云计算资源需求分析和规划

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1、1.1.1.1 云计算资源需求分析与规划1.1.1.1.1 数据中心服务器部署基本要求本项目关键业务数据库、数据仓库采用物服务器独部署（集群 +同城双 活），应用和管类服务器采用虚拟机部署（同城双活） 。1.1.1.1.2 应用服务器采用虚拟化方案采用虚拟化技术是实现云计算的基础。通过为客户提供服务器整合和数控 制、业务连续性、测试/开发自动化、企业台式机管等解决方案，从而实现 低成本、提高响应速、实现停机、灾难快速恢复等系好处。通过虚拟架构 整合服务器，可以控制 x86 服务器的蔓延，在一台服务器上运多个操作系统和 应用，并使新的硬件支持的应用， 数据中心撤退旧的硬件。虚拟基础架构使企 业能

2、够通过提高效、增加灵活性和加快响应速而低 IT 成本。管一个虚 拟基础架构使 IT 能够快速将资源和业务需要连结起来，并对其进管。虚拟 基础架构可以使 x86 服务器的用从现在的 5-15%提高到 60-80%，并且在数十 秒的时间内完成新应用程序的资源调配，而需要几天时间。 请求响应时间也改 为以分钟计算。在维护上，可以实现停机硬件维护，需要等待维护窗口。Jifpsrwi：I /MM I VWM I VMM I服务器虚拟化是计算机资源逻辑组的过程，这种资源的新虚拟视图并受实 现，地位置或底层资源的物配置的限制。 这种逻辑视图对信息基础设施有深 远的影响。服务器虚拟化带夹的处：虚拟化技术可借助

3、信息基础设施好地提供服务，从而帮助客户节资。 与传统的物服务器部署方式相比，虚拟化所带来的一些优势包括： 能够迅速保存、复制和供应虚拟机，从而实现停机时间维护并支持全 新的“go live (实时化)方案； 动态共享服务器平台中的闲置资源，从而在消除烟囱式( stovepipe) 部署的同时，进一步提高性能和用；与此同时也能为应用提供一个 隔离性的操作环境； 可以实现高的技术标准化水平和通，从而低运营和维护成本； 可在虚拟服务器组件发生故障时进无缝故障换， 从而提高系统可用性； 低复杂性，从而改进逻辑和物灾难恢复。服务器虚拟化的软件平台选型原则 在服务器虚拟化的软件平台方面，主的软件提供商均提

4、供所有软件厂商 具有管 CPU、内存、网络和硬盘资源的能的服务器虚拟化软件，这些软件 同时支持 Windows 与 Linux 操作环境。目前，服务器虚拟化软件分为商用软件 和开源软件，这些软件提供对于服务器虚拟化硬件平台的支持， 然而之间存 在细微的差别。此外同的虚拟化软件的软件架构之间的差异较大， 同平台上 的虚拟机并能很好实现相互之间的兼容或迁移。在服务器虚拟化的软件平台选择中，应重点考虑以下几点： 系统稳定性和可扩展性 迁移的性，包括从物服务器向虚拟才Q的迁移 对于虚拟化硬件平台的支持 好的兼容性服务器虚拟化的硬件平台选型原则为服务器虚拟化选择适当的硬件平台正如选择适当的虚拟化软件一样

5、重要 为做出正确的选择，必须考虑到以下因素： 优越的性能：服务器虚拟化的主要目的是加充分的用资源。在单台 服务器上增加的工作负载需要高的系统性能， 以保持所需的服务等级 和应用响应时间。目前广泛采用的多核处器架构，以及对多核处器 架构提供支持以充分用其性能和能的系统， 可以进一步提高服务器 的性能和吞吐。在服务器性能需求方面，除要考虑在非虚拟化模式 下运工作负载所需的性能之外，还需要考虑运虚拟机（ VM）所需的 额外资源。硬件系统中的处器与芯片组所包含的硬件辅助特性，可以 在最大限低这一开销方面发挥作用。 能效与空间：在成本或物限制影响最终用户正常工作的能的情况下， 如，当成本超出预算，或功耗

6、要求超出可用资源时，功耗与散热问题 最为明显。当断扩展的 IT 占用空间导致数据中心或 IT 空间扩建时， 占地空间就会成为一个大问题。虚拟化与整合有助于减少硬件占地空间 和能源用。高能效的系统能够进一步低功耗要求，从而节能源 和低运营成本。 功耗要求较低和/或性能功耗比较高的系统可帮助 IT 人员有效控制能源和空间要求。总拥有成本（TCO） /投资回报（R0I）：断攀升的运营成本使资源与资 本从旨在推动创新和提高 IT 价值的计划中抽离出来。 使用虚拟化环 境将可以提高系统用，低功耗与散热要求，减少空间要求，简化 运营和低系统管要求。优化的平台特性：组件与系统厂商将断推出多种专为虚拟化而优化

7、的 特性。如，主的硬件厂商均为处器增添虚拟化能，也有针对大 I/O、网络处需求的平台虚拟化特性。这些能既能简化强大虚 拟化软件的设计，又能低在虚拟化环境中运应用通常所需的性能开 销。对于 EHRS 上的大文件处， I/O 虚拟化的优化可进一步提升信 息交换平台的处与扩展能。好的厂商协作：通过着眼于当前全业范围内的协作，我们将能够 好地解虚拟化的特征。鉴于虚拟化涉及多个层次上的软硬件组件，系 统厂商、操作系统与应用厂商以及虚拟化厂商需要携手合作，共同制定 出可的解决方案。目前，多家业合作伙伴正在全新平台上针对虚拟 化进优化。好的兼容性： 保持各代平台之间的兼容性是未来系统的一个重要特性。将 VM

8、 从一台服务器迁移到另一台服务器上需要考虑架构问题，这样 IT部门无需创建虚拟资源岛(islands of virtual resource)，但却可以 真正发挥出基础设施的最大灵活性。对虚拟机Q安全的考虑虚拟化使用户获得在效、 成本方面的显著收 , 以及在数据中心具环保、 灵活的扩展性和减少实施时间方面的附加价值。数据中心的虚拟系统面临许多与 物服务器相同的安全挑战，并且还有自身的一些特点，如果解决这些问题， 安全最终将抵消虚拟化的优势。尤其在虚拟化体系结构将从根本上改变关键业务 应用，包括设计、部署和管的情况下， 用户需要考虑哪种安全机制最适合保护 这些虚拟服务器。传统环境下的网络安全扑图

9、， 在网络出口处部署有防火墙，防毒墙，上网 为管等安全设备， 用来隔离内外网，过滤来自外网的恶意程序，规范内网用 户的上网为， 同时在 DMZ 区使用防火墙隔离，部署 IDS 监控对服务器的非法访 问为，在服务器上部署防病毒软件，保护核心服务器的安全运。根据传统的安全设计模型，需要在每个操作系统中安装防毒软件，在网络层 部署入防火墙、侵检测或入侵防御系统，但是在这种在传统方式下合的设计， 专业知识整理分享在虚拟环境下会面临一些新的问题：未激活的虚机，物理机下关闭计算机后CPU停止运行，网络关闭，理论上 不会有数据的交互 操作系统也就不存在被感染的可能 但是在虚拟环境下，CPU， 网络，底层的E

10、SX都在工作中，关闭的操作系统类似于物理环境下的一个应用程 序，尽管这个“应用程序”没有运行，但仍然有被病毒感染的可能；资源的冲突，防毒软件在启用预设扫描后，当到了指定时间，会同时进行文 件扫描的动作，这个时候防毒软件对CPU和内存的占用急剧增加，当系统资源被 耗尽的时候就会导致服务器down机；管理复杂度，由于虚拟化的便利性，系统管理员可以非常方便的根据模板生 成新的系统，这些新系统要打补丁，进行病毒代码的更新，也会增加安全管理的 复杂度；虚拟化环境的动态特性面临入侵检测/防御系统(IDS/IPS)的新挑战。基于 网络的IDS/IPS，也无法监测到同一台ESX服务器上的虚拟机之间的通讯；由于

11、虚 拟机能够迅速地恢复到之前的状态，利用VMware VMotion易于在物理服务器之 间移动，所以难以获得并维持整体一致的安全性。所以虚拟化已经使“网络边界去除”的挑战更加明显，虚拟化对于安全的需 求也更加迫切。安全虚拟机用 API 来访问关于每一虚拟机的特权状态信息，包括其内存、 状态和网络通信等。 因为在改虚拟网络配置的情况下， 服务器内部的全 部网络通信是可见的。包括防病毒、防火墙、IDS/IPS和系统完整性监控等在内的安全功能均可以应用于安全虚拟机中。1.1.1.1.3 数据库服务器性能需求分析区域卫生信息系统覆盖面广、业务极其复杂，各业务子系统之间交叉非常多， 因此很难通过搭建业务

12、模型通过压测试来进系统性能的分析， 所以，业内一 般采用“售前估算法 ，通常的做法是：选择应用系统中业务重要性、业务频繁 、 客户连接数最多、最具有代表性的一个业务进估算， 结合业内其他项目 的建设经验进综合评价，得出最终的主要设备性能需求。本项目中，我们选择“以EHR （居民电子健康记录）为基础的社区卫生信息 系统 作为我们评估数据中心核心数据库服务器性能的参考业务系统，售前估算 法主要涉及的要点见下表：通用和自主开发应用系统服务器性能估算公式U-最犬并龙（当前用户埶C用户融）Q-每个用户平均每秒提交址劳处連淸求啊fit个卷丿用户）j-平均处連毎个业劳婕请求舉要的时问（砂阶）毎年并发用户増低

13、車滋B -系绕的平均僵用计算资原率幣（60%） *N-系统设计性能覆盖年眼一每亍业劳处連请祠目当于|隹韦总：tfirniC/T SPECWebj-tSPE匚JB吕个* 按OLTP应用的单一事务性能=5仙个迴四般O3P应用的单一事务性能=1030个5殴专门敕橢仓库、囲系统需要专门曲叩工具：一瞬OLTP、OLAP应用的单一事势性龍=25个懸里（蜒；般OLTP、OLAP应用的单一事务性能=21Q5PECJBB；T-甘钟、秒比例系教（秒;分钟）寿要的业务处鯉1能（fenj.C）=UXQXJ x （Icas+G） WXTXS-S-B 中山市区域卫生信息系统网内注册用户估算为 3000 个，预计高峰并发访

14、 问数在1500 个左右；通过门户网站发起的业务申请用户估算为每天 2000 个，预计高峰并发访问数在 500 个左右；因此，估算公式中的 U 值为2000； 假设每个用户每秒提交业务处请求个数为 1 个，公式中的 Q 值； 平均处每个业务处请求所需要的时间应在1 秒左右，公式中的 J 值； 假设每并发用户增长暂时考虑为0 ，公式中的 G 值； 主机系统的平均使用计算资源建议超过40%（双机热备），公式中的B 值； 系统设计性能覆盖限为 5 左右，公式中的 N 值； 根据经验及对应用程序的分析，每个业务请求相当于 5-10 个 tpmC ，本 项目的主数据库服务器主要为OLTP （联机事务处）

15、应用；公式中的 S 丿亠 .值； 1分钟为60秒，公式中的T直； 由此得出 :UxQxJx（100%+G）NTxSmB，根据以上数直，得出本系统所需的主机TPCC性能要求为最低 1500000TPMC，最高 3000000 TPMC ；本方案以IBM Power 740小型机为，其3.6GHz的Power7 CPU的单核TPmC 值约为 100000，因此满足信息系统 5 应用的服务器主机 TPmC 总值需要配 32 核 Power7 3.6GHz CPU 。结合业务7x24小时能停顿的系统高稳定可靠要求，以及节约成本考虑，建议配置 2 台数据库服务器做集群，两个节点可同时提供数据库处，参照Oracle RAC技术特性，双机集群后，整体性能为单机服务器的1.5倍左右。综上所述，数据库主机系统的单机参考配置为：相当于 IBM Power7 16Core 3.6GHz CPU。数据库服务器内存需求分析如下：(1) 参照实际应用经验以及参考数据库的技术特性要求，信息系统数据库连接 数约为2000个，每个连接占用20M 内存，共计丄所需40G内存；(2)以3-5在线生成数据库数据将达到 500GB左右的规模估算，-般医院信 息系统的在线业务和查询业务在同一数据库执，按照使用经验来看大概有接近 5%的热点数据，因此数据缓存