案例亮点

从采用vSphere到引入国产虚拟化(ELF),再到基于SmartX企业云平台构建全栈基础设施,华山医院稳步推进VMware替代与国产化转型。


创新性采用“业务分级-风险隔离-渐进替换”的迁移策略,降低虚拟机跨平台迁移风险。


相较原vSAN环境,SmartX超融合环境性能提升40%,设备利旧率达60%。


随着医疗信息化建设逐渐深入,复旦大学附属华山医院(以下简称“华山医院”)作为中国医疗领域的标杆机构,率先开启核心业务系统基础架构的全面升级。面对VMware被博通收购后的持续运营风险以及国产化政策要求,华山医院通过部署SmartX超融合解决方案,成功实现虚拟化平台的国产化替代,为后续三院区多数据中心架构演进奠定技术基础。



实践背景


1.医疗数字化转型的架构挑战


华山医院作为一家年门诊量超500万人次、床位数量超3300张的三甲医院,信息化系统面临高强度业务需求。其原有IT架构采用VMware vSphere+vSAN、VMware vSphere+Nutanix、vSphere+集中式存储等多种组合方案,承载HIS核心业务、电子病历、影像平台等关键业务。然而,随着医院业务规模的发展和技术架构的演进,现有IT基础设施正面临多重挑战:


  • 在技术自主性层面,VMware等国际厂商的订阅模式频繁变更,不仅带来成本波动,且存在潜在技术断供风险,核心业务连续性面临严峻考验;

  • 在运维管理层面,随着多院区的快速发展,虚拟化集群和混合云资源池的数量急剧增加。跨域、跨院区资源调度、统一监控及故障排查的复杂度呈指数级增长,运维团队需要应对异构环境带来的配置碎片化、版本差异化和跨平台兼容性等问题;

  • 在信创转型层面,医疗行业数字化升级,对信息技术应用创新提出明确要求。系统建设需满足国产化软硬件适配、数据主权保障及行业安全规范等刚性标准,既涉及从芯片到应用的全栈技术体系重构,也要求建立涵盖研发、部署、运维全周期的自主可控能力,满足数据安全、隐私保护及技术供应链安全的战略要求。



2.国产化替代方案选型标准


华山医院信息化建设进入国产化替换选型阶段,信息科基于业务连续性与技术自主可控的双重目标,明确新一代超融合架构必须具备保障迁移稳定性、高性能存储、统一运维管理、兼容信创生态的四大核心能力。在产品选型时,医院发现SmartX超融合能充分满足上述能力需求:


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解决方案与实施路径


1.VMware替换过程中的关键技术验证


在为期一个月的密集验证中,医院信息科联合SmartX技术团队模拟真实业务场景展开全栈POC测试,重点测试SmartX超融合的业务承载能力、迁移效率和运维管理能力:


  • 针对高并发业务承载能力,通过模拟高强度负载、故障等场景,验证超融合架构在12小时全链路压力测试下的存储IOPS波动率、延时、稳定性,均可满足关键业务连续运行需求。

  • 聚焦业务平滑迁移能力,借助SMTX迁移工具对VMware虚拟机实施跨平台平滑迁移,依托增量数据进行同步,验证了在15分钟左右可完成2TB虚拟机数据量的迁移,同时仅迁移实际写入的有效数据量。

  • 基于CloudTower管理平台构建智能化运维体系,验证对跨机房多集群进行统一管理运维,结合预设或自定义报警阈值方式自动触发存储、CPU、内存等资源不足告警,以及内置的磁盘亚健康检测等机制,确认CloudTower可以帮助医院提前预判潜在故障风险,实现运维团队从"被动救火"到"主动预防"的范式升级。



此次测试不仅验证了超融合架构对医疗核心业务的强承载能力,更通过迁移工具与运维平台的协同创新,为全院业务系统的平滑转型树立了技术信心。


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2.超融合架构设计与落地


最终,医院采用SMTX OS纯软方案构建了超融合集群,通过虚拟化、分布式存储、软件定义网络等组件的融合部署,在实现国产化替代的同时,推动基础架构升级,大幅提升基础架构能力与敏捷性,降低总体拥有成本。


硬件配置:浪潮NF5280M6服务器,配备Intel 5320处理器、NVMe+HDD混闪存储。

网络架构:10GbE双网卡冗余,Everoute分布式防火墙实现东西向流量管控。

数据保护:SmartX原生备份组件对接NAS存储,实现关键业务 RPO<15分钟,为防范勒索病毒等场景保驾护航。



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3.建设成果与业务价值


在华山医院业务系统国产化替代一期工程中,SmartX超融合方案采用全量迁移与增量迁移结合的策略,将首批国产化集群无缝对接原VMware环境,率先完成关键业务系统的负载迁移。在验证SmartX超融合架构对医疗业务的全栈承载能力的同时,为后续全院国产化替代奠定了可复用的技术范本。


  • 性能层面:较原vSAN性能提升40%,可有效支撑单日2w+门诊量的业务高峰;

  • 成本层面:通过软件定义架构避免传统虚拟化授权绑定,软件采购成本较VMware方案明显降低,同时可保证原有x86服务器、存储控制器等设备60%的利旧率。

  • 运维层面:基于CloudTower管理平台,实现跨计算、存储、网络资源的统一控制平面,通过拓扑视图实时透视超融合集群虚拟机的数据流拓扑,并为后续跨院区多个VMware集群的渐进式替换铺平道路。同时可通过统一管理平台对多个超融合集群进行模板、ISO镜像的统一下发,使多数据中心运维复杂度降低;在运维自治领域,当检测到SSD寿命衰减至某个阈值或节点心跳异常时,系统自动触发告警;当发生磁盘或节点故障时,自动触发数据重建或虚拟机HA等操作保障数据和业务的高可用,同时将传统运维中需人工介入数小时的磁盘更换、节点下线等操作可压缩至5分钟内完成。

  • 安全层面:SmartX超融合通过Everoute分布式防火墙对集群内业务虚拟机实现微隔离,同时基于动态标签体系构建“东-西向”流量零信任模型,在勒索病毒等攻防演练场景中可“一键隔离”受感染的虚拟机,减少病毒进行横向扩散的影响范围,从而为华山医院“等保”三级认证提供了可验证的技术支撑。



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国产化替换背景下的基础架构演进规划


1.小规模起步,分批次替代VMware


在医院基础设施转型规划过程中,华山医院采用"分步替换、双轨驱动、软硬协同"的实践路径,小规模、分批次以SmartX超融合逐步替代VMware:


  • 2024年试点阶段:医院率先对西院区原有vSphere集群实施"外科手术式"替换,先以SMTX OS集群与VMware环境双轨并行,后采用增量迁移技术,将业务平稳过渡至新建的SmartX超融合资源池。

  • 2025年扩展阶段:医院基于业务连续性分级模型,制定渐进式迁移路线图。计划将多台vSAN服务器进行硬件利旧改造,优先迁移使用年限较长的x86设备上承载的业务,再逐批迁移高可用架构保护的一般系统、核心系统。



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2.业务分级迁移 


在推进虚拟化架构国产化进程中,华山医院创新采用“业务分级-风险隔离-渐进替换”的迁移策略,基于业务连续性等级、系统耦合度及硬件依赖性三大维度,将业务虚拟机划分为一级业务虚拟机(如承载HIS、EMR)、二级业务虚拟机(如承载ESB、集成平台)、内网业务虚拟机(如承载支付业务、护理管理)等不同级别。在迁移初期,结合业务部门制定的容灾RTO/RPO标准,为不同等级业务虚拟机定制差异化的迁移窗口与验证机制:


  • 对于核心业务系统、PACS等数据量较多的业务系统虚拟机,在业务低峰期利用SMTX迁移工具进行全量迁移,再通过多次增量迁移完成数据的最终同步与业务切换,减少业务中断时间。

  • 低优先级的培训、办公等业务系统采用批量迁移模式。



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3.行业示范价值


华山医院的实践为大型医疗机构进行VMware替换提供了参考范式:


  • 平滑迁移方法论:建立业务分级迁移策略,保障核心业务”零中断”。

  • 逐步替换经验:初期小规模构建国产超融合资源池,后期逐步进行 VMware 虚拟机的平稳迁移与替换,同时逐步完善国产超融合周边生态,如备份、异步复制、双活等灾备保护。



通过本次的VMware替换落地实践,华山医院不仅可以降低年度IT建设和运营成本,更构建起可以支撑未来智慧医院建设的弹性技术基座,为三甲医院基础架构转型、VMware替换提供重要参考。


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(本文由志凌海纳SmartX供稿)