XX醫(yī)院HIS存儲解決方案-Nexsan

1、XX 醫(yī)院存儲備份解決方案一.項目背景近幾年來，醫(yī)院的信息化建設(shè)取得飛速發(fā)展，除了普遍實施的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)（HIS）外，已逐步向醫(yī)學影像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS、實驗室信息系統(tǒng)（LIS）、臨床信息系統(tǒng)（LIS）、電子病歷和數(shù)據(jù)倉庫決策支持系統(tǒng)等方向發(fā)展。同時，不少醫(yī)院還建立了數(shù)字圖書館和數(shù)字電子期刊庫等，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：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個的數(shù)據(jù)備份，就要存儲超過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)還會以幾何級數(shù)增長；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、既有對可靠性、實時性和并發(fā)用戶數(shù)要求很高的HIMS數(shù)據(jù)，也有對可靠性和實時性要求相對較低的數(shù)字圖書等信息。針對用戶的各系統(tǒng)及應(yīng)用特點，我們覺得新建的網(wǎng)絡(luò)存儲，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，應(yīng)用的集群管理，并保證整個應(yīng)用系統(tǒng)及存儲系統(tǒng)無單點故障，保證整體的可靠性；2 .擁有強大的實時處理能力及IO處理能力，能夠在FCSAN網(wǎng)絡(luò)上同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、具有較高性價比；3 .采用開放的、標準化的技術(shù)體系，保證良好的兼容性及擴展性。消除因?qū)Ｓ屑夹g(shù)的不兼容造成的高昂的后期升級、擴展和服務(wù)成本；4 .通過集中的管理界面實現(xiàn)整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的管理；5 .在信息中心可實現(xiàn)核心數(shù)據(jù)的備份，同時能

3、在盡量快的時間內(nèi)恢復(fù)。二.需求分析數(shù)據(jù)存儲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，同時也對HIS數(shù)據(jù)安全性起決定性作用。隨著HIS應(yīng)用面的擴大和使用時間的延長，其數(shù)據(jù)量越來越大，特別是醫(yī)學影像系統(tǒng)（PACS的應(yīng)用，所以應(yīng)用對于存儲系統(tǒng)的性能、可用性、安全性和存儲容量提出了更高的要求。以往陳舊的SCSI存儲架構(gòu)已不能滿足用戶的需求，主要因為其存在以下不足之處，而高性能的SA諛構(gòu)卻是用戶的上佳之選.通過下面的對我們可以很清楚的看出兩種存儲的優(yōu)劣：存儲架構(gòu)SCSI存儲FC存儲帶寬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16000000個連接復(fù)雜程度復(fù)雜，設(shè)備越多，連接越復(fù)雜連接簡單可擴展性不支持不斷電擴展支持不斷電，在線擴展是否需要終結(jié)信號需要終結(jié)器完成不需要互連方式不PJ互連通過SWITCH!可靠性可靠性差，容易出現(xiàn)單點故障可靠性好，冗余架構(gòu)通過以上對比，我們可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)C存儲系統(tǒng)的設(shè)備獨立性、數(shù)據(jù)帶寬、數(shù)據(jù)共享性、可管理性、可擴展性、可靠性和安全性比SCSI存儲更高。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)庫的應(yīng)用。SAN存儲架構(gòu)已經(jīng)成為大型應(yīng)用存儲方案的主流。綜上所述，F(xiàn)CSAN可以為以下問題提供有效的解決方案，給用戶帶來如下好處：1.存儲容量的高擴展性，系

5、統(tǒng)訪問的高性能；2 .數(shù)據(jù)存儲的集中管理及共享；3.高性能，集中式備份和恢復(fù)；4.多機集群系統(tǒng)的要求，整個存儲架構(gòu)的高可靠性；5 .本地服務(wù)器與遠程存儲連接的要求及異地容災(zāi)的實現(xiàn)；6 .對數(shù)據(jù)訪問性能的要求，如HIS,PAS%。三.應(yīng)用NexsanNexsan存儲集群解決方案通過以上的分析，根據(jù)用戶系統(tǒng)存儲和備份的特性和用戶存儲容量的不同需求，我們建議用戶采用美國Nexsan公司的高性價比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)器兩臺一臺作為主域控制服務(wù)器、一臺作為備份域控制服務(wù)器。DL380G5提供一個雙核IntelXeon5160(3.0GHz4M酷存，標配2GB內(nèi)存，最大32GB支持RAID0,1,5,雙LAN最多8個2.5寸熱插拔SAS/SATA硬盤槽位，2U高度機架式服務(wù)器。本方案是按醫(yī)院當前實際需要和遠期規(guī)劃目標，所采取的具有較高性能價格比的主機系統(tǒng)解決方案。其主機系統(tǒng)無論從性能還是擴展能均能根據(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、可擴展性等，節(jié)省群集成本，Windows雙機系統(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)點如下：磁盤陣列采用冗余電源及風扇設(shè)計，用戶可根據(jù)需要配置雙控制器。同時提供RAID0,1,4,5,6,10多個級別的磁盤配置，保證用戶存儲的高性能及高可靠性；獨立于主機的操作系統(tǒng)，使用戶無需安裝任何驅(qū)動及軟件就可支持window,linux及unix等操作系統(tǒng)。最大支持8個SATA磁盤驅(qū)動器：提供最大容量可達6TB(8個750GB的磁盤驅(qū)動器)簡單的WEBT理界面擁有的功能設(shè)置，方便配置及維護。預(yù)先更換的保修策略，為用戶提供最佳的支持；具備從存儲設(shè)備啟動的功能：將所有磁盤轉(zhuǎn)換為外部存儲設(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HP服務(wù)器采用雙機熱備的集群架構(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)動器，總的裸容量為6TB,通過2Gb的FC(光纖)接口與兩臺HP服務(wù)器構(gòu)成FC雙機集群系統(tǒng)。當Activeserver發(fā)生故障時，應(yīng)用可自動切換到Standbyserver上運行，保障了應(yīng)用的持續(xù)運行及可靠性，綜上所述，這樣我們就為用戶構(gòu)建了高性價比的雙機集群系統(tǒng)。2 .方案優(yōu)勢(1)雙機熱備優(yōu)勢隨著醫(yī)院信息化與互聯(lián)網(wǎng)新經(jīng)濟時代的到來，醫(yī)院面臨著數(shù)據(jù)膨脹與數(shù)據(jù)高安全性的強大的壓力。如何快

9、速安全地儲存這些數(shù)據(jù)，有效管理并共享這些來自于不同平臺上的信息資訊，就成為醫(yī)院信息存儲所面臨的最重要問題。傳統(tǒng)的醫(yī)院信息存儲面臨以下問題：整個醫(yī)院的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)只是存放在服務(wù)器的硬盤或本地計算機的硬盤上，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)用軟件運用在一臺單一的服務(wù)器上，一旦服務(wù)器出現(xiàn)故障，整個業(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)將無法恢復(fù)。因此，如何能夠保證醫(yī)院整個系統(tǒng)的正常運行，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，就非常重要。現(xiàn)代IT技術(shù)認為，一個成功系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與作業(yè)的重要性已遠遠超過硬件設(shè)備的本身。對大量的應(yīng)用需求進行分析后，我們可以清楚的認識到：在

10、一套完善的系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)的安全及保障有著極高的要求。因為主機系統(tǒng)的可靠性及擴展能力有限，隨著數(shù)據(jù)安全性要求越來越高，數(shù)據(jù)容量擴大，采用早期落后的SCSI存儲已經(jīng)不同滿足此方案中用戶存儲系統(tǒng)的需要。主要因為SCSI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的處理能力越來越強，存儲硬盤空間越來越大，陣列的硬盤數(shù)量越來越多，SCSI通道將會成為IO瓶頸；同時SCSI存儲的ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限，同時SCSI連接最大距離僅30米，大大限制了存儲距離的可擴展性。在此方案中，結(jié)合用戶的應(yīng)用，F(xiàn)C(光纖)技術(shù)無論在性能，可靠性及距離上的優(yōu)勢大大超越

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

12、),另一臺主機為備份機(StandbyServer),在系統(tǒng)正常情況下，工作機為信息系統(tǒng)提供支持，備份機監(jiān)視工作機的運行情況(工作機也同時監(jiān)視備份機是否正常，有時備份機因某種原因出現(xiàn)異常，工作機可盡早通知系統(tǒng)管理工作人員解決，確保下一次切換的可靠性)。當工作機出現(xiàn)異常，不能支持信息系統(tǒng)運營時，備份機主動接管(TakeOver)工作機的工作，繼續(xù)支持信息的運營，從而保證信息系統(tǒng)能夠不間斷地運行(Non-Stop)。當工作機經(jīng)過維修恢復(fù)正常后，它會將其先前的工作自動抓回，恢復(fù)以前正常時的工作狀態(tài)。對于本系統(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，負責整個網(wǎng)絡(luò)的正常運行，同時，通過偵測鏈路監(jiān)視StandbyServer的運行情況，但發(fā)現(xiàn)StandbyServer出現(xiàn)異常時，將及時通知管理員解決，確保切換的可靠性。StandbyServer通過偵測鏈路監(jiān)視ActiveServer的運行情況，當偵測ActiveServer出現(xiàn)異常，不能支持信息系統(tǒng)運營時，通過切換，將主動接管ActiveServer的工作，繼續(xù)支持信息的運營，從而保證信息系統(tǒng)能夠不間斷的運行。當出現(xiàn)異常的ActiveServer經(jīng)過維修恢復(fù)正常后，它會自動抓回先前的工作，恢復(fù)以前正常時的工作狀態(tài)。由于大量的數(shù)據(jù)存放在磁盤

14、陣列上，所以整個切換過程不回牽涉這些數(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，更進一步的提高了數(shù)據(jù)的安全性。(2)SATABlade磁盤陣列存儲優(yōu)勢通過采用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比的方案，具體優(yōu)勢如下：高性價比.Nexsan的SATABlade磁盤陣列，內(nèi)部采用SATA硬盤，節(jié)省了用戶投資，外部每個控制器擁有兩個2GbFC接口，最高傳輸速度可達200MB/S以上，可很好的滿足集群應(yīng)用的性能要求.此方案中對于重要性很高的HIS業(yè)務(wù)應(yīng)用，我們就通過高性能FC的方式連接構(gòu)成集群系統(tǒng)，以實現(xiàn)性能最優(yōu)化配置。高可靠性SATA

15、Blade磁盤陣列電源，風扇，控制器均采用冗余設(shè)計，并支持熱插拔，實現(xiàn)組件的高可靠性，使視頻數(shù)據(jù)得到最佳保護.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.通過以上設(shè)計使用戶在實現(xiàn)高性能的同時實現(xiàn)磁盤的冗余.高存儲密度，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系統(tǒng)，SATABlade在1U的機柜中最多可插入8塊SATAII硬盤，為用戶節(jié)省了大量機房空間.其最高存儲容量可達6TB,可很好滿足用戶海量存儲需求.同時Nexsan磁盤陣列獨有的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、，共享存儲空間SATABlade磁盤陣列中，這樣用戶實現(xiàn)了對存儲資源進行集中分配和管理，提高空間利用率及存儲效率，減少空間浪費.而且WEB管理工具可通過單一界面管理多臺磁盤陣列。管理簡單，維護方便Nexsan的磁盤存儲系統(tǒng)均通過WEBT式進行管理，菜單設(shè)計簡單易用.另外由于其采用獨立于OS的設(shè)計，所以可以支持window,linux,unix等各種平臺，同時無需安裝任何驅(qū)動程序和軟件.容易安裝和維護，大大減少用戶安裝維護成本。四.NexsanSATABladeNexsanSATABlade 盤存儲介紹1.總覽SATABlade是一臺功能強大和低成本的存儲系統(tǒng)，專門為那些既要超高存儲密度，有限機

17、架空間，同時又具有超高性能和高擴展性的SAT昭儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)而設(shè)計。SATABlade的特點是在一個11物理空間中提供8個完全獨立的、可熱插拔的SAT做盤，并支持最新的一萬轉(zhuǎn)SAT硬盤。SATABlade為各種存儲需求提供優(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)計及超高密度存儲針對將持續(xù)增加存儲密度和壓縮物理空間作為首要考慮因素的行業(yè)，Nexsan公司通過已經(jīng)開發(fā)了兩項獨有的專利技術(shù)能夠在具有超高存儲密度的條件下，保證存儲系統(tǒng)高可靠性和高可用性。Nexsan的工程人員接受這個挑戰(zhàn)， 研發(fā)一個全新存儲系統(tǒng)， 按照以往的經(jīng)驗， 要進行小型化，高

18、密度設(shè)計，首要面臨的考驗是如何解決散熱問題。SATABlad盟唯一一個具有前后無阻礙空氣流通特性的1U機架式存儲系統(tǒng)。由于在系統(tǒng)的前后端均裝置了熱插拔的風扇，再配以創(chuàng)新的水平頂蓋式設(shè)計,Nexsan開創(chuàng)了一個具在超高的存儲密度，并能應(yīng)對大量發(fā)熱環(huán)境的完美的解決方案。SATABlad的一無二的風洞式設(shè)計迫使冷空氣通過每塊硬盤的頂部和底部以提供最佳的冷卻效果。不滿足于把多個硬盤放置在同一個電路板或支架的方式，Nexsan的技術(shù)人員應(yīng)用獨立操作的硬盤架以提供配置上方便和硬盤更換的靈活性。這個對每一個硬盤隔離的方案能夠提供更周到的保護以減少累計旋轉(zhuǎn)振動轉(zhuǎn)移(AccumulativeRotationalVibrationTransfer)。這個獨一無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