,部件逐漸進入老化期,維護、維修預算費用也逐年增加。

2.2.1.5. 無法保證高可靠性

由于每臺服務器都是單機運行,如果需要保證 HA高可靠性,必須依靠第三方軟件,成本投入高,并且維護也很困難,對用戶的技術水平要求非常高。

這是傳統的數據中心建設模式的縱向結構所造成的。由于傳統服務器的硬件和操作系統的綁定,使得服務器之間無法復用計算資源,只能通過為不同業務單元分別堆加服務器來滿足業務要求,隨著企業規模發展,顯然傳統模式的數據中心無法在快速響應和節省成本之間找到平衡點。

虛擬化技術的出現解決了這些矛盾,服務器虛擬化使得操作系統不再直接安裝在硬件上,業務服務器成為邏輯服務器概念,形成了邏輯層和物理層分離的橫向結構,不僅可以方便地復用硬件資源,管理效率也大大提高。同時 Citrix結合服務器虛擬化、應用虛擬化和流技術,提出了新一代動態數據中心的建設模式,能夠根據不同業務模塊的資源消耗,自動地分配硬件資源,從而最大限度滿足企業級數據中心的高效率、高性價比和自動化管理等要求。

2.2.2. 設計思路

通過 Citrix服務器虛擬化技術可以直接解決如上問題,通過構筑新一代動態數據中心,可以給 XXX醫院帶來的直接收益包括:

l       減少硬件投資:由于服務器虛擬化使得多操作系統可以共用硬件,直接導致服務器數量大大減少,虛擬化前后的服務器數量對比保守估計為 7:1,可以大大節省購買服務器的投入;其次由于存儲的共享性提高,對存儲設備的投資也大大節省;再加上服務器和存儲減少帶來的機房空間的節省、網絡設備簡化等等,可以看到服務器虛擬化直接給硬件投資帶來了比較大的節省。

l       降低運行成本:硬件的減少降低了硬件的維護和服務費用,并且帶來了

l       運營費用的降低,包括:機柜空間、電力消耗、制冷費用等等。簡化數據中心管理、提高響應能力:數據中心的管理從原來的縱向分割式的多線管理變成了橫向統一管理,硬件人員專注于總體計算負載能力,軟件人員專注于業務邏輯服務器,服務器的使用和分配更加方便;采用動態數據中心技術后,為邏輯服務器分配計算能力的工作可以自動化完成,大大提高了企業數據中心的響應能力。

l       提高業務連續性和災備能力:采用服務器虛擬化技術可以大大提高服務器的業務連續性和災難備份能力,企業不用再因為服務器維護而終止業務運行,所有的服務器之間都具備了在線備份能力;數據集中管理更加安全,異地災備也變得更加實時和方便。

總的來看,虛擬化技術使得 XXX醫院資源的利用更加高效,管理手段更加靈活,數據中心更加智能和強壯,降低總擁有成本,帶來投資收益最大化。

2.2.3. 應用的要求

根據數字化醫院二級要求,預計本次醫院要實施部署基礎 HIS、院長決策支持、電子病歷評估等管理信息系統;門診醫生工作站、住院醫生工作站、護士工作站、 LISPACS系統等臨床業務系統;辯證論治、針灸康復、治未病等中醫特色診療系統平臺,未來可以滿足約 8-10個應用系統運行的需要。

根據以上要求,預計需要 4-6臺應用服務器,本次增加 2臺服務器,以保證臨床業務系統、中醫特色診療的需要。

涉及到三個特色科室數字化系統的建設,在科室中增加 30-50臺終端(可在軟件項目中實施)。

2.2.4. 方案設計

2.2.4.1. 概述

針對上面我們碰到的各種問題,經過分析和調研,我們認為在服務器平臺前期建設已經投入了大量的人力、財力,既要充分利用現有的服務器等資源,又要考慮到系統整合后的可擴展性,適合未來技術發展的趨勢,以此來實現對服務器的 (包括應用程序平臺 )整合。要解決好以上四個方面面臨的問題,采用虛擬化技術來進行服務器資源的整合是一條捷徑。

簡單的說,服務器的虛擬化就是在一個物理服務器上獨立并行運行具有不同操作系統的虛擬機,而每個虛擬機都獨立擁有一套虛擬硬件 (例如 RAMCPU、網卡等 ),進一步說,虛擬化對傳統的實體機而言,有三個方面突破了傳統的模式:

第一,它是一個抽象層,它將物理硬件與操作系統分開,從而提供更高的 IT 資源利用率和靈活性。

第二,虛擬化允許具有不同操作系統的多個虛擬機在同一實體機上獨立并行運行。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件 (例如 RAMCPU、網卡等 ),可以在這些硬件中加載操作系統和應用程序。無論實際采用了什么物理硬件組件,操作系統都將它們視為一組一致標準化的硬件。

第三,虛擬機封裝在文件中,因此可以快速對其進行保存、復制和部署。可在幾秒鐘內將整個系統 (完全配置的應用程序、操作系統、 BIOS 和虛擬硬件 )從一臺物理服務器移至另一臺物理服務器,以實現零停機維護和連續的工作負載整合。

同時,由于通過虛擬化整合后,在一臺物理機中并行運行多個虛擬機,一旦物理機出現故障,必然會同時造成多個業務的中斷,因此必須要加強物理機的可靠性,保證業務能夠持續不斷的運行。

2.2.4.2. 服務器配置

資源池中 2臺服務器的推薦配置如下:

資源類型

配置要求

備注

CPU

四核 E5-2403

64 位并支持 Intel VT AMD-V 技術

內存

標配 8GB ,可擴展到 256GB 以上

XenServer 消耗 2GB 左右,剩余 6GB 分配給虛擬服務器使用

網卡

3 1Gigabit/Full-Duplex

1 塊用于 XenCenter 管理

1 塊用于存儲網絡或虛擬機業務

1 塊用于虛擬機提供的對外服務

硬盤

3 1TB SAS 硬盤,含陣列控制器

RAID5 數據冗余

具體配置型號見產品清單

2.2.4.3. 軟件配置

本方案中的服務器虛擬化環境需要支持資源池( Resource Pool)、在線遷移( XenMotion)、高可用性( HA)等高級功能。

2.2.4.4. 管理設計

XenServer針對 Windows平臺的物理機,提供了專用于 P2V的工具 XenConvert,具體的使用方法可以參考 XenConvert的使用手冊。

針對 Linux平臺的物理機,安裝光盤中已經附帶了 P2V的轉換工具,使用更加簡單。

XenServer資源池中的 MetaData會在各個服務器之間同步,不需要獨立的控制管理中心,這樣的架構防止了單點失敗。缺省情況下 XenCenter和資源池中的主控服務器連接, XenCenter可以安裝在常見 Windows客戶端操作系統中,通過物理服務器的管理 IP地址和 XenServer通訊。

XenCenter中常見的配置還包括:

?  Tags. Tags可以對虛擬機定制自定義關鍵字,建議設置虛擬機的功能、物理位置、歸屬部門等,這樣在 XenCenter中可以快速定位并查詢這些相似類型的虛擬服務器。

?  Searching. XenCenter內置的查詢控制塊可以快速定位各種資源,例如所有安裝了 Windows操作系統的的虛擬服務器。

?  Monitoring server performance. 提供對 XenServer服務器本身和每個虛擬服務器的 CPU、內存、磁盤吞吐量和網絡吞吐量的實時監控,時間跨度可以從 15分鐘到整年。

?  System Alerts 建議配置多種類型的系統報警,包括系統性能報警、 HA狀態報警等,并設置通過 Email通知系統管理員。

2.2.4.5. 業務連續性設計

1、高可用 HA方案

XenServerHA功能可以通過 XenCenter的圖形界面提供,當 Enable HA時向導會自動啟動,執行過程中系統會計算當前資源池的空閑資源是否可以支持 HA的功能。

為了保證最重要的服務器能夠始終獲得 HA所需要的資源,建議將 2臺虛擬服務器進行分類,最重要的部分設置為“ Protect”級別,剩余的服務器設置為“ Restart if Possible”級別。

2、災難恢復 DR方案

XenServer 6.5的災備方案主要借助后臺存儲的災備功能,生產環境之外定期將存儲中的 MetaData備份和所有虛擬機鏡像文件 VDI復制到遠程的備份環境中,如果存儲支持 Snapshot功能也可以充分利用以簡化和加快備份恢復速度。當生產環境出現故障時,可以快速將災備環境中的存儲掛接在新的 XenServer資源池中,盡量縮短離線時間。

元數據 MetaData的備份和恢復操作非常簡單,可以直接在 XenServer本地控制臺中執行,如下圖所示:

 

2.3. 數據網基礎平臺

本次項目建設需要提高 XXX醫院的整體網絡效率和安全性,以保證后期軟件使用的高可靠和穩定。

2.3.1. 網絡結構

根據網絡設計的原則,一般來講我們將網絡分為接入、匯聚、核心三層結構。其中接入層實現對

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