網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)

1、學(xué)院：歪新人學(xué)院 專業(yè)：網(wǎng)卡 班級：02級 姓名：外需 選修課程：網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù) 老師：不知道 時間：不祥 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)一、需求分析11、背景12、醫(yī)院數(shù)據(jù)分析1二、技術(shù)分析31、 DAS32、NAS43、SAN5三、技術(shù)選型6四、總體設(shè)計71、先進性72、數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的高可靠性73、系統(tǒng)的高性能74、系統(tǒng)的可擴展性/可擴充性75、靈活性和系統(tǒng)管理的簡單性86、價格適中、投資合理87、可發(fā)展性8五、性價比與分析9六、詳細設(shè)計10七、總結(jié)11醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)一、需求分析1、背景 在科技日益發(fā)達的今天，任何集團都在網(wǎng)絡(luò)化。如：學(xué)校、銀行、超市、企業(yè)、醫(yī)院等都在進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，日益繁多的數(shù)據(jù)選

2、擇何種存儲方式，有賴于計算機存儲行業(yè)的發(fā)展DAS、NAS、SAN。2、醫(yī)院數(shù)據(jù)分析2.1醫(yī)院設(shè)置醫(yī)院門診科室檢驗中心財務(wù)外科內(nèi)科兒外科肝膽外科整形外科消化科內(nèi)科心內(nèi)科呼吸內(nèi)科、護士站醫(yī)生站護士站醫(yī)生站、護士站醫(yī)生站護士站醫(yī)生站護士站醫(yī)生站護士站醫(yī)生站一家醫(yī)院又分為許多的部門，不同的部門之間又聯(lián)系密切。醫(yī)院的基本構(gòu)圖如圖所示，2.2數(shù)據(jù)的需求分析門診每天需要接待多少人，每人需要錄入的基本信息，如姓名、年齡、身份證號等；不同科室的護士站與醫(yī)生站，有多少張床位，護士的護理記錄、體溫單等，醫(yī)生站需要錄入的醫(yī)記錄、檢查、醫(yī)囑等。還需要醫(yī)務(wù)工作者的登陸信息等；財務(wù)處有所有在院病人的基本情況，以及繳納和欠費

3、的情況等；藥房需要有藥名的清單、價格、種類等等。具體分為以下幾個部分：a臨床診療部分:醫(yī)生工作站,護士工作站,臨床檢驗系統(tǒng),醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng),輸血及血庫管理系統(tǒng),手術(shù)麻醉管理系統(tǒng)。b藥品管理部分:數(shù)據(jù)準備及藥品字典,藥品庫房管理功能.門急診藥房管理功能.住院藥房管理功能.藥品核算功能.藥品價格管理.制劑管理子系統(tǒng).合理用藥咨詢功能。c經(jīng)濟管理部分:門急診掛號系統(tǒng).門急診劃價收費系統(tǒng).住院病人入、出、轉(zhuǎn)管理系統(tǒng).病人住院收費系統(tǒng).物資管理系統(tǒng).設(shè)備管理子系統(tǒng).財務(wù)管理與經(jīng)濟核算管理系統(tǒng)。d綜合管理與統(tǒng)計分析部分:病案管理系統(tǒng).醫(yī)療統(tǒng)計系統(tǒng).院長查詢與分析系統(tǒng).病人咨詢服務(wù)系統(tǒng)。e外部接口部分:醫(yī)療保

4、險接口.社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)接口.遠程醫(yī)療咨詢系統(tǒng)接口。以上的這些需要多大的存儲容量、該用何種存儲方式?醫(yī)院常用的是HIS系統(tǒng)，那么什么是HIS系統(tǒng)呢？醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS），亦稱“醫(yī)院管理信息系統(tǒng)”，是指利用計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等現(xiàn)代化手段，對醫(yī)院及其所屬各部門的人流、物流、財流進行綜合管理，對在醫(yī)療活動各階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行采集、儲存、處理、提取、傳輸、匯總、加工生成各種信息，從而為醫(yī)院的整體運行提供全面的、自動化的管理及各種服務(wù)的信息系統(tǒng)。二、技術(shù)分析存儲的發(fā)展經(jīng)歷了三代，分別是DAS（Direct Attached Storage

5、，直連式存儲）、NAS（Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)附加存儲）、SAN（Storage Area Network，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）。1、 DASDAS的存儲設(shè)備是通過電纜（通常是SCSI接口電纜）直接到服務(wù)器的，IO（輸入/輸出）請求直接發(fā)送到存儲設(shè)備DAS存儲在我們生活中是非常常見的，尤其是在中小企業(yè)應(yīng)用中，DAS是最主要的應(yīng)用模式，存儲系統(tǒng)被直連到應(yīng)用的服務(wù)器中，在中小企業(yè)中，許多的數(shù)據(jù)應(yīng)用是必須安裝在直連的DAS存儲器上。DAS存儲更多的依賴服務(wù)器主機操作系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲維護管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機資源（包括CPU、系統(tǒng)IO等），數(shù)據(jù)流需

6、要回流主機再到服務(wù)器連接著的磁帶機（庫），數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機資源20-30%,因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時進行，以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行。直連式存儲的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時間就越長，對服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。直連式存儲與服務(wù)器主機之間的連接通道通常采用SCSI連接，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；服務(wù)器主機SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。無論直連式存儲還是服務(wù)器主機的擴展，從一臺服務(wù)器擴展為多臺服務(wù)器組成的群集（Cluster），或存儲陣列

7、容量的擴展，都會造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機，從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，對于銀行、電信、傳媒等行業(yè)7×24小時服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲或服務(wù)器主機的升級擴展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。2、NAS NAS存儲也通常被稱為附加存儲，顧名思義，就是存儲設(shè)備通過標準的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)（例如以太網(wǎng)）添加到一群計算機上。NAS是文件級的存儲方法，它的重點在于幫助工作組和部門級機構(gòu)解決迅速增加存儲容量的需求。如今用戶采用NAS較多的功能是用來文檔共享、圖片共享、電影共享等等，而且隨著云計算的發(fā)展，一些NAS廠商也推出了云存儲功能，大大方便了企業(yè)和個人用戶的使用。NAS產(chǎn)

8、品是真正即插即用的產(chǎn)品。NAS設(shè)備一般支持多計算機平臺，用戶通過網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進入相同的文檔，因而NAS設(shè)備無需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網(wǎng)內(nèi)，同時NAS的應(yīng)用非常靈活。但NAS又一個關(guān)鍵性問題，即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數(shù)據(jù)流從LAN中轉(zhuǎn)移出去的存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）不同，NAS仍使用網(wǎng)絡(luò)進行備份和恢復(fù)。NAS 的一個缺點是它將存儲事務(wù)由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲磁盤請求。3、SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，從名字上我們也可以看出，這個是通過光纖通道交換機連接存儲陣列和服務(wù)器主機，最后成為一個

9、專用的存儲網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過十多年歷史的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，成為業(yè)界的事實標準（但各個廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同，其服務(wù)器和SAN存儲有兼容性的要求）。SAN提供了一種與現(xiàn)有LAN連接的簡易方法，并且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協(xié)議。SAN不受現(xiàn)今主流的、基于SCSI存儲結(jié)構(gòu)的布局限制。特別重要的是，隨著存儲容量的爆炸性增長，SAN允許企業(yè)獨立地增加它們的存儲容量。SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲陣列，這樣不管數(shù)據(jù)置放在那里，服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。因為采用了光纖接口，SAN還具有更高的帶寬。因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，所以運行備份操作就無需考慮

10、它們對網(wǎng)絡(luò)總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現(xiàn)簡化，特別是對于全部存儲設(shè)備都集群在一起的時候。最后一點，光纖接口提供了10公里的連接長度，這使得實現(xiàn)物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。三、技術(shù)選型1、DAS存儲方式：易于部署，且經(jīng)濟實惠。不足：存儲系統(tǒng)可共享性差，存儲系統(tǒng)分散不易于管理等，比較適合應(yīng)用簡單、前端服務(wù)器較少、業(yè)務(wù)量小的環(huán)境。2、NAS存儲方式：NAS存儲方式通過以太網(wǎng)文件訪問協(xié)議，提供不同操作系統(tǒng)的文件共享，由于依托現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)，易于部署。不足：由于在IP網(wǎng)絡(luò)部署，數(shù)據(jù)備份或者存儲過程中會占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，公用網(wǎng)絡(luò)帶寬限定了NAS存儲的性能。3、SAN ：由

11、于SAN 存儲方式是基于以太網(wǎng)，因此有容易部署、沒有距離限制、成本低等優(yōu)勢，隨著10Gbps以太網(wǎng)的應(yīng)用，SAN存儲方式得到相應(yīng)的應(yīng)用和發(fā)展。不足：以太網(wǎng)本身的安全性、穩(wěn)定性等一些因素在制約著它的發(fā)展。SAN應(yīng)用成本較高，因此在做SAN規(guī)劃時要充分考慮成本問題。四、總體設(shè)計1、先進性在存儲系統(tǒng)的設(shè)計過程中，充分依照國際上的規(guī)范、標準，存儲及容災(zāi)設(shè)備采用標準的接口、規(guī)范和協(xié)議，借鑒國內(nèi)外主流的網(wǎng)絡(luò)存儲備份體系結(jié)構(gòu)，使用國際上成熟的模式和最新的存儲及備份技術(shù)，以及業(yè)界領(lǐng)先的存儲產(chǎn)品，才能使網(wǎng)絡(luò)存儲及容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)不斷地保持其技術(shù)與方案的先進性。2、數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的高可靠性存儲系統(tǒng)負責(zé)完成對醫(yī)院

12、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性支持，醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)對可靠性有著很高的要求。作為該系統(tǒng)核心的存儲平臺的高可靠性則更是重中之重。由于醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)的整合，勢必會帶來數(shù)據(jù)的整合，因此需要采用集中存儲方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲，即所有的數(shù)據(jù)共享均集中存儲于統(tǒng)一的SAN架構(gòu)之上。數(shù)據(jù)存儲在同一存儲平臺之上，存儲平臺的穩(wěn)定性直接決定了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。存儲平臺的任何故障會造成巨大的影響。因此存儲平臺的數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)高可靠性尤為重要。3、系統(tǒng)的高性能存儲系統(tǒng)要存儲大量的文檔庫、ODS、數(shù)據(jù)倉庫等數(shù)據(jù)類型,需要支持更多醫(yī)院信息系統(tǒng)的在線業(yè)務(wù)日常正常運行要求。醫(yī)院通常每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量會很大，如何在大量數(shù)據(jù)量情況下滿足醫(yī)生工作站的并

13、發(fā)訪問，整個存儲系統(tǒng)的性能也是一個非常關(guān)鍵的要求。網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)要具有足夠的容量，為了及時、迅速地傳送數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備還必須具備高速處理能力，提供高速數(shù)據(jù)鏈路。4、系統(tǒng)的可擴展性/可擴充性醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)存儲的基本要求，存儲系統(tǒng)應(yīng)能支持巨大的存儲容量，可以集中存儲不同平臺的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而使醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲和集中管理。隨著時間的推移、技術(shù)的發(fā)展以及環(huán)境的變化，醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量會飛速增長，許多新業(yè)務(wù)系統(tǒng)會不斷產(chǎn)生，因此對醫(yī)院建設(shè)數(shù)據(jù)存儲和容災(zāi)系統(tǒng)的可擴展性有很高要求。需要充分考慮系統(tǒng)存儲備份容量空間的預(yù)留，同時隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，對存儲系統(tǒng)的可擴展性要求仍將非常迫切。5、靈活

14、性和系統(tǒng)管理的簡單性由于存儲及數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量非常大，如何有效的管理大量的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)備份/恢復(fù)，都對存儲系統(tǒng)的管理提出了巨大的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)管理人員需要有高效的方法實現(xiàn)全面的存儲系統(tǒng)監(jiān)控，包括實時數(shù)據(jù)性能監(jiān)視、錯誤監(jiān)測、錯誤狀態(tài)識別等等。6、價格適中、投資合理經(jīng)濟性需從兩個方面來考慮，首先是建立數(shù)據(jù)集中存儲、容災(zāi)系統(tǒng)過程中的費用，同時還有系統(tǒng)建成后的維護費用和對投資的保護能力。在考慮使存儲、容災(zāi)系統(tǒng)具有高性能的同時，還必須考慮投資的合理性，不能一味追求不切實際的先進性。在建設(shè)的過程中還需要考慮未來的升級能力和提供商的服務(wù)水平。7、可發(fā)展性存儲及數(shù)據(jù)備份方案除了要滿足當(dāng)前應(yīng)用醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需

15、要外,還要為未來的的醫(yī)院業(yè)務(wù)量發(fā)展和數(shù)據(jù)高速膨脹打下一個良好的基礎(chǔ)，必須考慮未來整個系統(tǒng)應(yīng)用級容災(zāi)的現(xiàn)實需求，方案必須可以和已經(jīng)建設(shè)的信息基礎(chǔ)架構(gòu)完美結(jié)合，成為統(tǒng)一信息基礎(chǔ)平臺。五、性價比與分析DASNAS安裝系統(tǒng)軟件安裝較為麻煩，初始化RAID及調(diào)試第三方軟件一般需要兩天時間。安裝快捷，約10min即可安裝異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下文件的共享分別存儲，不能共享可共享操作系統(tǒng)無獨立存儲操作系統(tǒng)，需相應(yīng)服務(wù)器，易網(wǎng)絡(luò)癱瘓獨立存儲操作系統(tǒng)，不受服務(wù)器干擾，提高網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)管理管理復(fù)雜，需第三方軟件支持管理簡單，給予web的管理界面存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分散式數(shù)據(jù)存儲模式，不利于網(wǎng)絡(luò)管理員管理集中式數(shù)據(jù)存儲模式，方便管理員管

16、理軟件功能沒有自身管理軟件，需另行購買自帶支持多種協(xié)議的管理軟件，支持日志文件系統(tǒng)擴充性增加硬盤要重做RAID需宕機，影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在線擴充設(shè)備成本前期成本低，后期維護成本增加前期成本高，后期維護成本低，總的來說優(yōu)于DAS數(shù)據(jù)備份異地備份本地備份，雙引擎設(shè)計理念，服務(wù)器故障，仍可進行數(shù)據(jù)存儲NASSAN協(xié)議TCP/IP光纖通道協(xié)議應(yīng)用在NFS和通用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)中文件共享小塊數(shù)據(jù)遠距離傳輸限于以只讀方式訪問數(shù)據(jù)庫基于事務(wù)處理的關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用處理集中的數(shù)據(jù)備份故障恢復(fù)操作存儲合并優(yōu)點更少的距離限制使用和維護簡便共享文件的存儲容量方便高可用性數(shù)據(jù)傳輸可靠主干網(wǎng)的通信量減少配置靈活性能非凡可伸縮性較高集中管理產(chǎn)品提供商較多六、詳細設(shè)計醫(yī)院存儲部署通常是滿足醫(yī)院信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)集中存儲和備份需求，服務(wù)器端通過與存儲網(wǎng)絡(luò)的連接，把數(shù)據(jù)存儲到磁盤陣列之上；數(shù)據(jù)安全保障通過備份服務(wù)器對業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)按照指定的周期進行數(shù)據(jù)保護，通常在周一至周五夜間進行增量或者差異數(shù)據(jù)保護，周6至周日進行一周數(shù)據(jù)的完全數(shù)據(jù)保