医疗行业解决方案

        1.背景
        在医疗信息系统中,一般都采用三层C/S/S结构的HIS软件。HIS软件一般采用微软COM+技术实现,由于中间层负责所有HIS程序的运转,所以该系统程序要求中间层服务器的CPU运算率。由于医院的客户端上百台,日门诊量达到上百、上千人次,应用期间不能有任何停机或硬件故障状况发生,因此要求中间层服务器在性能,冗余性,扩充性等方面达到更高的水平;为了提供整个系统的可用性,必须保证中间件服务器能为整个HIS系统提供持续的计算能力,满足现有的应用并在将来能够在线扩充中间层服务器;要求中间层可以使用不同型号或者配置不同的服务器,以满足将来中间层的扩充。
        2.方案设计
        2.1网络拓扑图
 
        2.2方案设计描述
        分析HIS三层系统应用的特性,原来上百台客户端的大部分计算任务都将转移到中间件服务器上,中间件服务器的性能直接决定整个系统的性能和响应速度;根据负载均衡的特点,可以将上百台客户端的全部任务按照最优均衡算法分配到多台中间层服务器上,减少中间层服务器的压力,提高中间层服务器群的性能。
        本方案设计采用信诺瑞得公司的WiseGrid负载均衡两台,完成对后台COM+中间件服务器负载均衡。WiseGrid采用多种灵活的负载均衡算法来满足COM+中间件在实际运行中的需要,保证既充分利用集群中每台服务器资源,也可以保证提供高可用性服务。
        3.关键技术
        3.1全面地流量管理
        WiseGrid慧敏应用交付网关提供全面的流量负载管理机制,包括轮询、加权轮询、最少连接、加权最少连接、源地址哈希、URL哈希、最小延迟、不排队调度等负载均衡算法。这些方法用于以整体方式跟踪服务器的动态性能,保证系统始终选择最佳的计算资源,以提高应用系统的性能,并增加业务规模。
        3.2完善的健康检查技术
        WiseGrid能够进行不同OSI层面的健康检查。
        在Layer 2健康检查涉及到用来对给定的IP地址寻找MAC地址的地址分辨协议(ARP)请求。因为WiseGrid设置了真实服务器的IP地址,它会发送针对每一个真实服务器的IP地址的ARP请求以找到相应的MAC地址,服务器会响应这个ARP请求,除非它已经停机。
        在Layer 3健康检查涉及到对真实服务器发送”ping”命令。“ping”是常用的程序来确认一个IP地址是否在网络中存在,或者用来确认主机是否正常工作。
        在Layer 4,WISEGRID会试图联接到一个特定应用在运行的TCP或UDP端口。举例来说,如果VSERVER是被绑定在端口80做Web应用的话,WISEGRID试图建立一个联接到真实服务器的80端口。WISEGRID发送一个TCPSYN请求包到每个真实服务器的80端口,并检查回应的TCP SYN ACK数据包是否收到,如果哪一个没有收到,WISEGRID就确认那台服务器不能正常提供服务,WiseGrid单独针对服务器的每个应用端口做健康检查并单独做关于其服务器的诊断结果是非常重要的。
        在Layer 7层实现HTTP内容检查
        HTTP内容检查是一种非常复杂的服务检查,主要用于确认应用程序能否对请求返回对应的数据。如果一个应用对该服务检查做出响应并返回对应的数据,则WISEGRID控制器将该服务器标识为工作良好。如果服务器不能返回相应的数据,则将该服务器标识为宕机。宕机一旦修复,WISEGRID就会自动查证应用已能对客户请求做出正确响应并恢复向该服务器传送。该功能使WISEGRID可以将保护延伸到后端应用如Web内容及数据库。
        用户可以定义发送和接收的字串,发送字串是指发送到一个服务器的请求命令,例如:“GET/”字串发送到一个HTTP服务器。
        通过WiseGrid灵活自定义方式的HTTP内容健康检查方式,用户可以检查常见的应用如HTTP、SMTP、POP3等。更可自行编写脚本,实现更加复杂的健康检查方式,全面的检测后台服务器的运行状态,保证系统运行的高效,可靠。
        3.3丰富的负载均算法
        WiseGrid是一台对流量和内容进行管理分配的设备。它提供多种种灵活的算法将数据流有效地转发到它所连接的服务器群。而面对用户,只是一台虚拟服务器。用户此时只须记住一台服务器,即虚拟服务器。但他们的数据流却被WISEGRID灵活地均衡到所有的服务器。
        算法包括:
        轮询调度:顺序循环将请求一次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第2第7层的故障,WISEGRID就把其从顺序循环队列中拿出,不参加下一次的轮询,直到其恢复正常。
        加权轮询调度:给每个服务器分配一个加权值为比例,根椐这个比例,把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第2到第7层的故障,WiseGrid就把其从服务器队列中拿出,不参加下一次的用户请求的分配,直到其恢复正常。
        最少连接调度:传递新的连接给那些进行最少连接处理的服务器。当其中某个服务器发生第2到第7层的故障,WiseGrid就把其从服务器队列中拿出,不参加下一次的用户请求的分配,直到其恢复正常。
        加权最少链接调度:在这种算法下,具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。负载均衡服务器可以自动问询实际服务器的负载情况,并动态地调整其权值。
        3.4多协议的应用加速
        WiseGrid慧敏应用交付网关在设计时重点考虑到Web应用,为基于Web的应用提供全面优化加速服务,使Web应用性能至少提升5-10倍。
        TCP连接复用
        TCP连接复用使WiseGrid能够将大量的客户连接复用到WiseGrid与服务器之间的少量连接上,极大地缓解后端服务器在TCP连接管理维护的负担,节省下来的系统开销可以集中执行核心任务-即HTTP内容服务。
        自适应压缩
        WiseGrid慧敏应用交付网关使用基于标准的Deflate和GZIP算法来压缩所有的Web应用流,从标准的HTTP对象直到Microsoft Office文档和XML内容,以加速为所有的本地、远程和移动用户提供基于Web的应用。
        智能缓存
        WiseGrid慧敏应用交付网关基于内存(DRAM)和硬盘,实现对Http对象进行缓存,可确保系统快速响应频繁被请求的对象,而服务器不会再为这类的请求花费开销,为其他HTTP进程服务节省了宝贵系统资源。
        SSL加速
        WiseGrid慧敏应用交付网关集成了硬件的SSL加速功能来处理SSL流量,将这种计算密集型应用的处理留在应用交付网关上完成,有效卸载Web服务器原有的压力。
        Smart rules脚本技术进行灵活的应用交换控制
        WiseGrid慧敏应用交付网关提供了业界最全面的4-7层流量管理机制。除了利用成熟的负载均衡技术,确保流量按照最佳分配原则分发给后台服务器群之外,WiseGrid应用交换引擎还可以根据应用层内容,如HTTP的头信息、URL、Cookie或正文部分,结合智能策略控制引擎(Smart Rules)预设的应用控制策略,实现基于应用内容的智能应用交换。
        Smart Rules策略引擎是整个智能应用交换架构的核心,它为Web应用以及所有WiseGrid功能模块提供策略框架,通过图形化的策略配置工具Smart Builder轻松制定规则策略。

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