醫(yī)療行業(yè)核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案

1、 醫(yī)療行業(yè)核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc20482556 前 言 PAGEREF _Toc20482556 h 3 HYPERLINK l _Toc20482557 1、 醫(yī)療行業(yè)信息化發(fā)展概述 PAGEREF _Toc20482557 h 3 HYPERLINK l _Toc20482558 1.1 醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)字化 PAGEREF _Toc20482558 h 3 HYPERLINK l _Toc20482559 1.2 數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc20482559 h 4 HYPERLINK

2、l _Toc20482560 1.3 數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)發(fā)展 PAGEREF _Toc20482560 h 5 HYPERLINK l _Toc20482561 2、 醫(yī)療行業(yè)信息化發(fā)展痛點分析 PAGEREF _Toc20482561 h 7 HYPERLINK l _Toc20482562 2.1 核心系統(tǒng)痛點分析 PAGEREF _Toc20482562 h 7 HYPERLINK l _Toc20482563 2.2 基礎(chǔ)架構(gòu)痛點分析 PAGEREF _Toc20482563 h 8 HYPERLINK l _Toc20482564 2.3 痛點問題需求總結(jié) PAGEREF _Toc2

3、0482564 h 10 HYPERLINK l _Toc20482565 3、 推薦解決方案設(shè)計 PAGEREF _Toc20482565 h 10 HYPERLINK l _Toc20482566 3.1 設(shè)計思路 PAGEREF _Toc20482566 h 10 HYPERLINK l _Toc20482567 3.2 方案概述 PAGEREF _Toc20482567 h 11 HYPERLINK l _Toc20482568 3.3 基于Power產(chǎn)品的架構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc20482568 h 12 HYPERLINK l _Toc20482569 4、 方案優(yōu)勢總結(jié)

4、 PAGEREF _Toc20482569 h 24前 言很多醫(yī)院已經(jīng)在開啟云端探索，利用虛擬化、云計算技術(shù)來解決傳統(tǒng)IT架構(gòu)方案帶來的系統(tǒng)資源利用不均、數(shù)據(jù)中心管理維護(hù)復(fù)雜等諸多問題。HIS、LIS、PACS等是醫(yī)院的核心信息系統(tǒng)，需要在保障穩(wěn)定運行的同時、構(gòu)建一個動態(tài)的基礎(chǔ)架構(gòu)提高資源利用率和靈活性，建設(shè)穩(wěn)健的核心業(yè)務(wù)云。本文通過分析醫(yī)院數(shù)字化信息系統(tǒng)的發(fā)展和核心信息系統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的痛點，討論了X86和Power兩種不同的架構(gòu)對醫(yī)院IT信息化建設(shè)的影響，從性能、可擴(kuò)展性、RAS特性和成本等方面對兩種架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的比較，發(fā)現(xiàn)不同的架構(gòu)在不同的應(yīng)用方面有著不同的適用場景。Power架構(gòu)更適

5、合于大型三甲醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，結(jié)合虛擬化技術(shù)同樣也適合部署基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境，而X86架構(gòu)更適合中小型數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境的部署。對于目前許多醫(yī)院客戶關(guān)心的Power平臺是否要向x86平臺遷移和X86平臺的使用成本是否更低等爭論性問題也做了一定的說明和討論，并建議客戶要根據(jù)自身業(yè)務(wù)的實際需求去選擇合適的架構(gòu)方案。1、 醫(yī)療行業(yè)信息化發(fā)展概述1.1 醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)字化數(shù)字化醫(yī)院在物理層面上通過無紙化、無膠片化和醫(yī)院空間的智能化、自動化，提供無處不在的數(shù)字化醫(yī)療服務(wù)平臺。在信息層面上應(yīng)通過以患者為中心的、全醫(yī)療過程的信息采集、保存、傳輸和處理，并通過臨床數(shù)據(jù)倉庫對醫(yī)院所有數(shù)據(jù)進(jìn)行一元化管理和應(yīng)用，以利于

6、數(shù)據(jù)挖掘和決策支持。也就是說，數(shù)字化醫(yī)院不單純是醫(yī)院的信息化，它是將患者的各種信息以及診療過程的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行一元化管理，使醫(yī)院運營的各種指標(biāo)數(shù)值化，并且為達(dá)成各種既定目標(biāo)而做出最佳選擇提供支持。無線化、網(wǎng)絡(luò)化是無處不在的醫(yī)療服務(wù)平臺的基礎(chǔ)，但還不能真正提供無處不在的醫(yī)療服務(wù)。真正無處不在的醫(yī)療服務(wù)還需要醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化、醫(yī)院空間智能化、信息管理一元化等多種技術(shù)的綜合支持。實現(xiàn)無處不在的數(shù)字化醫(yī)療服務(wù)平臺，對患者來說，可以享受到更加便捷、安全、高效的醫(yī)療服務(wù)；對醫(yī)護(hù)人員來說，為他們創(chuàng)建無紙化、無膠片化、無線化的工作環(huán)境，減輕繁重的工作負(fù)擔(dān)，提高他們的工作效率，減少人為失誤。1.2 數(shù)字化醫(yī)院信息系

7、統(tǒng)概述數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)作為醫(yī)療行業(yè)信息化發(fā)展的核心內(nèi)容，經(jīng)過多年的發(fā)展，主要包括以下幾大系統(tǒng)：HIS（Hospital Information System）醫(yī)院信息系統(tǒng)LIS（Laboratory Information System）檢驗信息系統(tǒng)PACS（Picture Archiving and Communication Systems）醫(yī)學(xué)圖像檔案管理和通信系統(tǒng)。EMR (Electronic Medical Record) 電子病歷系統(tǒng)CIS（Clinic Information System）臨床管理信息系統(tǒng)其他信息化系統(tǒng)還包括RIS（放射科信息系統(tǒng)）、HRP（醫(yī)院資源規(guī)劃

8、系統(tǒng)）和PEIS（體檢管理系統(tǒng)）等等。HIS系統(tǒng)是為醫(yī)院所屬各部門提供病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取和數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足所有授權(quán)用戶的功能需求。HIS系統(tǒng)是以財務(wù)為中心的，偏重管理。LIS系統(tǒng)是專為醫(yī)院檢驗科設(shè)計的一套信息管理系統(tǒng)，能將實驗儀器與計算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)，使病人樣品登錄、實驗數(shù)據(jù)存取、報告審核、打印分發(fā)，實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等繁雜的操作過程實現(xiàn)了智能化、自動化和規(guī)范化管理。有助于提高實驗室的整體管理水平，減少漏洞，提高檢驗質(zhì)量。PACS系統(tǒng)是近年來隨著數(shù)字成像技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來的、旨在全面解決醫(yī)學(xué)圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統(tǒng)

9、。EMR電子病歷是指將傳統(tǒng)的紙病歷完全電子化，并提供電子貯存、查詢、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)交換等管理模式，它是信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的必然產(chǎn)物，是醫(yī)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理的必然趨勢，它詳細(xì)記錄了患者的治療方案和治療過程，既為醫(yī)院積累了寶貴的治療經(jīng)驗，又為處理醫(yī)患糾紛提供了不可或缺的證明文件CIS是偏重于病人信息的，這個更加傾向于醫(yī)療相關(guān)的信息。人們常常把關(guān)于病人化驗信息、放射的信息，和病人臨床檢查信息，劃為臨床信息系統(tǒng)。1.3 數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)發(fā)展目前數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)發(fā)展主要包括以下幾個方面1. 無紙化、無膠片化業(yè)務(wù)模式將趨于成熟無紙化、無膠片化工作流程是數(shù)字化醫(yī)院的最基本特征，隨著醫(yī)院數(shù)字化建

10、設(shè)的推進(jìn)，其業(yè)務(wù)模式也將不斷發(fā)展。無紙化、無膠片化不僅能夠節(jié)省大量醫(yī)療耗材成本，更主要的是提供一種全新的醫(yī)療信息載體，通過計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化大大提高醫(yī)護(hù)工作效率，促進(jìn)醫(yī)療信息共享，方便數(shù)據(jù)再利用。通過對技術(shù)上、流程上、安全性、法律等多方面問題的不斷解決，無紙化、無膠片化業(yè)務(wù)模式將趨于成熟。2. 信息化與智能化提供無處不在的醫(yī)療服務(wù)以患者為中心的醫(yī)院服務(wù)模式，不僅僅是工作流程的改變，更是服務(wù)理念的進(jìn)化。無處不在的醫(yī)療服務(wù)正是以患者為中心這一理念最好的實現(xiàn)平臺。通過各種先進(jìn)的信息化、智能化設(shè)施，以無處不在這一設(shè)計理念為導(dǎo)向，為醫(yī)生、護(hù)士、藥劑師等等各類用戶提供更高效、智能的工作環(huán)境，也給患者帶來更靈

11、活、舒適、便捷的就診體驗。3. 電子化臨床路徑將得到更廣泛的應(yīng)用臨床路徑作為一種新的質(zhì)量效益型醫(yī)療管理模式， 具有降低平均住院日、控制醫(yī)療費用、規(guī)范診療行為、提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量等作用。隨著數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的推進(jìn)，紙質(zhì)媒介的臨床路徑必然不能滿足醫(yī)療信息化的要求， 電子化臨床路徑的應(yīng)用勢在必行。電子化臨床路徑打破了紙質(zhì)臨床路徑教科書式的工作指導(dǎo)流程，完全嵌入到計算機(jī)化醫(yī)囑錄入系統(tǒng)（醫(yī)囑系統(tǒng)）中，以更加規(guī)范的計算機(jī)控制方式，進(jìn)一步減少人為因素造成的不確定性，以電子化方式更加高效規(guī)范地完成一整套臨床醫(yī)療服務(wù)。4. 電子病歷將得到極大發(fā)展和應(yīng)用作為數(shù)字化醫(yī)院的核心應(yīng)用，電子病歷的發(fā)展階段最大程度上代表了醫(yī)院

12、數(shù)字化建設(shè)的水平。電子病歷將成為全數(shù)字化醫(yī)院中以患者為中心的全醫(yī)療過程的數(shù)據(jù)記錄，并提供用戶對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行嵌入式實時挖掘和決策支持，以及可長久保存、并基于某種標(biāo)準(zhǔn)化格式的數(shù)據(jù)交換和異構(gòu)系統(tǒng)間互操作的能力。5. 數(shù)據(jù)挖掘與再利用將成為醫(yī)院日常工作數(shù)據(jù)挖掘或稱知識發(fā)現(xiàn)是從大量的數(shù)據(jù)中篩選出隱含的、可信的、新穎的、有效的信息的處理過程。在醫(yī)院日常工作中，主要用于臨床醫(yī)學(xué)研究和經(jīng)營管理分析這2個方面。對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、預(yù)測、聯(lián)機(jī)分析等處理，從中開發(fā)、利用或發(fā)現(xiàn)某些新信息、新知識，為醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)、臨床醫(yī)生及醫(yī)院藥學(xué)工作提供有用的信息及決策依據(jù)。2、 醫(yī)療行業(yè)信息化發(fā)展痛點分析2.1 核心系統(tǒng)痛點分析醫(yī)院信

13、息化系統(tǒng)隨著數(shù)字化醫(yī)院的發(fā)展，在各項醫(yī)療以及管理業(yè)務(wù)中得到了廣泛的應(yīng)用實施。電子病歷、電子報告、電子醫(yī)學(xué)影像、電子付款代替了傳統(tǒng)的診療及支付方式，醫(yī)療服務(wù)效率和質(zhì)量不斷提升，醫(yī)療服務(wù)成本不斷降低，逐步向無紙化、數(shù)字化診療系統(tǒng)邁進(jìn)。在醫(yī)院眾多的信息化系統(tǒng)中，HIS作為最重要的核心信息系統(tǒng)，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)被賦予了更多的功能。隨著醫(yī)院內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的不斷梳理和整合，HIS與LIS、PACS和EMR等外圍系統(tǒng)不斷融合，之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系越來越緊密。隨著衛(wèi)生信息化的內(nèi)涵與外延不斷擴(kuò)展，HIS與社保、醫(yī)保和銀行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)交互越來越頻繁。HIS系統(tǒng)已貫穿業(yè)務(wù)流程的各個環(huán)節(jié)，起著核心支撐作用，是醫(yī)療服務(wù)

14、和醫(yī)院管理的核心系統(tǒng)。由于HIS系統(tǒng)是一個龐大而復(fù)雜的現(xiàn)代化信息管理系統(tǒng)，包含財務(wù)、人事、住院、門診、掛號、醫(yī)技、收費、分診、藥品管理等多個子系統(tǒng)。經(jīng)過多年的發(fā)展，HIS系統(tǒng)所承受的數(shù)據(jù)處理壓力也越來越高。主要痛點包括：隨著就診人數(shù)的增長，需要保證系統(tǒng)的性能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要；醫(yī)院業(yè)務(wù)高峰期多集中在上午7點-10點，業(yè)務(wù)處理量激增，需要靈活的彈性負(fù)載支撐。需要滿足7x24小時高可靠運行的業(yè)務(wù)連續(xù)性要求。核心系統(tǒng)運行中斷，意味著醫(yī)療服務(wù)的中斷，直接影響患者就診及治療。避免由于系統(tǒng)故障導(dǎo)致患者無法辦理掛號、繳費、住院等業(yè)務(wù)而引起的醫(yī)療糾紛影響醫(yī)院聲譽(yù)。醫(yī)療行業(yè)信息系統(tǒng)中最重要的是數(shù)據(jù)。除了HIS系

15、統(tǒng)，醫(yī)院其他核心系統(tǒng)還包括PACS、EMR、LIS和CIS等應(yīng)用系統(tǒng)。包含了大量的醫(yī)療影像信息、病人電子病歷信息、臨床信息和檢驗信息等。信息量的不斷增加給醫(yī)院核心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫帶來了巨大的壓力。主要痛點包括：隨著就診人數(shù)的增長，要保證在業(yè)務(wù)高峰期數(shù)據(jù)庫處理的高性能，數(shù)據(jù)讀取不停頓保證核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)連續(xù)性，有數(shù)據(jù)庫冗余機(jī)制，保證數(shù)據(jù)不丟失解決數(shù)據(jù)增長瓶頸問題，保證核心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的擴(kuò)展能力。2.2 基礎(chǔ)架構(gòu)痛點分析通常醫(yī)院信息化系統(tǒng)建設(shè)比基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)速度快，經(jīng)常會出現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)跟不上信息化系統(tǒng)建設(shè)的問題。目前大部分醫(yī)院都已經(jīng)建成了以HIS、LIS、PACS等多個應(yīng)用系統(tǒng)組成的數(shù)據(jù)中心，但是在數(shù)

16、據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)上，還存在一些問題。一、由于醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)比較多，而且缺乏一定的規(guī)劃，存在多種不同的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，容易形成業(yè)務(wù)孤島，造成管理上的困難。二、在服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施的部署上，主要存在以下兩種情況：1、核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器靈活性不足，擴(kuò)展能力受限為了保證HIS等核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫性能，采用X86物理機(jī)部署。每個業(yè)務(wù)都部署一套物理主機(jī)（2臺冗余部署），但是平時服務(wù)器資源使用率不到30%，造成各個服務(wù)器資源浪費，而且穩(wěn)定性和可靠性相對不高，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)宕機(jī)的情況，影響醫(yī)院業(yè)務(wù)正常運行。在醫(yī)院業(yè)務(wù)早高峰期，核心系統(tǒng)服務(wù)器往往又會出現(xiàn)性能資源不足的情況，但是受限由于X86服務(wù)器的擴(kuò)展能力，無法進(jìn)行縱向

17、擴(kuò)展，只能進(jìn)行更換。但是更換核心服務(wù)器不但招投標(biāo)的采購周期比較長，而且更新核心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器涉及數(shù)據(jù)遷移和停機(jī)等問題，風(fēng)險比較高。2、核心系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施性能管理和資源管理存在問題為了提高系統(tǒng)資源利用率，部分醫(yī)院核心系統(tǒng)采用X86服務(wù)器+虛擬化的形式部署，靈活性有了一定保證，系統(tǒng)資源利用率也提高了，但是受限于單臺X86服務(wù)器的性能，只能用于部署非數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，仍然沒有解決核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的性能問題。另外，在虛擬化資源的管理上，通常沒有建設(shè)統(tǒng)一的資源池，也沒有使用統(tǒng)一的資源管理平臺和相關(guān)的管理工具，資源無法最大化利用。2.3 痛點問題需求總結(jié)醫(yī)院核心系統(tǒng)需要保證業(yè)務(wù)連續(xù)性，避免中斷；醫(yī)院核心系統(tǒng)需要高性

18、能有兼具靈活性和高擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施需要保證核心業(yè)務(wù)的穩(wěn)定、可靠和安全的運行。醫(yī)院需要建立基礎(chǔ)資源的統(tǒng)一管理和調(diào)配，提升基礎(chǔ)資源的服務(wù)能力，更好的滿足醫(yī)院業(yè)務(wù)發(fā)展。3、 推薦解決方案設(shè)計3.1 設(shè)計思路在本次推薦方案的設(shè)計過程中，根據(jù)對醫(yī)院信息化發(fā)展的痛點問題分析,在核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計思路如下：1、高性能：核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要采用高性能設(shè)備，保證HIS等核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫高效訪問數(shù)據(jù)和處理業(yè)務(wù)，消除因設(shè)備性能問題帶來的瓶頸。2、高可靠性：核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要實現(xiàn)雙機(jī)熱備或集群。在其中一臺服務(wù)器發(fā)生故障時，另外一臺或多臺服務(wù)器可以繼續(xù)對外提供服務(wù)。同時，服務(wù)

19、器應(yīng)具備高可靠性設(shè)計，具備部件冗余設(shè)計和比較高平均無故障時間。3、高擴(kuò)展性：核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)具備高可擴(kuò)展性，可以根據(jù)醫(yī)院業(yè)務(wù)的發(fā)展按需進(jìn)行擴(kuò)展，沒有擴(kuò)展瓶頸。4、高靈活性：滿足醫(yī)院業(yè)務(wù)高峰期的動態(tài)負(fù)載需要，基礎(chǔ)架構(gòu)在業(yè)務(wù)部署上可以更加靈活，資源可以按需提供服務(wù)。5、易管理性：具備統(tǒng)一資源管理的能力，通過統(tǒng)一的管理平臺，可以實現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)施資源的管理、控制和訪問。3.2 方案概述根據(jù)對醫(yī)療行業(yè)信息系統(tǒng)的發(fā)展痛點分析，可以總結(jié)醫(yī)院核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和基礎(chǔ)架構(gòu)的特點如下：核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫性能要求：業(yè)務(wù)高峰期需求高，并發(fā)性能要求高業(yè)務(wù)連續(xù)性要求：不能停機(jī)可擴(kuò)展性要求：滿足業(yè)務(wù)高速增長基礎(chǔ)

20、架構(gòu)靈活性：靈活滿足數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用部署需要可擴(kuò)展：架構(gòu)支持按需擴(kuò)展，同時支持縱向和橫向擴(kuò)展可管理：統(tǒng)一管理基礎(chǔ)設(shè)施資源根據(jù)核心系統(tǒng)和基礎(chǔ)架構(gòu)需求的特點，推薦解決方案如下：3.3 基于Power產(chǎn)品的架構(gòu)設(shè)計3.3.1 拓?fù)浼軜?gòu)圖3.3.2 架構(gòu)設(shè)計概述1、HIS服務(wù)器是醫(yī)院最重要的核心系統(tǒng)，為了保證單臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的性能和縱向可擴(kuò)展能力，不采用分區(qū)技術(shù)進(jìn)行部署。采用Power E950服務(wù)器進(jìn)行雙機(jī)冗余部署。由于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器要求縱向擴(kuò)展性能，Power E950服務(wù)器單臺服務(wù)器可以支持最大48個CPU核心，相對于X86服務(wù)只能縱向擴(kuò)展到4-8個CPU核心，醫(yī)院HIS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的性能和擴(kuò)展性都得

21、到了有效的保證。由于Power服務(wù)器自身就具備高可靠性，同時又進(jìn)行雙機(jī)部署，醫(yī)院核心系統(tǒng)HIS數(shù)據(jù)庫在性能和安全可靠性方面得到了雙重保障。2、醫(yī)院其他核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（PACS/EMR/LIS系統(tǒng)），采用Power E950服務(wù)器進(jìn)行雙機(jī)冗余部署，同時采用DLPAR技術(shù)實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動態(tài)分區(qū)負(fù)載。由于PACS/EMR/LIS系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫性能要求沒有HIS系統(tǒng)負(fù)載高，可以同時部署在一臺服務(wù)器上，提升服務(wù)器利用率。但是在業(yè)務(wù)高峰期，這幾個系統(tǒng)會表現(xiàn)出不同的動態(tài)負(fù)載要求。為了保證PACS/EMR/LIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在高峰期的性能同時又兼具靈活性，采用了DLPAR技術(shù)進(jìn)行部署，可以隨時按需調(diào)整

22、不同的LPAR分區(qū)性能。多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共同使用一臺服務(wù)器進(jìn)行部署，同樣要求縱向擴(kuò)展性能。Power E950服務(wù)器單臺服務(wù)器可以支持最大48個CPU核心，可以滿足在不同業(yè)務(wù)負(fù)載情況下，同時滿足PACS/EMR/LIS核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)的性能。由于Power服務(wù)器自身就具備高可靠性，同時又進(jìn)行雙機(jī)部署，醫(yī)院核心系統(tǒng)PACS/EMR/LIS數(shù)據(jù)庫在性能和安全可靠性方面得到了雙重保障。3、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器雙機(jī)系統(tǒng)全部采用 Power HA技術(shù)實現(xiàn)。保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，即使一臺服務(wù)器停止工作，也不會影響核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運行。4、應(yīng)用服務(wù)器需要橫向擴(kuò)能力，并且為了保證醫(yī)院多種不同應(yīng)用部署靈活性，需要使用虛擬化技

23、術(shù)。對于AIX應(yīng)用，為了保證系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，可以采用S924服務(wù)器+PowerVM虛擬化技術(shù)進(jìn)行部署，組建計算資源池，實現(xiàn)AIX應(yīng)用的靈活部署。對于Linux應(yīng)用，為了保證系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性且兼顧性價比，可以采用FP5802G2服務(wù)器進(jìn)行部署，同樣采用性能強(qiáng)勁的Power9處理器，功能上和價格上又比X86有優(yōu)勢，實現(xiàn)Linux應(yīng)用的高效部署。對于windows應(yīng)用，可以使用X86服務(wù)器組建的計算資源池進(jìn)行部署，然后使用基于OpenStack技術(shù)PowerVC云管理平臺，對所有資源進(jìn)行統(tǒng)一管理。5、存儲系統(tǒng)建議采用SAN冗余架構(gòu)進(jìn)行部署，然后建設(shè)存儲資源池，加入到PowerVC進(jìn)

24、行統(tǒng)一管理。架構(gòu)設(shè)計小結(jié)：醫(yī)院不同的業(yè)務(wù)有著不同的能力需求。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通常要求縱向擴(kuò)展能力，需要保障性能、安全和可靠性的要求。應(yīng)用服務(wù)器通常要求橫向擴(kuò)展能力，對靈活性和可擴(kuò)展性要求更多一些。對于醫(yī)院整個數(shù)據(jù)中心的來說，除了以上要求，還需要具備一定的可管理性，方便對基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行管理。3.3.3 Power服務(wù)器介紹3.3.3.1 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Power E950 以經(jīng)濟(jì)實惠的價格提供一系列獨特的企業(yè)級功能，采用可靠而緊湊的4路4U規(guī)格實現(xiàn)卓越的性能 。得益于2到4個8、10、11或12核的Power9處理器，高達(dá)16TB的DDR4內(nèi)存，內(nèi)置PowerVM虛擬化和容量隨需應(yīng)變(CoD)功能，

25、提供業(yè)界任何其他 4 路系統(tǒng)都無法比擬的每內(nèi)核性能、效率和業(yè)務(wù)敏捷性組合。Power E950是成長型中型企業(yè)的理想平臺，也適合用作大型企業(yè)的部門服務(wù)器或數(shù)據(jù)中心組成部分。Power Systems的開放、以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計將計算能力、內(nèi)存帶寬和眾多數(shù)據(jù)路徑融為一體，通過易于使用和管理的方式處理 數(shù)據(jù)及在應(yīng)用間移動數(shù)據(jù)。K1 Power E950 服務(wù)器使用全新的Power9處理器優(yōu)化了吞吐量，支持高達(dá)每內(nèi)核8線程(SMT8)的同步多線程功能。每個單芯片模塊擁有片上內(nèi)存控制器，可利用高達(dá)128MB片外eDRAM L4緩存來提供每路230 GB/秒的內(nèi)存帶寬。通過將新的PCIe第4代I/O控制器

26、直接集成到處理器中來進(jìn)一步減少延遲，I/O帶寬也得到顯著增加。主要特點包括：單臺服務(wù)器最大可配備16TB內(nèi)存在單臺服務(wù)器上通過高級微分區(qū)最多管理960臺虛擬機(jī)高于99.999%的正常運行時間造就行業(yè)領(lǐng)先的可靠性通過更快的芯片加密功能保護(hù)靜止的和移動的數(shù)據(jù)3.3.3.2 應(yīng)用服務(wù)器Power S924采用了全新Power9處理器，其內(nèi)核微架構(gòu)經(jīng)重新設(shè)計，憑借對稱數(shù)據(jù)處理引擎、更高效的指令流水線、更高的單線程性能，為全線新品服務(wù)器提供更高效快捷的負(fù)載處理能力，每核性能較Power8可提升40%，單核線程數(shù)提升4倍，L3高速緩存提升3.3倍，處理器互聯(lián)帶寬提升7倍，單處理器內(nèi)存容量提升2.7倍，內(nèi)存

27、帶寬提升2倍，IO總帶寬提升2倍。Power S924是一款雙路服務(wù)器，可提供多達(dá)24個激活內(nèi)核和靈活的 I/O 配置來滿足當(dāng)今的發(fā)展和未來的處理需求。主要特點包括：集成PowerVM Enterprise簡化了云部署，可部署PowerVC單臺服務(wù)器最大可配備4TB內(nèi)存專為安全性、可靠性和高性能而設(shè)計，輕松應(yīng)對當(dāng)前和未來的安全威脅業(yè)界最強(qiáng)的單核性能節(jié)省了許可成本FP5280G2是浪潮商用機(jī)器基于數(shù)據(jù)中心及應(yīng)用優(yōu)化，搭載OpenPOWER9處理器設(shè)計的一款高端雙路機(jī)架式服務(wù)器，該產(chǎn)品將極致的設(shè)計理念運用在性能、存儲、擴(kuò)展方面，面向新一代云計算、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等IT應(yīng)用時，具有突出表現(xiàn)。FP52

28、80G2是一款雙路服務(wù)器，可提供多達(dá)44個內(nèi)核、16個DDR4-2666內(nèi)存、4個GPU卡、24個熱插拔NVMe SSD全閃配置，單機(jī)IOPS可達(dá)1500萬+。主要特點包括：極致的性能體驗：支持最多44個OpenPOWER9處理器，16個內(nèi)存插槽，4個GPU插槽，24個熱插拔NVMe SSD豐富的配置：支持高達(dá)12塊3.5寸硬盤，或者28塊2.5寸硬盤，并同時支持內(nèi)置2塊M.2硬盤，支持OCP網(wǎng)卡，支持8個PCIe插槽，支持PCIe 4.0智能管理：全時監(jiān)控機(jī)器運行狀態(tài)，對故障進(jìn)行智能隔離和修復(fù)安全穩(wěn)定：支持TPM2.0安全控件3.3.4 DLPAR解決方案在醫(yī)院其他核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（PA

29、CS/EMR/LIS系統(tǒng)）的部署方案中，我們采用了DLPAR技術(shù)進(jìn)行部署，在保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的同時節(jié)約了服務(wù)器設(shè)備資源，提高了系統(tǒng)資源的利用率和靈活性。在介紹DLPAR之前，先說一下LPAR（邏輯分區(qū)）。邏輯分區(qū)就是將單臺服務(wù)器劃分成多個邏輯服務(wù)器，彼此運行獨立的應(yīng)用程序。邏輯分區(qū)不同于物理分區(qū)，物理分區(qū)是將物理的將資源組合形成分區(qū)，而邏輯分區(qū)則不需要考慮物理資源的界限。相對而言，邏輯分區(qū)具有更多的靈活性，可以在物理資源中自由的選擇部件，最大化的使用系統(tǒng)資源，但又最小化不必要的資源再分配。在邏輯分區(qū)的環(huán)境下，如CPU、內(nèi)存和I/O都可以獨立的分配給每個分區(qū)。邏輯分區(qū)的配置和管理是通過硬件管理

30、控制臺HMC實現(xiàn)的。由于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器E950具有許可硬件資源，可以配置最大48核心的CPU資源，可以配置最大16TB內(nèi)存，如果只部署一套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，比較浪費資源。使用邏輯分區(qū)（LPAR）技術(shù)可以實現(xiàn)：1、在一臺服務(wù)器上同時部署多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2、隔離多個不同系統(tǒng)的應(yīng)用，互相不影響3、靈活的資源配置在一臺服務(wù)器上同時部署多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以減少硬件采購成本，提升服務(wù)器資源利用率?？梢詫⒍鄠€數(shù)據(jù)庫運行于單臺E950服務(wù)器的不同LPAR分區(qū)上。因為邏輯分區(qū)是完全彼此獨立的，所以運行于不同分區(qū)的數(shù)據(jù)庫和工作負(fù)載不會彼此互相干擾。每一個分區(qū)的資源僅僅歸屬于LPAR分區(qū)自身，不會影響其他LPAR分區(qū)的應(yīng)用。

31、之前需求提到在醫(yī)院早高峰期間，對于不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（PACS/EMR/LIS系統(tǒng)）工作負(fù)載或者應(yīng)用可能會改變對資源的要求。對于LPAR邏輯分區(qū)，為了應(yīng)對這種變化，需要重新申請硬件資源改變分區(qū)資源。資源分配需要手動進(jìn)行調(diào)整，必須要停止邏輯分區(qū)的運行，然后重新引導(dǎo)分區(qū)，響應(yīng)非常不及時。為了避免出現(xiàn)這種情況，需要動態(tài)邏輯分區(qū)（DLPAR）技術(shù)進(jìn)行實現(xiàn)。動態(tài)邏輯分區(qū)（DLPAR）具有動態(tài)增加、刪除資源的能力，可以動態(tài)的增加、刪除CPU、內(nèi)存和適配卡，而不用重新啟動機(jī)器。動態(tài)邏輯分區(qū)，具有邏輯分區(qū)的所有優(yōu)點，又增加了動態(tài)改變系統(tǒng)資源使用的能力，提供了更大的靈活性。使用動態(tài)邏輯分區(qū)（DLPAR）技術(shù)可以

32、實現(xiàn)：1、靈活性得到提高，除了資源可以動態(tài)調(diào)整，有故障資源可以動態(tài)刪除，系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性顯著提高2、在醫(yī)院系統(tǒng)運行的高峰時刻，可以在不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分區(qū)之間移動CPU和內(nèi)存等資源，高峰過后則可將這些資源重新轉(zhuǎn)移回去。3、可以使用CUoD功能可動態(tài)的激活并使用資源?？梢蕴崆安少徍髠滟Y源，然后在高峰期或者需要更多的處理能力時激活使用，而這些后備資源可以在確定需要激活時才付費。3.3.5 Power HA解決方案PowerHA是用于Power系列服務(wù)器上的高可靠集群軟件，通過冗余配置，消除單點故障，保證整個系統(tǒng)連 續(xù)可用性和安全可靠性。PowerHA是利用網(wǎng)絡(luò)來偵測主機(jī)及網(wǎng)卡的狀況，搭配AIX所

33、提供的硬盤鏡像等功能，在主機(jī)、網(wǎng)卡、硬盤控制卡、硬盤或網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，自動切換到另一套備用元件上重新工作。若是主機(jī)故障則切換至備份機(jī)上繼續(xù)應(yīng)用系統(tǒng)的運行。PowerHA解決方案始終提供可靠的監(jiān)控、故障檢測和業(yè)務(wù)應(yīng)用環(huán)境向備份資源的自動恢復(fù)，為核心數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)彈性奠定基礎(chǔ)。具體方案的實現(xiàn)：1、在醫(yī)院兩臺E950數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上同時安裝并運行PowerHA軟件； 兩臺服務(wù)器的雙機(jī)運行模式主要有三種：一臺服務(wù)器運行應(yīng)用，另外一臺服務(wù)器做為備份兩臺服務(wù)器除正常運行本機(jī)的應(yīng)用外，同時又作為對方的備份主機(jī)(負(fù)載均衡工作模式)兩臺服務(wù)器同時運行相同的應(yīng)用（需要數(shù)據(jù)庫的支持）2、兩臺主機(jī)系統(tǒng)在整個運行過程中，通過“

34、心跳線”相互監(jiān)測對方的運行情況(包括系統(tǒng) 的軟硬件運行、網(wǎng)絡(luò)通訊和應(yīng)用運行情況等)；3、一旦發(fā)現(xiàn)對方主機(jī)的運行不正常(出故障)時，故障機(jī)上的應(yīng)用就會立即停止運行，本機(jī)(故障機(jī)的備份機(jī))就會立即在自己的機(jī)器上啟動故障機(jī)上的應(yīng)用，把故障機(jī)的應(yīng)用及其資源(包括用到的IP地址和磁盤空間等)接管過來，使故障機(jī)上的應(yīng)用在本機(jī)繼續(xù)運行；4、應(yīng)用和資源的接管過程由 PowerHA 軟件自動完成，無需人工干預(yù)；5、當(dāng)兩臺主機(jī)正常工作時，也可以根據(jù)需要將其中一臺機(jī)上的應(yīng)用人為切換到另一臺機(jī)(備份機(jī))上運行。3.3.6 Power VM+VC解決方案為了滿足醫(yī)院應(yīng)用服務(wù)器的部署需要，需要橫向的擴(kuò)展架構(gòu)和虛擬化系統(tǒng)作

35、為支撐。Power S924作為橫向擴(kuò)展架構(gòu)服務(wù)器可以幫助醫(yī)療行業(yè)用戶提高整體性能、可用性。同時借助Power服務(wù)器的PowerVM虛擬化解決方案，可以整合大量的應(yīng)用程序和服務(wù)器，將其系統(tǒng)資源完全虛擬化，從而提供一個更具靈活性更節(jié)省成本的動態(tài)IT基礎(chǔ)架構(gòu)。在絕大多數(shù)醫(yī)院基礎(chǔ)設(shè)施中，比較典型的情況是，核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用的是小型機(jī)服務(wù)器，但是非關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器可能同時采用的是PowerVM虛擬化和基于x86服務(wù)器的虛擬化系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理這些虛擬化資源，可以采用基于OpenStack架構(gòu)、面向云計算而設(shè)計的管理平臺PowerVC來實現(xiàn)統(tǒng)一管理。3.3.6.1 Power VM介紹Power服務(wù)

36、器虛擬化方案基于穩(wěn)定高效的Power基礎(chǔ)硬件平臺，配合居于40多年領(lǐng)導(dǎo)地位的虛擬化技術(shù)，以及最新的基于AIX核心技術(shù)的純軟虛擬化，提供自下而上一整套完善、穩(wěn)定、靈活的服務(wù)器合并和虛擬化方案。通過PowerVM虛擬化技術(shù)、功能和產(chǎn)品，可以合并應(yīng)用、服務(wù)器和虛擬化系統(tǒng)資源，使基礎(chǔ)設(shè)施更加靈活。PowerVM主要特點包括：將來自多個操作系統(tǒng)的不同應(yīng)用合并到一臺的服務(wù)器上，包括AIX和Linux虛擬化處理器、內(nèi)存和 I/O 資源，提高資源利用率，并降低系統(tǒng)成本動態(tài)調(diào)整服務(wù)器能力，滿足不斷變化的工作負(fù)載需求在服務(wù)器之間移動正在運行的分區(qū)，減少計劃內(nèi)停機(jī)時間實施 Power服務(wù)器虛擬化整合方案可以在控制成

37、本的同時改進(jìn)整體性能、可用性和能源效率，從而提供一個更加靈活、更加動態(tài)的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施。PowerVM主要功能介紹：1、微分區(qū)（Micro-partition）：芯片級虛擬化技術(shù)，PowerVM企業(yè)版可以實現(xiàn)單核20個微分區(qū)，以1/20為單位劃分CPU資源，E950最大支持1000個微分區(qū)。2、虛擬I/O服務(wù)（Virtual I/O Server）：VIOS實現(xiàn)以太網(wǎng)、 SCSI 和光纖通道磁盤的共享。3、集成虛擬化管理器（IVM）：IVM的管理功能是 HMC功能的一個子集。如果服務(wù)器的物理資源有限，又沒有HMC，但用戶仍然希望將服務(wù)器劃分成多個分區(qū)、安裝不同操作系統(tǒng)以供多個應(yīng)用使用時，就可

38、以采用 IVM。4、動態(tài)分區(qū)遷移（ LPM）：LPM實現(xiàn)把一個正在運行的邏輯分區(qū)實時遷移到另一臺物理服務(wù)器上。允許將正在運行的AIX和Linux分區(qū)以及它們所承載的應(yīng)用程序從一臺物理服務(wù)器遷移到另一臺物理服務(wù)器，而不會對基礎(chǔ)服務(wù)產(chǎn)生任何影響。5、工作負(fù)載分區(qū) （WPAR）技術(shù)是一種全新的軟件虛擬技術(shù)，用于隔離用戶和應(yīng)用程序。WPAR是由軟件創(chuàng)建的、AIX映像中的虛擬化的操作系統(tǒng)環(huán)境。對于所承載的應(yīng)用程序來說，每個工作負(fù)載分區(qū)都是一個安全的、隔離的環(huán)境。WPAR中的應(yīng)用程序認(rèn)為，它正執(zhí)行于自己的、專門的 AIX實例中。對于大多數(shù)應(yīng)用程序來說，WPAR就好像是一個AIX的啟動實例。通常，在 WPA

39、R中，應(yīng)用程序無需修改就可以運行。6、動態(tài)應(yīng)用程序遷移（LAM）：它允許移動工作負(fù)載，而不是整個分區(qū)。實際的目標(biāo)WPAR可以是不同的服務(wù)器，但并不一定必須是不同的服務(wù)器。它比較靈活，因為您可以在一些具備混合物理體系結(jié)構(gòu)（Power8 和Power9）的環(huán)境中使用它。它可以將應(yīng)用程序從需要計劃停機(jī)以便進(jìn)行維護(hù)的系統(tǒng)中移動到別處。通過將工作負(fù)載從不堪重負(fù)的服務(wù)器移動到負(fù)載較輕的服務(wù)器，它還可以用于提高性能。而且，通過采用這種方式移動工作負(fù)載以允許物理服務(wù)器在非高峰期間進(jìn)入睡眠狀態(tài)，它還可以幫助節(jié)約電能。3.3.6.2 Power VC介紹PowerVC是基于開源OpenStack而推出的云管平臺。

40、其架構(gòu)是基于OpenStack的實現(xiàn)方式，包括nova、cinder和neutron等組件。所有組件的服務(wù)進(jìn)程都運行在PowerVC節(jié)點。以nova為例，所有nova進(jìn)程都運行在PowerVC節(jié)點，后端驅(qū)動為HMC，通過HMC來實現(xiàn)VM分區(qū)的創(chuàng)建和管理。一直以來Power主機(jī)都是由IVM（Integrated Virtualization Manager）和HMC（Hardware Management Console）管理平臺來管理。IVM 只能管理自己所在的Power主機(jī)，而HMC 雖然可以管理多臺Power主機(jī)，但由于其可擴(kuò)展性局限和操作相對繁瑣以及需要管理員具備Power上的相當(dāng)多的領(lǐng)

41、域知識，從成本、操縱性、可拓展性等都漸漸跟不上時代發(fā)展。迫切地需要一款滿足開放標(biāo)準(zhǔn)，操作簡單的一體化的Power平臺管理軟件。PowerVC 就是為滿足此需求而生的產(chǎn)品。它基于 OpenStack，操作簡便并滿足并提供了OpenStack上標(biāo)準(zhǔn)接口，可謂是應(yīng)時事的產(chǎn)品。PowerVC主要特性包括：支持絕大多數(shù)OpenStack的標(biāo)準(zhǔn)接口，用戶應(yīng)用程序如支持OpenStack標(biāo)準(zhǔn)則直接可以添加Power的管理而不需要專門實現(xiàn)即可實現(xiàn)程序?qū)?。PowerVC在HMC上再抽象一層，同時可以管理多個HMC。操作簡潔，管理員無需具有Power領(lǐng)域知識即可進(jìn)行操作。支持Storwize及EMC的SAN存儲，提供更企業(yè)級的存儲管理。支持