醫(yī)院分級存儲方案

1、 醫(yī)院分級存儲方案提升業(yè)務(wù)訪問速度和系統(tǒng)穩(wěn)定性摘要本方案采用 IBM FlashSystem V9000 閃存產(chǎn)品、IBM V7000U 和分級存儲解決醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜的問題，從而提高業(yè)務(wù)的訪問速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且提供醫(yī)院容災(zāi)規(guī)劃。一、概述隨著信息化的高度發(fā)展和廣泛應(yīng)用，企業(yè)對信息的依賴性越來越強(qiáng)的今天，信息已經(jīng)成為企業(yè)的生命源泉“企業(yè)財富”，下面是某醫(yī)院信息化建設(shè)基礎(chǔ)架構(gòu)圖：某醫(yī)院信息化建設(shè)包括四層：功能層、核心技術(shù)層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層，基礎(chǔ)屋和數(shù)據(jù)層是所有上層應(yīng)用的基礎(chǔ)，隨著新系統(tǒng)的不斷上線，業(yè)務(wù)量的增加，高清圖像在醫(yī)院的應(yīng)用，最近系統(tǒng)出現(xiàn)以下問題需要解決：在基礎(chǔ)架

2、構(gòu)中的核心應(yīng)用系統(tǒng)是醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：負(fù)載特點(diǎn) ：峰值在每日上午 9 點(diǎn)至 11 點(diǎn)，實時性和并發(fā)用戶數(shù)要求高，每天不定時存在大數(shù)據(jù)量分析負(fù)載，但產(chǎn)生分析負(fù)載的用戶數(shù)量不多。月末統(tǒng)計數(shù)據(jù)量增大，需要產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)報表。數(shù)據(jù)特點(diǎn) ：每天新增數(shù)據(jù)量 200G，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，有數(shù)字、文字，還有大量的圖形和影像等信息。系統(tǒng)痛點(diǎn) ：醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺用于匯總醫(yī)院各類信息應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，子應(yīng)用程序接口復(fù)雜， 數(shù)據(jù)量大， 需要保證業(yè)務(wù)科室的訪問速度， 對系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求極高。交換平臺需要為領(lǐng)導(dǎo)層提供決策數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)產(chǎn)生隨機(jī)，因此需要具備在海量數(shù)據(jù)中進(jìn)行實時快速分析挖掘能力?；谝陨蠎?yīng)用系統(tǒng)的負(fù)

3、載特點(diǎn)，數(shù)據(jù)特點(diǎn)，系統(tǒng)痛點(diǎn)發(fā)現(xiàn)存儲系統(tǒng)未整合以及存儲系統(tǒng)的落后是問題的關(guān)鍵，以下是解決方案。二、方案設(shè)計數(shù)據(jù)信息的存儲是企業(yè)面臨的最大的挑戰(zhàn)，面對成幾何級增長的海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的存儲方式已經(jīng)不能滿足這種快速增長的數(shù)據(jù)存儲需求。 如何在競爭激烈的市場下突穎而出，取得更大的市場利益；如何在有效地控制成本的前提下，更有效地防范系統(tǒng)的突發(fā)事件，提高信息可靠性、可用性和可管理性已經(jīng)成為每個企業(yè)信息化工作中的關(guān)鍵問題。從而一種興新的分級存儲技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了，它能夠滿足企業(yè)數(shù)據(jù)無限存儲的需要，而且部署的成本相對較低。這種存儲技術(shù)比較適合大數(shù)據(jù)量的存儲需求。IBM 的醫(yī)院存儲整合與災(zāi)備方案包括構(gòu)建整合、統(tǒng)一、安

4、全的層次化整體存儲系統(tǒng)，為提供滿足醫(yī)院現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)擴(kuò)展所需的存儲資源， 并建立高效安全的備份機(jī)制。同時，隨著臨床信息共享，醫(yī)保實時結(jié)算等醫(yī)院業(yè)務(wù)的發(fā)展，醫(yī)院的異地容災(zāi)已在大范圍內(nèi)得到重視。1. 方案設(shè)計原則 按照集中、整合的方式統(tǒng)一構(gòu)建醫(yī)院信息系統(tǒng)需要的存儲資源 將存儲資源劃分為在線存儲區(qū)、近線存儲區(qū)、 離線存儲區(qū) 使用 SAN 方式構(gòu)建核心存儲網(wǎng)絡(luò) 滿足異構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)的存儲整合需求 提供數(shù)據(jù)級和關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)級備份 各個存儲區(qū)域內(nèi)， 允許設(shè)備的增加和調(diào)整 由整合的架構(gòu)向容災(zāi)的平滑過渡我們?yōu)獒t(yī)院設(shè)計的集中存儲與容災(zāi)系統(tǒng)由醫(yī)院主中心與災(zāi)備中心組成。醫(yī)院主中心由核心主機(jī)處理群(PACS主

5、機(jī)群、 HIS主機(jī)群、 RIS主機(jī)群、 LIS主機(jī)群、 辦公自動化主機(jī)、 Web 主機(jī)、 安全控制主機(jī)等)、 管理服務(wù)器群(備份管理服務(wù)器、 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器等)、集中存儲區(qū)等資源構(gòu)成后臺核心處理資源，并由 SAN(存儲區(qū)域網(wǎng))進(jìn)行連接，采用存儲的 SVC Vdisk Mirror 技術(shù)可以使生產(chǎn)中心的存儲設(shè)備保存兩份數(shù)據(jù)，當(dāng)一份數(shù)據(jù)出問題后不影響應(yīng)用的正常使用，SVC Metro Mirror 技術(shù)可實現(xiàn)同城災(zāi)備保證了生產(chǎn)中心與災(zāi)備中心數(shù)據(jù)的同步，Global Mirror 技術(shù)可實現(xiàn)異地災(zāi)備，以避免因自然災(zāi)害造成的數(shù)據(jù)丟失,下面是設(shè)計簡圖：對于頻繁訪問的熱數(shù)據(jù)可以從原有的磁盤陣列遷移到 IB

6、M FlashSystemV9000 上，保證業(yè)務(wù)科室的訪問速度，提高大數(shù)據(jù)分析的效率。2.在線存儲設(shè)備選型IBM FlashSystem V9000 閃存產(chǎn)品借助可完全橫向擴(kuò)展的控制機(jī)柜， 可從 10 TB 擴(kuò)展到 2.2 PB，最高可達(dá) 32PB 的存儲容量，最大性能延遲 200 s、IOPS 2520000、帶寬 19.2GB/s，比友商的同類型產(chǎn)品性能高出很多，同時采用多重數(shù)據(jù)保障技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)的安全和業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行，V9000 配置兩個 Intel Xeon E5 v2 系列八核處理器，每臺引擎 64 GB 內(nèi)存，保障了大數(shù)據(jù)量分析時無壓力，配置有 8 條 16GB 光纖通道保證業(yè)

7、務(wù)科室的訪問速度。3.近線存儲IBM V7000U 有兩個文件訪問模塊，通過 NAS 頭連接到其控制器，統(tǒng)一的管理控制臺支持多種文件訪問方法包括 NFS，CIFS，F(xiàn)TP，HTTPS 以及 SCP 文件協(xié)議，并有文件級的復(fù)制和快照保護(hù)，適合復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型包括數(shù)字、文字，圖形和影像等信息，V7000U 在 2U 機(jī)架安裝式機(jī)箱中支持 24 個 2.5 英寸驅(qū)動器托架， 控制機(jī)箱支持連接多達(dá) 20 個擴(kuò)展機(jī)箱， 可配置高達(dá) 504 個驅(qū)動器和約 2 PB 的物理存儲容量（集群系統(tǒng)中高達(dá) 1,056 個驅(qū)動器和 7.87 PB），適合像醫(yī)院這樣的數(shù)據(jù)增量特別大的用戶使用。4.離線存儲IBM Syst

8、em Storage TS3500 磁帶庫， 采用線性可擴(kuò)展設(shè)計和多路徑架構(gòu)， 最高可擴(kuò)展至 16 個機(jī)架、192 個磁帶驅(qū)動器和超過 6000 多個磁帶盒插槽，特別是高密磁帶擴(kuò)展柜， 1 個高密 S54 擴(kuò)展柜支持 1320 盤 LTO 磁帶。 TS3500 最高物理存儲容量達(dá)幾十 PB。5. 存儲容量的確認(rèn)在線存儲容量確認(rèn)醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺每天新增數(shù)據(jù)量200G， 為醫(yī)生提供1年內(nèi)的在線資料查詢，因此需保存的在線可用容量是：200GB/日*365 天=73000GB=73TB，當(dāng)存儲空間的使用率達(dá)到 80%時，其性能將下降，另外考慮冗余空間 20%，因此總空間需求為：73TB/80%=91.

9、25TB?？紤]到數(shù)據(jù)的安全及高可用，存儲采用 RAID5 的方式，存儲祼容量應(yīng)為：91.25TB/75%=121.7TB，另外再考慮到熱備盤、數(shù)據(jù)庫空間及文件的損耗，推薦配置 150TB 的總存存儲容量。離線存儲空間需求考慮數(shù)據(jù)歸檔和備份系統(tǒng)：存儲容量應(yīng)大于全院 10 年的數(shù)據(jù)總量，因此建議配置備份容量為 1500TB，配置磁帶數(shù)量：1500TB/LTO5 1.5TB=約 1000 盤。三、通過 IBM FlashSystem 來提高性能因峰值工作時間對系統(tǒng)的實時性和并發(fā)用戶數(shù)要求高， 不定時存在大數(shù)據(jù)量分析、月末還要產(chǎn)生大量報表、系統(tǒng)還要保證訪問速度，基于以上原因應(yīng)把系統(tǒng)中的熱數(shù)據(jù)遷移到 IBM FlashSystem 上，同時將不經(jīng)常使用的其余數(shù)據(jù)保存在現(xiàn)有的傳統(tǒng)硬盤陣列中以方便存取， 這種分級存儲方法將允許通過擴(kuò)展來顯著增加存儲容量，但不會影響響應(yīng)時間。IBM FlashSystem 每秒處理超過 10100 萬個 I/O 請求， 且隨系統(tǒng)線性擴(kuò)展，數(shù)據(jù)讀操作存取效率高，比 HDD 高數(shù)十倍，有效降低時間延遲，加速對應(yīng)用系統(tǒng)的訪問。使用閃存陣列后，大大改善報表速度和數(shù)據(jù)查詢速度，因為數(shù)據(jù)量比較大，以前在客戶端查詢可能需要幾十秒的時間才能回饋結(jié)果， 用了閃存陣列之后短短幾秒就能出來結(jié)果。FlashSystem 帶來從毫秒到微秒的飛躍：上圖