醫(yī)院服務器存儲方案及對策3.1

-.z目錄TOC\o"1-4"\h\z目錄1**樟木頭人民醫(yī)院效勞器、存儲系統(tǒng)設計方案說明2一、工程概述2二、效勞器、存儲系統(tǒng)架構(gòu)組成設計3三、效勞器系統(tǒng)設計3四、存儲系統(tǒng)設計5五、系統(tǒng)設計特點11**樟木頭人民醫(yī)院效勞器、存儲系統(tǒng)設計方案說明一、工程概述樟木頭人民醫(yī)院位于樟木頭鎮(zhèn)東城區(qū)仙河大道、莞惠公路旁，廣深鐵路在樟木頭鎮(zhèn)設有車站，醫(yī)院占地面積6萬多平方米。病床330*，職工500余人，日門診量預計在1500～2000人次左右，現(xiàn)有醫(yī)生工作站150臺左右。其中高級職稱68多人，中級職稱60余人，是一所集醫(yī)療、教學、科研、預防、康復于一體的國營非營利性綜合性醫(yī)院，是**市社會醫(yī)療保險定點醫(yī)院，是法定產(chǎn)科醫(yī)院，是全鎮(zhèn)唯一一家法定發(fā)放醫(yī)學出生證的醫(yī)療機構(gòu)，是**省普通高等醫(yī)學院校教學醫(yī)院，是珠江三角洲經(jīng)濟開展區(qū)的知名醫(yī)院。在經(jīng)濟全球化，社會信息化的進程中，醫(yī)院已經(jīng)進入了數(shù)字化和信息化的時代，大型的數(shù)字化醫(yī)療設備在醫(yī)院中使用，各種醫(yī)院管理信息系統(tǒng)和醫(yī)療臨床信息系統(tǒng)正在普及。常見的系統(tǒng)包括醫(yī)院信息系統(tǒng)HIS：(HospitalInformationSystem)、實驗室信息系統(tǒng)LIS：〔LaboratoryInformationSystem〕、醫(yī)學影像存檔與傳輸系統(tǒng)PACS：〔PictureArchivingandmunicationSystem〕、臨床信息系統(tǒng)CIS：(ClinicalInformationSystem)、電子病歷CPR：〔puterizedPatientRecord〕、社保系統(tǒng)等?？紤]現(xiàn)有醫(yī)院2臺效勞器將無法承當全院的業(yè)務量，為完善樟木頭人民醫(yī)院信息化建立，保證HIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)業(yè)務正常運行，現(xiàn)重新規(guī)劃設計醫(yī)院的信息化系統(tǒng)。具體設計方案如下：二、效勞器、存儲系統(tǒng)架構(gòu)組成設計三、效勞器系統(tǒng)設計1、HIS系統(tǒng)效勞器HIS〔HospitalInformationSystem〕即醫(yī)院信息系統(tǒng)：主要是醫(yī)院各科室對病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取、交換，由于其需要多任務同時處理，并且需要數(shù)據(jù)庫的長時間運行。所以HIS系統(tǒng)對效勞器CPU浮點運算能力要求特別高，現(xiàn)有醫(yī)生工作站150臺，預計在半年之內(nèi)醫(yī)生工作站有一定量的增長，為了能滿足未來擴展需求，HIS系統(tǒng)需配置2臺安騰效勞器。HIS系統(tǒng)效勞器：在數(shù)據(jù)中心機房HIS門診系統(tǒng)效勞器采用2臺安騰效勞器、32GB內(nèi)存〔支持熱插拔〕、4塊硬盤，做RAID0＋1陣列，2臺效勞器之間通過2塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡實現(xiàn)兩條心跳線相連，同時安裝HA雙機熱備軟件。2、PACS系統(tǒng)效勞器PACS是PictureArchivingandmunicationSystems的縮寫，意思為影像歸檔和通信系統(tǒng)。它是應用在醫(yī)院影像科室的系統(tǒng)，主要的任務就是把日常產(chǎn)生的各種醫(yī)學影像〔包括核磁，CT，超聲，各種*光機，各種紅外儀、顯微儀等設備產(chǎn)生的圖像〕通過各種接口〔模擬，DI，網(wǎng)絡〕以數(shù)字化的方式海量保存起來，當需要的時候在一定的授權(quán)下能夠很快的調(diào)回使用，同時增加一些輔助診斷管理功能。由于醫(yī)療影像設備接口類別眾多，同時每天產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何在各種影像設備間傳輸數(shù)據(jù)和如何組織存儲數(shù)據(jù)對于系統(tǒng)至關(guān)重要的。所以PACS系統(tǒng)對效勞器CPU浮點運算能力要求不高，但PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)計算復雜程度很大，要求的內(nèi)存值也就很大，固PACS系統(tǒng)對效勞器內(nèi)存值要求特別高，所以PACS系統(tǒng)需配置安騰效勞器。PACS系統(tǒng)效勞器：在數(shù)據(jù)中心機房PACS系統(tǒng)效勞器采用2臺安騰效勞器、32GB內(nèi)存〔支持熱插拔〕、4塊硬盤，做RAID0＋1陣列，2臺效勞器之間通過2塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡實現(xiàn)兩條心跳線相連，同時安裝HA雙機熱備軟件。3、總院中間件效勞器總院中間件效勞器采用醫(yī)院原有2臺效勞器。4、應急效勞器應急效勞器：在總院數(shù)據(jù)中心機房和一門診各采用一臺雙路至強效勞器、16GB內(nèi)存，8塊硬盤，做RAID6陣列，此效勞器是以備意外事件發(fā)生提功快速頂替?zhèn)溆茫?塊磁盤做RAID6提供平安、可靠，同時可以提供大容量存儲，高速的讀寫性能。5、一門診系統(tǒng)效勞器一門診HIS＋PACS＋LIS效勞器：因現(xiàn)一門診業(yè)務量一般，設計時把HIS＋PACS＋LIS合并在一臺效勞器上，為考慮以后擴展效勞器采用2臺安騰效勞器、32GB內(nèi)存〔支持熱插拔〕、4塊硬盤，做RAID0＋1陣列，2臺效勞器之間通過2塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡實現(xiàn)兩條心跳線相連，同時安裝HA雙機熱備軟件。應急效勞器：在數(shù)據(jù)中心機房平安備用效勞器采用一臺QPI架構(gòu)雙路效勞器、16GB內(nèi)存，8塊硬盤，做RAID6陣列，這效勞器是以備意外事件發(fā)生提功快速頂替?zhèn)溆茫?塊磁盤做RAID6提供平安、可靠，同時可以提供大容量存儲，高速的讀寫性能。4、系統(tǒng)主要功能效勞器采用4塊硬盤設計為RAID0＋1陣列，有效保證存儲性能和數(shù)據(jù)平安兼顧。它在提供與RAID1一樣的數(shù)據(jù)平安保障的同時，也提供了與RAID0近似的存儲性能。RAID0+1的特點使其特別適用于既有大量數(shù)據(jù)需要存取，同時又對數(shù)據(jù)平安性要求嚴格的領(lǐng)域，如銀行、金融、商業(yè)超市、倉儲庫房、各種檔案管理等；2臺效勞器之間通過2塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡實現(xiàn)兩條心跳線相連互相監(jiān)測，備份效勞器時刻監(jiān)視主效勞器的運狀況，當確認主效勞器出現(xiàn)故障后，就接收主效勞器運行的相關(guān)程序，接收切換時間在10～120秒內(nèi)；同時每臺效勞器分別使用雙口HBA卡分別連接2臺光纖交換機上，再連接到FC光纖存儲的兩個控制器上，實現(xiàn)鏈路連接的冗余。整個系統(tǒng)架構(gòu)中，無論從效勞器、HBA卡、光纖鏈路、存儲控制器都是2套，提供冗余保障和防止任何的單點故障；如果總院數(shù)據(jù)中心效勞器發(fā)生故障或數(shù)據(jù)喪失，可以直接啟動災備中心的應用，遠程容災中心可在分鐘內(nèi)通過手動切換過來，接收應用，有效保證了總院業(yè)務數(shù)據(jù)實時傳送的順利進展。當數(shù)據(jù)中心修復好后，再通過災備中心來恢復數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，這樣系統(tǒng)又恢復到原來的狀態(tài)。四、存儲系統(tǒng)設計1、存儲系統(tǒng)設計總院業(yè)務數(shù)據(jù)主存儲：采用1臺8GB16盤位FC光纖存儲，并配置1臺8GB16盤位擴展柜，主存儲磁盤陣列柜上配置16塊450GBFC光纖硬盤，做RAID6＋熱備盤，可用容量設計為5.85TB，在主存儲器上光纖磁盤劃一個陣列，做2個LUN，給HIS系統(tǒng)使用，其中一個LUN由控制器A控制；另一個LUN給PACS系統(tǒng)使用，由控制器B控制；另外擴展柜單獨劃分一個陣列，做3個LUN，由控制器B控制，主要給PACS的二級存儲及文件歸檔，其它2個LUN給其它應用系統(tǒng)預留的二級存儲空間。根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)有業(yè)務量估算HIS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在初期1～3年內(nèi)會保持在1.2TB～1.8TB左右；PACS系統(tǒng)主要是圖片數(shù)據(jù)，文件容量初期1～3年內(nèi)會保持在3.0TB～4.0TB左右；二級存儲配置為7.0TB，用來保存一年后的數(shù)據(jù)?？傇罕镜豒DBS存儲：采用1臺16盤位UDBS存儲，主柜使用16塊1TB硬盤，通過數(shù)據(jù)同步連續(xù)性數(shù)據(jù)保護的方式，與效勞器和主存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)根本保持一致；通過電信專網(wǎng)10M容災，與一門診的UDBS存儲同步數(shù)據(jù)。一門診業(yè)務數(shù)據(jù)主存儲：采用1臺16盤位8GBFC光纖存儲，存儲磁盤陣列柜上配置10塊450GB硬盤，做RAID6＋熱備盤，可用容量設計為3.15TB，劃3個LUN，主要1個LUN給HIS做門診，可保存3年的數(shù)據(jù)；1個LUN給PACS，可保存7年的數(shù)據(jù)，1個LUN其它應用系統(tǒng)做三年保存數(shù)據(jù)；其中HIS系統(tǒng)LUN由控制器A控制；PACS系統(tǒng)LUN給由控制器B控制；其它1個LUN給其它應用系統(tǒng)預留的存儲空間，同時由B控制器管理。一門診UDBS存儲：采用1臺16盤位UDBS存儲，主柜使用16塊1TB硬盤，通過數(shù)據(jù)同步連續(xù)性數(shù)據(jù)保護的方式，與門診效勞器和門診存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)根本保持一致；用于門診災備數(shù)據(jù)UDBS存儲，將醫(yī)院和門診兩地UDBS數(shù)據(jù)容災同步。2、容災系統(tǒng)設計I.數(shù)據(jù)保護說明1、核心存儲失效問題容災系統(tǒng)可以對核心的數(shù)據(jù)卷做完整的保護。通過它的鏡像功能，可以對生產(chǎn)系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)卷進展一對一、一對多的鏡像。此功能保護了數(shù)據(jù)卷的數(shù)據(jù)平安，使得在數(shù)據(jù)卷發(fā)生結(jié)合容災系統(tǒng)特有的“提升〞能力，可以在主存儲設備發(fā)生損壞，數(shù)據(jù)卷完全喪失的情況下，立即提升在容災系統(tǒng)上的鏡像卷為生產(chǎn)卷，從而使得生產(chǎn)效勞器可以使用原鏡像卷作為數(shù)據(jù)卷，并繼續(xù)使用原先鏡像的數(shù)據(jù)提供效勞。在主存儲修復，數(shù)據(jù)鏡像回主存儲的數(shù)據(jù)卷后，可以在遇到意外時，依舊有一個完整的數(shù)據(jù)副本。之后可將容災系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)卷重新降為鏡像卷，因此完全解決了主存儲損壞時系統(tǒng)長時間的停頓。2、由于邏輯錯誤等引起數(shù)據(jù)損壞容災系統(tǒng)在對核心的數(shù)據(jù)卷做完整的保護的同時，可以使用快照技術(shù)保護歷史數(shù)據(jù)。我們知道，在誤操作、病毒、黑客等問題發(fā)生時，不但可能非法修改數(shù)據(jù)，還可能惡意刪除數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)被惡意刪除的時候，鏡像卷的數(shù)據(jù)將同步進展刪除操作。而使用快照功能，可以保存快照?？煺湛梢园凑諘r間進展方案，也可以手工完成。在實施數(shù)據(jù)卷的快照時，只保存快照點時間開場數(shù)據(jù)的變化量，因此使用的空間極小，但用戶卻依次能保存多個數(shù)據(jù)的副本。利用快照技術(shù)，不但可以完全防止各種有意無意的數(shù)據(jù)刪除動作，還能追溯不同時間的不同數(shù)據(jù)版本，進展數(shù)據(jù)分析或測試。結(jié)合“標尺〞恢復技術(shù)，可以利用快照將數(shù)據(jù)損失減少到“秒〞的級別。3、操作系統(tǒng)的保護操作系統(tǒng)是應用的根底。操作系統(tǒng)的保護是應用數(shù)據(jù)保護的一個重要組成局部。對操作系統(tǒng)的保護主要有兩個方面的要求：能有效保護操作系統(tǒng)相應信息，包括系統(tǒng)卷信息、+類注冊數(shù)據(jù)庫、活動目錄、引導文件、注冊表信息和系統(tǒng)文件等。在硬件損壞、系統(tǒng)崩潰、發(fā)生意外災難、維護等時候能快速、正確地恢復系統(tǒng)到原先的狀態(tài)。當應用效勞器的本地硬盤損壞的時候，只需要使用一個可以引導的FC協(xié)議HBA卡，將容災系統(tǒng)內(nèi)的系統(tǒng)卷鏡像提升為生產(chǎn)卷，即可進展遠程引導，立即重新啟用應用系統(tǒng)。4、災難防護能力的擴展根據(jù)備份與遠程災備方案設計要求，可以對醫(yī)院提供業(yè)務數(shù)據(jù)中心和同城的數(shù)據(jù)級備援的遠程方案。在災難的恢復體系中，本地的恢復直接利用容災系統(tǒng)所具有的瞬間恢復功能即可完成，而災備中心可通過人工干預來啟動業(yè)務系統(tǒng)。II.快速恢復過程1、數(shù)據(jù)庫記錄喪失如果是數(shù)據(jù)庫的局部表或記錄受損，只需將前*一時刻點的數(shù)據(jù)邏輯快照提取出來〔可以在本地也可以在異地〕，分配給原有效勞器，就可以恢復數(shù)據(jù)庫受損的局部數(shù)據(jù)整個數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)錯誤，利用容災系統(tǒng)管理器，只需要將指定時間點的快照mount上來，完整的歷史點數(shù)據(jù)庫就可以使用了，當然你可以抽取任何喪失的記錄。2、文件喪失的恢復如果意外刪除文件，或查詢*一時刻之前的局部數(shù)據(jù)，通過容災系統(tǒng)的時間點及快照功能，只需在線的將前*一時刻點版本數(shù)據(jù)的文件通過主機直接拷貝到當前磁盤中，以恢復受損的文件。3、主機系統(tǒng)故障恢復如本地核心業(yè)務效勞器應用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通過容災系統(tǒng)進展數(shù)據(jù)的遠程引導啟動。同時對應用系統(tǒng)進展方向復制，把容災系統(tǒng)恢復到本地業(yè)務效勞器上。4、本地磁盤故障容災系統(tǒng)需對各應用效勞器的系統(tǒng)卷進展全面全功能的鏡像，如果系統(tǒng)效勞器本地磁盤故障，用該鏡像只需要使用FC光纖卡進展引導，將容災系統(tǒng)內(nèi)的系統(tǒng)卷鏡像提升為生產(chǎn)卷，即可進展遠程引導，立即重新啟用應用系統(tǒng)。5、生產(chǎn)站點失效下的恢復當本地信息中心受損時〔如停電、自然災害等〕，在省院遠程中心具備一套相似的備用主機系統(tǒng)，這時，可利用在省院信息中心的備用系統(tǒng)，先將相對應的損壞效勞器操作系統(tǒng)卷提升出來，Mount到備用效勞器上，再通過提升數(shù)據(jù)卷快速恢復受損單位業(yè)務環(huán)境。6、隨時演練測試容災系統(tǒng)具有靈活的災備數(shù)據(jù)提取和驗證機制，確保了災備體系的一致性確認以及應急流程的完善和應急人員的專業(yè)化，恢復演練不會對生產(chǎn)系統(tǒng)造成任何影響。2、系統(tǒng)主要功能根據(jù)醫(yī)療行業(yè)相關(guān)要求，一些醫(yī)療數(shù)據(jù)要保存至少7年以上，但這些數(shù)據(jù)并不是經(jīng)常，所以可將長期不使用的數(shù)據(jù)遷移到二級存儲當中，節(jié)省出來珍貴的一級存儲空間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分層存儲。總院主業(yè)務主存儲和門診主業(yè)務存儲采取冗余硬件控制器架構(gòu)，主機通道為8Gb的光纖通道，完全滿足HIS系統(tǒng)的多并發(fā)數(shù)據(jù)量以及PACS系統(tǒng)高帶寬的要求，并具備良好的可擴展性。主存儲采用多種主機接口〔FC+iSCSI〕，F(xiàn)C提供滿足高吞吐量，iSCSI提供靈活部署，具備遠程容災的能力。本地備份存儲可以隨時擴展容量，同時在備份效勞器上安裝相關(guān)備份組件，可有效保護HIS和PACS系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)。24*7持續(xù)保護應用效勞器：透過應用效勞器端的磁盤保護工具，即時監(jiān)測所有系統(tǒng)和資料，在幾乎不影響應用程序運作的情況下記錄磁盤區(qū)塊新增異動，并依照管理者設定的保護原則，將差異的磁盤區(qū)塊持續(xù)或定時排程的復制到UDBS儲存效勞器，接著運用TimeMark快照技術(shù)，保存多達255個不同時間點的磁盤復本，無論應用效勞器的系統(tǒng)當機、資料損毀或是硬體故障，都可以利用磁盤復本在最短的時間內(nèi)復原至正常狀態(tài)。100%保證資料庫回復一致性：應用效勞器的資料庫在執(zhí)行快照時為了確?；貜唾Y料一致性，必須暫時停頓運作。寶德UDBS特別針對所有主流的資料庫、應用程序，提供給用感知〔Application-aware〕的資料庫代理程序〔DBagent〕，當資料庫接收到快照通知時，代理程序會自動執(zhí)行記憶體資料寫入磁盤，快照后重啟資料庫等動作，不需撰寫Script，就能100%確?？煺諅浞輹r資料庫的一致性，而且執(zhí)行時資料庫只會暫停一瞬間，完全不影響日常營運。5分鐘復原作業(yè)系統(tǒng)，關(guān)鍵應用不中斷：惡意程序破壞、更新程序沖突、硬盤故障等狀況都可能導致作業(yè)系統(tǒng)不穩(wěn)或當機，傳統(tǒng)備份機制需要冗長的程序才能回復正常運作。透過寶德UDBS的RemoteBoot遠端啟動機制，可以在意外發(fā)生后，指定最后或特定時間點的快照復本磁盤，在應用伺服器重新開機后接手本機硬盤，5分鐘內(nèi)就能恢復系統(tǒng)正常運作，完全不需重新安裝作業(yè)系統(tǒng)和回存資料，將停機造成的損失降至最低。立即檢視、隨時驗證的備份復原：傳統(tǒng)備份機制只能從備份紀錄中確認工作執(zhí)行完畢，卻不代表資料已被正確保護，且回復失敗的可能性很高。寶德UDBS在應用效勞器端就能快速轉(zhuǎn)換快照磁盤復本并檢視內(nèi)容，透過FibreChannel與應用效勞器連結(jié)，1分鐘內(nèi)就能直接載入檔案系統(tǒng)進展資料比對和復原驗證，完全不需長時間的資料回復，或占用效勞器本身的磁盤空間，影響系統(tǒng)運作。自動彈性切換時時同步/異步復制模式：寶德UDBS具有連續(xù)和周期兩種遠程復制模式。周期復制模式支持擁有的MicroScan功能，可將帶寬的利用率發(fā)揮到最高。一般遠程復制技術(shù)在執(zhí)行差異數(shù)據(jù)比對時，是以4KB～64KB為處理單位進展復制，即使資料變化量缺乏1KB，系統(tǒng)仍須以4~64KB為單位傳送資料，進而產(chǎn)生許多冗余的流量，占用額外帶寬。MicroScan則以最細微的512bytes為單位追蹤磁盤區(qū)變化，由于顆粒度更細，產(chǎn)生冗余區(qū)塊的比率非常低，傳輸差異數(shù)據(jù)時所需的帶寬更小。在執(zhí)行復制時啟用MicroScan可節(jié)省90%的網(wǎng)路流量。連續(xù)復制是寶德UDBS提供的異步復制〔asynchronousreplication〕，在此模式下，所有變化數(shù)據(jù)皆會被傳送至遠端，RPO〔復原點目標〕比周期復制模式小，即災難發(fā)生后的資料喪失量較少。連續(xù)復制同樣也可按照排程在本地和遠端建立快照復本，并配合安裝在主機上的代理程序，確保回復時副本數(shù)據(jù)的一致性。連續(xù)復制還具備自動復制模式轉(zhuǎn)換功能。如果發(fā)生網(wǎng)路中斷、壅塞，導致緩沖區(qū)被寫入數(shù)據(jù)占滿時，系統(tǒng)會自動終止連續(xù)復制模式的運作，轉(zhuǎn)為周期復制模式，同時啟用MicroScan功能來降低流量沖擊，防止連線恢復時因差異資料量過大，占滿整個網(wǎng)路的狀況。支持多種進階網(wǎng)路功能，節(jié)省設備投資：無論周期復制或連續(xù)復制模式，皆支持先進的網(wǎng)路管理/流量優(yōu)化功能。復制流量管理〔ReplicationThrottling〕可限制傳輸帶寬的上限，并依照網(wǎng)路流量尖峰與離峰時段，設定不同的傳輸頻寬上限，提升頻寬利用率；透過壓縮〔pression〕功能，可減少資料在經(jīng)過WAN傳送時耗損的頻寬；內(nèi)建的加密〔encryption〕功能，可卸載現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)及效勞器執(zhí)行SSL加密作業(yè)負荷，增進整體效能；支援斷點續(xù)傳，當網(wǎng)路中斷時，會從中斷處接續(xù)未完成之檔案，而非全部重傳，亦免除比對兩地磁盤差異的完整磁區(qū)掃描作業(yè)，節(jié)省時間和系統(tǒng)資源。以上功能