醫(yī)院數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)解決方案的設計分析

1、醫(yī)院數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)解決方案的設計分析1醫(yī)院數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)需求分析目前HIS , PAC S等系統(tǒng)數(shù)據(jù)是醫(yī)院的核心業(yè)務數(shù)據(jù)，普遍存在業(yè) 務數(shù)據(jù)增長速度快、并發(fā)訪問量大等問題，因此，要求存儲系統(tǒng)具有 安全性高、響應速度快、穩(wěn)定性高、容量大等特點。對于HIS系統(tǒng)而言，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要為Oracle或Sybase,要求存 儲系統(tǒng)具有很高的實時性和連續(xù)性，提供7 x 24小時不間斷服務。 PACS有別于HIS等其它醫(yī)學信息系統(tǒng)的最重要一點就是:海量數(shù)據(jù)存 儲。一個大型的醫(yī)院擁有大批現(xiàn)代化的大型醫(yī)療影像設備，每天影像 檢查產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量多達4個GB左右（未壓縮的原始數(shù)據(jù)），一年數(shù)據(jù) 總量大約1200 GB

2、。而隨著醫(yī)院的業(yè)務飛速發(fā)展和新的影像設備的引 進，這一數(shù)據(jù)量還可能進一步增長。此外，在線數(shù)據(jù)隨機存取的效率 也是一個非常關鍵的問題。通過以上分析，醫(yī)院存儲系統(tǒng)的設計采用分級存儲的架構，將存儲 分成在線存儲、近線存儲和離線存儲三級結構。該存儲架構能夠實現(xiàn) 高容量和高效率的要求，低速超大容量存儲設備（離線存儲）用作永久 存儲;高速存儲設備用作在線數(shù)據(jù)存儲，確保在線數(shù)據(jù)的極高效存取; 近線存儲首要保證大容量，實現(xiàn)對訪問量不大的數(shù)據(jù)的存儲，要求尋 址迅速、傳輸率高。對于三年以上的歷史數(shù)據(jù)保存在離線存儲設備里， 在線存儲、近線存儲設備僅保存最近三年的數(shù)據(jù)。同時要求對數(shù)據(jù)全 方位保護，支持容量增長的高度可

3、擴展性。2存儲系統(tǒng)的設計2.1分級存儲系統(tǒng)設計通過對醫(yī)院存儲系統(tǒng)的需求分析，設計了一套基于SAN的分級存儲、 數(shù)據(jù)保護存儲方案，該方案可以滿足醫(yī)院業(yè)務數(shù)據(jù)海量增長、存儲系 統(tǒng)無縫擴容、保護現(xiàn)有投資等要求，充分體現(xiàn)存儲系統(tǒng)的可靠性高、 響應速度快、可擴展性強等優(yōu)勢。在線存儲用于對短近期的醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲，可供用戶隨意讀取，滿 足計算平臺對數(shù)據(jù)訪問的速度要求，一般在線存儲設備為磁盤和磁盤 陣列等存儲設備，建議采用H3C 1X3000，單臺1X3000最大支持磁盤 數(shù)量為336塊，采用先進的SAS總線技術，提供72 Gbit / s磁盤訪 問帶寬，能實現(xiàn)多路徑冗余和控制器負載均衡，保障整個存儲系統(tǒng)的

4、性能和可靠性。近線存儲用于存儲不常用的歷史數(shù)據(jù)，通常是采用數(shù)據(jù)遷移技術自 動將在線存儲中不常用的數(shù)據(jù)遷移到近線存儲設備上，數(shù)據(jù)訪問的頻 率不是很高，但要保證數(shù)據(jù)共享和快速的在線訪問。近線存儲建議采 用1臺H3C IX1000存儲系統(tǒng)，可容納16塊企業(yè)級SATA硬盤，最大 容量可達到8TB，最高提供410MB /s的帶寬吞吐量和54 , 000 IOPS 的處理能力。離線存儲通常采用離線歸檔的方式，用于對三年以上歷史數(shù)據(jù)的存 儲，是對在線存儲數(shù)據(jù)的備份，以防范可能發(fā)生的數(shù)據(jù)災難，要求設 備通常具有超大容量、安全性高、成本低等特點。離線存儲通常采用 磁帶庫或者VTL(虛擬磁帶庫)VTL技術通過軟件

5、將磁盤陣列仿真成物 理磁帶庫，雖然其內部構造、外觀、速度和物理磁帶庫截然不同，但 對于備份軟件和主機系統(tǒng)而言，VTL具有磁帶識別的特征，可被認作 物理磁帶庫設備。這使得設備在可用性及備份的可靠性等方面都得到 大幅提升，并無縫、平滑地集成到原有系統(tǒng)環(huán)境中，配合傳統(tǒng)的備份 軟件和物理磁帶庫，提高設備使用率和備份性能。VTL建議采用H3C DL1000支持16塊SATAII接口磁盤，支持RAIDS數(shù)據(jù)冗余備份方案， 最大有效容量10.STB。在分級存儲系統(tǒng)中，磁盤或磁盤陣列等成本高、速度快的設備，用 來存儲經(jīng)常訪問的重要信息，而磁帶庫等成本較低的存儲資源用來存 放訪問頻率較低的信息。分級存儲的工作原

6、理是基于數(shù)據(jù)訪問的局部 性，通過將不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)自動移到存儲層次中較低的層次，釋放 出較高成本的存儲空間給更頻繁訪問的數(shù)據(jù)，可以獲得更好的總體性 價比。2. 2數(shù)據(jù)保護方案設計 醫(yī)院對醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性要求特別高，要設計數(shù)據(jù)保護方案和容災 方案。數(shù)據(jù)的保護不僅是備份，其最終目的是在系統(tǒng)遇到人為或自然 災難時，能夠通過備份內容對系統(tǒng)進行有效的災難恢復。(1) CDP ( Con tinuous Da ta Pro tec tion)連續(xù)數(shù)據(jù)保護方案針對在線、近線存儲可采CDP數(shù)據(jù)保護方案，利用復制、鏡像功能 模塊實現(xiàn)從在線存儲到近線存儲的數(shù)據(jù)同步，就可以實時地對在線存 儲提供數(shù)據(jù)的全面保護。通過

7、設定的策略會自動的以增量的方式將所 需保護的數(shù)據(jù)通過IP SAN存儲網(wǎng)絡同步到近線存儲設備上。在近線存儲中對復制過來的數(shù)據(jù)進行持續(xù)數(shù)據(jù)保護，創(chuàng)建基于時間 點的多個數(shù)據(jù)版本。如果在線存儲設備受損不能提供業(yè)務的處理，可 以將對業(yè)務數(shù)據(jù)的訪問路徑切換到近線存儲設備，臨時恢復業(yè)務處理 如果數(shù)據(jù)發(fā)生邏輯錯誤，只需尋找出數(shù)據(jù)所要恢復的適當版本，在線 地將某一數(shù)據(jù)版本恢復到在線存儲中，或將整個數(shù)據(jù)卷回滾到那一時 刻點的數(shù)據(jù)視圖，恢復邏輯錯誤發(fā)生后的數(shù)據(jù)。(2)遠程容災方案遠程容災方案的持續(xù)數(shù)據(jù)保護效果比磁帶庫備份更好，并且可以應 對軟災難。每天都可以按照用戶設定的策略對數(shù)據(jù)進行時間點備份， 并且備份過程對應

8、用基本沒有影響。用戶可用選擇將數(shù)據(jù)恢復到前面 備份過的任何一個時間點的狀態(tài)。支持對漸變式災難(如:人為操作錯 誤、應用自身錯誤、系統(tǒng)溢出、病毒侵襲及黑客入侵等)的保護和恢 復。遠程容災方案使用塊增量掃描技術，以最低的帶寬實現(xiàn)遠程容災。 由于采用了先進的塊增量掃描技術，遠程容災過程中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)變量 不是基于文件級的變量，而是更小單位的基于磁盤塊的變量。這樣可 以保障數(shù)據(jù)增量最小，對網(wǎng)絡帶寬的占用最低?；诰W(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)容災，對主機零干擾。該方案的容災是在存儲系 統(tǒng)的網(wǎng)絡層實現(xiàn)，具有與主機和存儲平臺無關的特性，在整個數(shù)據(jù)容 災的過程中不影響應用系統(tǒng)的運行。遠程容災中心配備Tidemark時間點連續(xù)數(shù)據(jù)保護功能，對容災中心 存儲設備中的數(shù)據(jù)按照事先設定的策略進行連續(xù)的時間點備份，保存 數(shù)據(jù)在不同時間點的多個版本，在發(fā)生漸變式災難的時候可以通過Time View時間點視圖模塊打開不同版本的數(shù)據(jù)進行檢查，把數(shù)據(jù)恢 復到發(fā)生錯誤之前最近的時間點。3結束語基于SAN的分級存儲系統(tǒng)是一