XX醫(yī)院HIS存儲(chǔ)解決方案-Nexsan

1、XX 醫(yī)院存儲(chǔ)備份解決方案一.項(xiàng)目背景近幾年來(lái)，醫(yī)院的信息化建設(shè)取得飛速發(fā)展，除了普遍實(shí)施的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)（HIS）外，已逐步向醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（PACS、實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）、臨床信息系統(tǒng)（LIS）、電子病歷和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)決策支持系統(tǒng)等方向發(fā)展。同時(shí)，不少醫(yī)院還建立了數(shù)字圖書館和數(shù)字電子期刊庫(kù)等，數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)已初具規(guī)模。醫(yī)院信息系統(tǒng)有別于其他行業(yè)，主要存在以下特點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)量大，大型醫(yī)院每天可產(chǎn)生10GB以上的數(shù)據(jù)，如果包括23個(gè)的數(shù)據(jù)備份，就要存儲(chǔ)超過(guò)30GB的數(shù)據(jù)。而且大型醫(yī)療影像設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)還會(huì)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)；二是數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，有數(shù)字和文字，還有大量的圖形和影像等信息；三是

2、既有對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性和并發(fā)用戶數(shù)要求很高的HIMS數(shù)據(jù)，也有對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性要求相對(duì)較低的數(shù)字圖書等信息。針對(duì)用戶的各系統(tǒng)及應(yīng)用特點(diǎn)，我們覺得新建的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，需要滿足以下需求：1 .能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，應(yīng)用的集群管理，并保證整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)及存儲(chǔ)系統(tǒng)無(wú)單點(diǎn)故障，保證整體的可靠性；2 .擁有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)處理能力及IO處理能力，能夠在FCSAN網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、具有較高性價(jià)比；3 .采用開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體系，保證良好的兼容性及擴(kuò)展性。消除因?qū)Ｓ屑夹g(shù)的不兼容造成的高昂的后期升級(jí)、擴(kuò)展和服務(wù)成本；4 .通過(guò)集中的管理界面實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的管理；5 .在信息中心可實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)的備份，同時(shí)能

3、在盡量快的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。二.需求分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一定程度上是影響HIS（醫(yī)院管理系統(tǒng)）的性能的主要因素，同時(shí)也對(duì)HIS數(shù)據(jù)安全性起決定性作用。隨著HIS應(yīng)用面的擴(kuò)大和使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，特別是醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)（PACS的應(yīng)用，所以應(yīng)用對(duì)于存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能、可用性、安全性和存儲(chǔ)容量提出了更高的要求。以往陳舊的SCSI存儲(chǔ)架構(gòu)已不能滿足用戶的需求，主要因?yàn)槠浯嬖谝韵虏蛔阒?，而高性能的SA諛構(gòu)卻是用戶的上佳之選.通過(guò)下面的對(duì)我們可以很清楚的看出兩種存儲(chǔ)的優(yōu)劣：存儲(chǔ)架構(gòu)SCSI存儲(chǔ)FC存儲(chǔ)帶寬160MB/sec200MB/sec連接線纜68芯線纜4芯線纜或光纖接口可連接距離30米10公里以上可連

4、接設(shè)備數(shù)量16個(gè)16000000個(gè)連接復(fù)雜程度復(fù)雜，設(shè)備越多，連接越復(fù)雜連接簡(jiǎn)單可擴(kuò)展性不支持不斷電擴(kuò)展支持不斷電，在線擴(kuò)展是否需要終結(jié)信號(hào)需要終結(jié)器完成不需要互連方式不PJ互連通過(guò)SWITCH!可靠性可靠性差，容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障可靠性好，冗余架構(gòu)通過(guò)以上對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)C存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)備獨(dú)立性、數(shù)據(jù)帶寬、數(shù)據(jù)共享性、可管理性、可擴(kuò)展性、可靠性和安全性比SCSI存儲(chǔ)更高。SAN目前在HIS中除了可用于基于文件服務(wù)的應(yīng)用外，也能用于大型數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用。SAN存儲(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)成為大型應(yīng)用存儲(chǔ)方案的主流。綜上所述，F(xiàn)CSAN可以為以下問題提供有效的解決方案，給用戶帶來(lái)如下好處：1.存儲(chǔ)容量的高擴(kuò)展性，系

5、統(tǒng)訪問的高性能；2 .數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的集中管理及共享；3.高性能，集中式備份和恢復(fù)；4.多機(jī)集群系統(tǒng)的要求，整個(gè)存儲(chǔ)架構(gòu)的高可靠性；5 .本地服務(wù)器與遠(yuǎn)程存儲(chǔ)連接的要求及異地容災(zāi)的實(shí)現(xiàn)；6 .對(duì)數(shù)據(jù)訪問性能的要求，如HIS,PAS%。三.應(yīng)用NexsanNexsan存儲(chǔ)集群解決方案通過(guò)以上的分析，根據(jù)用戶系統(tǒng)存儲(chǔ)和備份的特性和用戶存儲(chǔ)容量的不同需求，我們建議用戶采用美國(guó)Nexsan公司的高性價(jià)比SATABladeSATA磁盤陣列與HPDL380G5構(gòu)建高可靠集群系統(tǒng)， 具體如下圖所示：HISHIS系統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)圖心跳線ClientClient管理工作站CJjCJj jitjit1 .方案具體配置及介紹

6、：(1)HPDL380G5服務(wù)器兩臺(tái)一臺(tái)作為主域控制服務(wù)器、一臺(tái)作為備份域控制服務(wù)器。DL380G5提供一個(gè)雙核IntelXeon5160(3.0GHz4M酷存，標(biāo)配2GB內(nèi)存，最大32GB支持RAID0,1,5,雙LAN最多8個(gè)2.5寸熱插拔SAS/SATA硬盤槽位，2U高度機(jī)架式服務(wù)器。本方案是按醫(yī)院當(dāng)前實(shí)際需要和遠(yuǎn)期規(guī)劃目標(biāo)，所采取的具有較高性能價(jià)格比的主機(jī)系統(tǒng)解決方案。其主機(jī)系統(tǒng)無(wú)論從性能還是擴(kuò)展能均能根據(jù)醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展快速到位，并且保護(hù)現(xiàn)有投資。(2) Nexsan公司的SATABlade磁盤陣列考慮到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取速度、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性等，節(jié)省群集成本，Windows雙機(jī)系統(tǒng)，推

7、薦使用擁有2GbFC接口的SATABlade磁盤陣列，其主要特性與優(yōu)點(diǎn)如下：磁盤陣列采用冗余電源及風(fēng)扇設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)需要配置雙控制器。同時(shí)提供RAID0,1,4,5,6,10多個(gè)級(jí)別的磁盤配置，保證用戶存儲(chǔ)的高性能及高可靠性；獨(dú)立于主機(jī)的操作系統(tǒng)，使用戶無(wú)需安裝任何驅(qū)動(dòng)及軟件就可支持window,linux及unix等操作系統(tǒng)。最大支持8個(gè)SATA磁盤驅(qū)動(dòng)器：提供最大容量可達(dá)6TB(8個(gè)750GB的磁盤驅(qū)動(dòng)器)簡(jiǎn)單的WEBT理界面擁有的功能設(shè)置，方便配置及維護(hù)。預(yù)先更換的保修策略，為用戶提供最佳的支持；具備從存儲(chǔ)設(shè)備啟動(dòng)的功能：將所有磁盤轉(zhuǎn)換為外部存儲(chǔ)設(shè)備，以便充分地利用容量；為Micros

8、oft、Linux、Unix和NetWare提供集群支持如上圖所示，兩臺(tái)HP服務(wù)器采用雙機(jī)熱備的集群架構(gòu)，而核心數(shù)據(jù)保存于SATABlade磁盤陣列中，在此方案中我們?yōu)镾ATABlade配置了8塊750的磁盤驅(qū)動(dòng)器，總的裸容量為6TB,通過(guò)2Gb的FC(光纖)接口與兩臺(tái)HP服務(wù)器構(gòu)成FC雙機(jī)集群系統(tǒng)。當(dāng)Activeserver發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)用可自動(dòng)切換到Standbyserver上運(yùn)行，保障了應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行及可靠性，綜上所述，這樣我們就為用戶構(gòu)建了高性價(jià)比的雙機(jī)集群系統(tǒng)。2 .方案優(yōu)勢(shì)(1)雙機(jī)熱備優(yōu)勢(shì)隨著醫(yī)院信息化與互聯(lián)網(wǎng)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，醫(yī)院面臨著數(shù)據(jù)膨脹與數(shù)據(jù)高安全性的強(qiáng)大的壓力。如何快

9、速安全地儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù)，有效管理并共享這些來(lái)自于不同平臺(tái)上的信息資訊，就成為醫(yī)院信息存儲(chǔ)所面臨的最重要問題。傳統(tǒng)的醫(yī)院信息存儲(chǔ)面臨以下問題：整個(gè)醫(yī)院的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)只是存放在服務(wù)器的硬盤或本地計(jì)算機(jī)的硬盤上，一旦硬盤損壞，那么數(shù)據(jù)將丟失，造成不可估量的損失；應(yīng)用軟件運(yùn)用在一臺(tái)單一的服務(wù)器上，一旦服務(wù)器出現(xiàn)故障，整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)將癱瘓；有的服務(wù)器自帶有陣列卡，但服務(wù)器出現(xiàn)故障后，硬盤中的數(shù)據(jù)將無(wú)法恢復(fù)。因此，如何能夠保證醫(yī)院整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，就非常重要?，F(xiàn)代IT技術(shù)認(rèn)為，一個(gè)成功系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與作業(yè)的重要性已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硬件設(shè)備的本身。對(duì)大量的應(yīng)用需求進(jìn)行分析后，我們可以清楚的認(rèn)識(shí)到：在

10、一套完善的系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)的安全及保障有著極高的要求。因?yàn)橹鳈C(jī)系統(tǒng)的可靠性及擴(kuò)展能力有限，隨著數(shù)據(jù)安全性要求越來(lái)越高，數(shù)據(jù)容量擴(kuò)大，采用早期落后的SCSI存儲(chǔ)已經(jīng)不同滿足此方案中用戶存儲(chǔ)系統(tǒng)的需要。主要因?yàn)镾CSI傳輸帶寬有限，僅為160MB/S,不能滿足用戶HIS系統(tǒng)的要求，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來(lái)越強(qiáng)，存儲(chǔ)硬盤空間越來(lái)越大，陣列的硬盤數(shù)量越來(lái)越多，SCSI通道將會(huì)成為IO瓶頸；同時(shí)SCSI存儲(chǔ)的ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限，同時(shí)SCSI連接最大距離僅30米，大大限制了存儲(chǔ)距離的可擴(kuò)展性。在此方案中，結(jié)合用戶的應(yīng)用，F(xiàn)C(光纖)技術(shù)無(wú)論在性能，可靠性及距離上的優(yōu)勢(shì)大大超越

11、了SCSI,無(wú)疑是用戶存儲(chǔ)系統(tǒng)的最佳選擇。通過(guò)利用FC存儲(chǔ)成功地解決了數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)問題后，擺在我們面前的是整個(gè)Client/Server結(jié)構(gòu)中最重要的Server端的安全性。因?yàn)閱畏?wù)的模式已不能夠可靠地保障整個(gè)系統(tǒng)的安全。服務(wù)器的故障隨時(shí)可能發(fā)生，并且也會(huì)影響到整個(gè)Client/Server系統(tǒng)的安全。而這一切將給用戶帶來(lái)巨大的損失。在我們所提供的安全容錯(cuò)解決方案中，可提供99.99%的容錯(cuò)安全，可在每周7*24小時(shí)狀態(tài)下高效安全地運(yùn)行。本套雙機(jī)容錯(cuò)解決方案采用雙機(jī)熱備份加磁盤陣列的方式，以保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全與數(shù)據(jù)安全。所謂雙機(jī)熱備份就是一臺(tái)主機(jī)為工作機(jī)(PrimaryServer

12、),另一臺(tái)主機(jī)為備份機(jī)(StandbyServer),在系統(tǒng)正常情況下，工作機(jī)為信息系統(tǒng)提供支持，備份機(jī)監(jiān)視工作機(jī)的運(yùn)行情況(工作機(jī)也同時(shí)監(jiān)視備份機(jī)是否正常，有時(shí)備份機(jī)因某種原因出現(xiàn)異常，工作機(jī)可盡早通知系統(tǒng)管理工作人員解決，確保下一次切換的可靠性)。當(dāng)工作機(jī)出現(xiàn)異常，不能支持信息系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)，備份機(jī)主動(dòng)接管(TakeOver)工作機(jī)的工作，繼續(xù)支持信息的運(yùn)營(yíng)，從而保證信息系統(tǒng)能夠不間斷地運(yùn)行(Non-Stop)。當(dāng)工作機(jī)經(jīng)過(guò)維修恢復(fù)正常后，它會(huì)將其先前的工作自動(dòng)抓回，恢復(fù)以前正常時(shí)的工作狀態(tài)。對(duì)于本系統(tǒng)，ActiveServer作為工作服務(wù)器，StandbyServer作為備份服務(wù)器。在正常情

13、況下，ActiveServer為網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)提供支持，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，同時(shí)，通過(guò)偵測(cè)鏈路監(jiān)視StandbyServer的運(yùn)行情況，但發(fā)現(xiàn)StandbyServer出現(xiàn)異常時(shí)，將及時(shí)通知管理員解決，確保切換的可靠性。StandbyServer通過(guò)偵測(cè)鏈路監(jiān)視ActiveServer的運(yùn)行情況，當(dāng)偵測(cè)ActiveServer出現(xiàn)異常，不能支持信息系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)，通過(guò)切換，將主動(dòng)接管ActiveServer的工作，繼續(xù)支持信息的運(yùn)營(yíng)，從而保證信息系統(tǒng)能夠不間斷的運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)異常的ActiveServer經(jīng)過(guò)維修恢復(fù)正常后，它會(huì)自動(dòng)抓回先前的工作，恢復(fù)以前正常時(shí)的工作狀態(tài)。由于大量的數(shù)據(jù)存放在磁盤

14、陣列上，所以整個(gè)切換過(guò)程不回牽涉這些數(shù)據(jù)，并且不需要占用有限的網(wǎng)絡(luò)資源，提高了切換的速度，更進(jìn)一步的提高了數(shù)據(jù)的安全性。(2)SATABlade磁盤陣列存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)通過(guò)采用Nexsan的SATABlade磁盤陣列為用戶構(gòu)建集群系統(tǒng)及備份系統(tǒng)， 為用戶提供了高性價(jià)比的方案，具體優(yōu)勢(shì)如下：高性價(jià)比.Nexsan的SATABlade磁盤陣列，內(nèi)部采用SATA硬盤，節(jié)省了用戶投資，外部每個(gè)控制器擁有兩個(gè)2GbFC接口，最高傳輸速度可達(dá)200MB/S以上，可很好的滿足集群應(yīng)用的性能要求.此方案中對(duì)于重要性很高的HIS業(yè)務(wù)應(yīng)用，我們就通過(guò)高性能FC的方式連接構(gòu)成集群系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)化配置。高可靠性SATA

15、Blade磁盤陣列電源，風(fēng)扇，控制器均采用冗余設(shè)計(jì)，并支持熱插拔，實(shí)現(xiàn)組件的高可靠性，使視頻數(shù)據(jù)得到最佳保護(hù).SATABlade的磁盤可熱插拔，并支持RAID0,1,4,5,6,10多種方式，并可支持專用熱備盤和熱備盤池.通過(guò)以上設(shè)計(jì)使用戶在實(shí)現(xiàn)高性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁盤的冗余.高存儲(chǔ)密度，節(jié)省用戶投資Nexsan的產(chǎn)品一直是世界上密度最高的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)，SATABlade在1U的機(jī)柜中最多可插入8塊SATAII硬盤，為用戶節(jié)省了大量機(jī)房空間.其最高存儲(chǔ)容量可達(dá)6TB,可很好滿足用戶海量存儲(chǔ)需求.同時(shí)Nexsan磁盤陣列獨(dú)有的AUTOMAID節(jié)能特性還可為用戶節(jié)省電能消耗，提高硬盤使用壽命。集中管理

16、，共享存儲(chǔ)空間SATABlade磁盤陣列中，這樣用戶實(shí)現(xiàn)了對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行集中分配和管理，提高空間利用率及存儲(chǔ)效率，減少空間浪費(fèi).而且WEB管理工具可通過(guò)單一界面管理多臺(tái)磁盤陣列。管理簡(jiǎn)單，維護(hù)方便Nexsan的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)均通過(guò)WEBT式進(jìn)行管理，菜單設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易用.另外由于其采用獨(dú)立于OS的設(shè)計(jì)，所以可以支持window,linux,unix等各種平臺(tái)，同時(shí)無(wú)需安裝任何驅(qū)動(dòng)程序和軟件.容易安裝和維護(hù)，大大減少用戶安裝維護(hù)成本。四.NexsanSATABladeNexsanSATABlade 盤存儲(chǔ)介紹1.總覽SATABlade是一臺(tái)功能強(qiáng)大和低成本的存儲(chǔ)系統(tǒng)，專門為那些既要超高存儲(chǔ)密度，有限機(jī)

17、架空間，同時(shí)又具有超高性能和高擴(kuò)展性的SAT昭儲(chǔ)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)。SATABlade的特點(diǎn)是在一個(gè)11物理空間中提供8個(gè)完全獨(dú)立的、可熱插拔的SAT做盤，并支持最新的一萬(wàn)轉(zhuǎn)SAT硬盤。SATABlade為各種存儲(chǔ)需求提供優(yōu)異的性能，輕松滿足用戶在性能和容量上的需求-最多可在1U空間中配置8塊高容量硬盤。2 .專利設(shè)計(jì)及超高密度存儲(chǔ)針對(duì)將持續(xù)增加存儲(chǔ)密度和壓縮物理空間作為首要考慮因素的行業(yè)，Nexsan公司通過(guò)已經(jīng)開發(fā)了兩項(xiàng)獨(dú)有的專利技術(shù)能夠在具有超高存儲(chǔ)密度的條件下，保證存儲(chǔ)系統(tǒng)高可靠性和高可用性。Nexsan的工程人員接受這個(gè)挑戰(zhàn)， 研發(fā)一個(gè)全新存儲(chǔ)系統(tǒng)， 按照以往的經(jīng)驗(yàn)， 要進(jìn)行小型化，高

18、密度設(shè)計(jì)，首要面臨的考驗(yàn)是如何解決散熱問題。SATABlad盟唯一一個(gè)具有前后無(wú)阻礙空氣流通特性的1U機(jī)架式存儲(chǔ)系統(tǒng)。由于在系統(tǒng)的前后端均裝置了熱插拔的風(fēng)扇，再配以創(chuàng)新的水平頂蓋式設(shè)計(jì),Nexsan開創(chuàng)了一個(gè)具在超高的存儲(chǔ)密度，并能應(yīng)對(duì)大量發(fā)熱環(huán)境的完美的解決方案。SATABlad的一無(wú)二的風(fēng)洞式設(shè)計(jì)迫使冷空氣通過(guò)每塊硬盤的頂部和底部以提供最佳的冷卻效果。不滿足于把多個(gè)硬盤放置在同一個(gè)電路板或支架的方式，Nexsan的技術(shù)人員應(yīng)用獨(dú)立操作的硬盤架以提供配置上方便和硬盤更換的靈活性。這個(gè)對(duì)每一個(gè)硬盤隔離的方案能夠提供更周到的保護(hù)以減少累計(jì)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)移(AccumulativeRotationalVibrationTransfer)。這個(gè)獨(dú)一無(wú)二的功能提供了消除硬盤故障和保證硬盤數(shù)據(jù)完整性的第一道防線，從而保證