什么类型的服务器适合搭建大型医院数据集成平台私有云?
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IT技术发展到今天已经有50多年的历史了，其间涌现了许多繁荣一时的技术，也有许多公司随着其技术被市场的淘汰而销声匿迹。当今民用服务器市场大致有三大主流技术：LinuxONE主机、UNIX小型机、和x86服务器。
首先总体来看LinuxONE主机，它具备广阔的扩展能力、支持多种类型的负载混合运行、可以胜任大规模的数据服务和事务处理，并能始终保证数据的一致性，特别适合关键业务的处理，其市场定位属于“大型通用计算机”。IBM LinuxONE主机历经50年的市场洗礼和验证，依然在领导着IT技术的发展，代表着IT先进技术发展的最前沿，一直服务于国计、民生等各个重要领域。
其次总体来看UNIX小型机，它的定位介于LinuxONE主机和x86服务器之间，也是一个主流的服务器平台。
最后总体来看x86服务器，它比较适用小规模计算,尤其适合集群作大规模分布式计算的场景。分布式计算通常有特定的负载和业务类型，例如互联网业务、气象预报和科学运算等。
以下针对三种主流技术平台运行核心数据库的优劣进行详细的比较和分析。
| 项目 | LinuxONE主机+数据库 | 高端Unix+数据库 | 高端x86+数据库 |
| CPU缓存 | 4级缓存 | 3级缓存 | 3级缓存 |
| 产品定位 | 通用计算机，适合处理海量混合负载。 专为政府关键部门和大型企业设计。已有超过50年服务于政府关键业务的成功经验。 | 为部分科学计算而研发的技术，多用于中等规模以下的企业和政府部门。 | 如组成超级计算机时适合大规模科学计算；当使用一个或几个节点时就是一般的PC服务器。 |
| 体系结构 | 64位复杂指令，系统资源全部共享，先天的高度虚拟化，集中处理。异步I/O，专用I/O系统。 | 64位缩减指令，后发展的虚拟化。同步I/O(也叫阻断式I/O)，CPU承担I/O操作。 | 64位复杂指令，资源不共享，独立节点，非常有限的I/O能力。 |
| 适合的负载类型 | 大型、综合的数据服务器整合,联机事务处理,批量业务处理, 对可靠性要求极高。 | 计算密集型业务，科学计算领域和CPU密集型的业务有较好的表现，对可靠性要求较高。 | 中小型计算密集型业务，个人及中小型企业用户，对可靠性要求一般。 |
| CPU使用率 | 可稳定运行在100% | 业界平均约50% | 业界平均约25% |
| 安全性 | EAL5＋级的安全隔离认证，业界最高。 | EAL4＋级的安全隔离认证。 | 无相关认证 |
| 系统可靠性 | “零宕机”，平均无故障时间大于40年，单机即可承载关键业务。 | 如承载关键业务，普遍采用双机配置。 | 必须采用至少双机配置或作为应用集群服务器 |
| 系统扩展能力 | 按照用户的业务需求平滑、渐进地进行纵横双向扩展，业界最高扩展能力，单机CPU最多可扩展到141颗CPU，单机内存最大可配10TB。 | 当扩展超过单机范围时，将导致总体拓扑结构的改变，影响数据完整性。 | 主要依靠新增服务器来满足业务扩展，服务器越来越多，总体拓扑结构越来越复杂，整体性能受到影响。 |
| 产品生命周期 | 5年左右产品换代 10年左右产品支持 | 3年左右产品换代 5年左右产品支持 | 1年左右产品换代 3年左右产品支持 |
| 支持保障 | 端到端的高品质低价原厂服务 | 更多是依靠分销商提供支持 | 客户自理或寻求分销商支持 |
| 总体拥有成本 | 总体成本优势包括硬件采购、软件费用、人员维护费用、场地和能耗费用等等 | 硬件单机价格低，但是需要多台硬件和多于数倍乃至数十倍的CPU核，进而导致软件费用高 | 硬件单机价格十分便宜，需要数量庞大的硬件，更多的CPU核数带来巨额的软件费用 |
从服务器的先进性和实用性、高I/O吞吐能力、可靠性、可用性、可扩展性、安全性和总体拥有成本各方面考虑，LinuxONE主机和高端UNIX小型机比较适合用于关键数据库场景，对于高端的X86服务器比较适合用于CPU运算的场景，一般不建议作为对可靠性和I/O吞吐等要求极高的关键数据库平台。另外，考虑到x86自身体系架构的固有缺陷，一般不建议将核心系统的数据库服务器运行在x86架构服务器上，理由有以下几点：其一，x86服务器单机整体故障率每年2%（即每年需至少2%×365×24=175.2小时停机时间），当一台物理机发生故障的时候，x86虚机需要跨网络迁移到另外一台，新的虚机耗时等于一个系统自启动的时间，此时原虚机内存的数据会丢失，不能保障数据的完整性，当这种情况发生时，对于核心数据库平台来说是不能接受的；其二，x86 的I/O处理能力弱，根据IDC报告可知，x86服务器在业界平均CPU利用率为10%左右，其瓶颈大多数为I/O瓶颈，而x86云方案，从本质上讲无法提高x86平台单机的I/O处理能力；其三，由于x86服务器自身的产品生命周期较短，如果采用虚拟化技术，需要考虑CPU与hypervisor的兼容性问题，比如Intel每隔1年半左右更新换代新型号CPU，由于VMWARE虚拟化软件和硬件厂商不属于同一个厂家，经常出现新型号的CPU指令集跟VMWARE虚拟化软件部兼容的问题，这时候经常会出现宕机问题，为此，VMWARE经常需要耗时数月去发布新的补丁去解决此问题。该问题直接影响核心系统的扩容升级的稳定性和可用性；其四，x86服务器通常单机处理能力不强，需要添置更多的物理机实现水平方面的扩展，不仅增加了运维的复杂度，而且多节点的数据库对性能开销也很大。其五， x86产品来源于多个上游配件厂商的整合，更新换代比较频繁，因此对用户操作系统、数据库、应用系统的投资保护经常考虑不周，使用及管理和维护的成本较高。
纵观国内主流的数据库服务器市场，大多选择LinuxONE主机或者高端的小型机作为核心数据库的承载平台，针对这两种平台各自的特点进一步对比分析如下。
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| 方案A：IBM LinuxONE主机 | 方案B：UNIX高端小型机 | 结论对比 |
| 产品定位 | 大型、通用计算机。适合处理大量、混合负载。 专为政府关键部门和大型企业设计。已有约50年服务于政府关键业务的成功经验。 | 小型机。起初为部门计算而研发的技术，经过多年的发展，硬件本身加强很多，但总体体系结构没有本质变化。多用于中等规模以下的企业和政府部门。 | A>>B |
| 体系结构 | LinuxONE主机体系结构，64位复杂指令，系统资源全部共享，先天性的高度虚拟化，集中式处理。 异步I/O体系结构，专用I/O系统。 早期体系结构设计目标-面向商务环境: - 单机多系统/多应用 - 混合负载 - 数据密集 - 高安全 - 虚拟映像 - I/O协处理器/异步I/O(通道I/O) - 集中式处理 - Error Free无差错处理 - 微码级实现逻辑分区（PR/SM） | Power体系结构，64位缩减指令，后发展的虚拟化。 同步I/O(也叫阻断式I/O)，CPU承担I/O操作。 早期体系结构设计目标-面向计算密集型负载： - CADCAM - 科学计算 - 图形与动画 - 仿真计算 - 部门级商务处理 后期加强： - OLTP与数据服务 | A>B |
| 适合的负载类型 | 大型、综合的数据服务器整合。主数据、业务数据、操作型数据和数据仓库可以有机地整合在统一的平台; 联机事务处理。可以支持最大规模的联机事务处理。国内参考用户每天处理的联机交易量超过1亿笔，响应时间小于0.1秒;
| CPU、缓存、内存和I/O等设计偏向计算密集型业务，因此在科学计算领域和CPU密集型的业务有较好的表现。 对于联机事务处理，借助众多的CPU核数，可以取得较好的水平，但远未达到LinuxONE主机的水平。 对数据密集型业务和混合的I/O服务表现欠佳，资源利用率低，响应时间长。 对于批量作业，其众多的CPU核数难以发挥作用，加之同步I/O体系结构所限，明显是其短板。 | A>>B |
| 开放性与兼容性 | 全开放标准，支持业界开放、通用的操作系统Linux，流行的数据库软件Oracle/DB2,流行的中间件和商用软件，支持主流厂商的存储：IBM、EMC和HDS等等。 | 开放标准，主流的UNIX操作系统AIX，流行的数据库软件Oracle/DB2,流行的中间件和商用软件，支持主流厂商的存储：IBM、EMC和HDS等等。 | A>=B |
| 安全性 | EAL5级的安全隔离认证，业界最高。 | EAL4级的安全隔离认证，低一个级别。 | A>>B |
| 系统可靠性 | 业界最高的系统可靠性。LinuxONE硬件平均无故障时间大于40年，而且大部份部件可以不停机维护。其设计目标是单机处理关键业务。大部份LinuxONE主机用户都选择用单机运行关键业务。 | 比主机低一个级别。必须采用双机配置。 | A>>B |
| 系统扩展能力 | LinuxONE可以按照用户的业务需求平滑、渐进地升级。针对用户当前项目的配置，可以平滑地在机内扩展，使其能够承载将来全部的业务，而且扩展基本都是在同一机柜内进行，不会对场地等基础设施带来冲击。 | 扩展能力受制于DB服务器的能力。由于其较弱的数据服务能力，很多情况下需要2个以上的DB节点，影响DB响应性能。 系统扩充为大跨度、跳跃式，通常为16核的倍数。 当扩展超过单机范围时，将导致总体拓扑结构的改变，并影响场地等基础设施，甚至会导致数据分割，影响数据完整性。 | A>>B |
| 产品生命周期 | 产品生命周期为10年左右： 从产品发布到退出市场：4-5年。这期间可以进行任意整机采购和本机内升级。此后可以升级到下一代产品。 备件供应和服务支持：产品发布之日起约10年。 中国有一个主机用户1997年买的机器现在还在运行，而且很少有故障发生。 | UNIX小型机的产品生命周期为5-6年。 | A>>B |
| 支持保障 | LinuxONE方案层次清楚，符合行业标准，易于部署、调试、检测、和问题排查。业内专业团队都可以对其进行维护(硬件通过保修由IBM直接服务,系统软件和中间件经过短期培训便可掌握)。 IBM在中国配备强大的售后支持团队，能快速处理各种故障。IBM在中国支持着世界领先的数据中心(主机用户)的高效运维。 | 流行的产品，分销商普遍掌握基本的部署和维护能力。 IBM在中国配备强大的售后支持团队，能快速处理各种故障。但小型机用户的系统复杂性和规模远逊于LinuxONE主机，因此支持经验也略逊色 IBM更多是依靠分销商提供支持。 | A>=B |
| 容灾技术的支持 | LinuxONE方案支持基于存储或基于数据库的多种数据复制和容灾方案，而且支持异构存储。 | Power方案支持基于存储或基于数据库的多种数据复制和容灾方案，而且支持异构存储。 | A=B |
| 总体拥有成本 | LinuxONE方案具有总体成本优势。包括硬件采购、软件采购、3年的维护费用、场地和能耗费用等等。 此外，LinuxONE的使用寿命比UNIX小型机长1倍,因而其投资效益也高1倍。 | 硬件单机价格低于LinuxONE。但端到端的解决方案成本高于LinuxONE。主要因素是需要多台硬件和多于数倍乃至数十倍的CPU核，进而导致软件费用高。
| A>B |
通过从产品定位、体系架构、负载类型、开放性与兼容性、系统可靠性、系统可扩展能力、产品生命周期、原厂技术支持力度、容灾技术支持和总体拥有成本各维度详细对比分析，可以看出从采用基于LinuxONE主机的方案全面优于UNIX方案。此外，小型机的可用性是无法和大型机相提并论，小型机为了达到高可用性，通常需要多台物理服务器的集群，从而增加了前期配置和后期管理的难度，而系统复杂度的提升会加剧系统资源无谓的损耗。
综上所述，针对三种主流技术平台运行核心数据库的优劣进行详细的比较和分析，可知LinuxONE主机是一个最优的方案，也是运行数据库服务器的最佳的战略性平台选择。