ＸＸ醫(yī)院存儲備份解決方案
一． 項(xiàng)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(shí)施的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)（HMIS）外，已逐步向醫(yī)學(xué)影像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS）、實(shí)驗(yàn)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(diǎn)：
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2～3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；
三是既有對可靠性、實(shí)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(shí)時性要求相對較低的數(shù)字圖書等信息。
三．需求分析
近年來隨著ＸＸ醫(yī)院的醫(yī)療信息化的不斷深入，不斷激增的數(shù)據(jù)量，以及新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如PACS）上線，需要不斷增加存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)安全性的問題就凸顯了出來。不僅需要有良好的數(shù)據(jù)備份，而且需要綜合起來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高級別的安全保護(hù)。
針對用戶的各系統(tǒng)及應(yīng)用特點(diǎn)，我們覺得新建的網(wǎng)絡(luò)存儲及備份系統(tǒng)，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，并保證整個存儲網(wǎng)絡(luò)無單點(diǎn)故障，保證整體的可靠性；
2. 能夠在IP/SAN網(wǎng)絡(luò)上同時實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、備份．具有較高性價比；
3. 采用開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體系，保證良好的兼容性。消除因?qū)Ｓ屑夹g(shù)的不兼容造成的高昂的后期升級、擴(kuò)展和服務(wù)成本；
4. 通過集中的管理界面實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)備份的管理；
5. 在信息中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的核心數(shù)據(jù)的存儲，在異地實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份，同時能在盡量快的時間內(nèi)恢復(fù)。
數(shù)據(jù)存儲在一定程度上影響HIS（醫(yī)院管理系統(tǒng)）的性能，對HIS數(shù)據(jù)安全性起決定性作用。隨著HIS應(yīng)用面的擴(kuò)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(xué)影像系統(tǒng)（PACS）的應(yīng)用，對存儲系統(tǒng)的性能、可用性、安全性和存儲容量提出了更高的要求。高性能的SAN架構(gòu)是用戶的上佳之選．
構(gòu)建SAN全面滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要
SAN是一個以數(shù)據(jù)塊為操作方式的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，是獨(dú)立于用戶網(wǎng)絡(luò)的一種專門用于連接存儲設(shè)備和服務(wù)器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，SAN上的服務(wù)器不需要通過局域網(wǎng)而直接訪問存儲設(shè)備，所以SAN的設(shè)備獨(dú)立性、數(shù)據(jù)帶寬、數(shù)據(jù)共享性、可管理性、可擴(kuò)展性、可靠性和安全性比NAS更高，當(dāng)然SAN的投入也相對較大。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將會是大型應(yīng)用存儲方案的主流�？偠灾�，SAN可以為以下問題提供有效的解決方案：
1.存儲容量的爆炸性增長；
2.數(shù)據(jù)存儲的集中管理；
3.集中式備份和恢復(fù)；
4.多機(jī)集群系統(tǒng)的要求；
5.數(shù)據(jù)高度擴(kuò)展能力的要求；
6.本地服務(wù)器與遠(yuǎn)程存儲連接的要求；
7.對數(shù)據(jù)訪問性能的要求，如PASC,視頻系統(tǒng)，電子商務(wù)等。
三．Nexsan存儲備份解決方案
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SATABeast SATA磁盤存儲系統(tǒng)與Qlogic存儲交換機(jī)構(gòu)建SAN存儲網(wǎng)絡(luò)，為前端的HIS及PACS系統(tǒng)提供高性能存儲，在備份方面，我們采用Bakbone備份軟件與一臺Nexsan SATABeast磁盤陣列構(gòu)成一套高速磁盤備份系統(tǒng)，利用SATAbeast磁盤陣列構(gòu)建集中存儲及備份系統(tǒng)如下圖所示：
如圖所示，存儲方面，在整個SAN存儲系統(tǒng)中，我們采用兩臺Nexsan的SATAbeast磁盤陣列作為核心存儲，HIS系統(tǒng)及PACS系統(tǒng)主機(jī)通過兩路光纖通道連接到Qlogic 存儲交換機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對兩臺存儲陣列的訪問．備份方面，我們采用Bakbone備份軟件實(shí)現(xiàn)，在異地的另一機(jī)房配置Bakbone備份服務(wù)器并通過iSCSI或光纖直連一臺SATAbeast磁盤陣列，實(shí)現(xiàn)快速備份及恢復(fù)，同時由于備份數(shù)據(jù)保存于異地，也為用戶實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的異地容災(zāi)．此方案的主要配置為：
存儲配置：每臺主機(jī)兩塊Qlogic光纖存儲卡（HBA卡），四臺主機(jī)４塊；兩臺Qlogic 8口交換機(jī)．兩臺雙控制器SATAbeast磁盤陣列,每臺配置42塊1TB SATA硬盤，總?cè)萘窟_(dá)84TB．
備份配置：Bakbone備份軟件一套，SATAbeast磁盤陣列一臺，配置單控制器，42塊SATA硬盤，容量為42TB.
此方案優(yōu)勢如下：
1. 高性價比．
Nexsan的SATAbeast磁盤陣列，內(nèi)部采用SATA硬盤，適合醫(yī)療行業(yè)大容量高速度存儲的特性并節(jié)省了用戶投資，每個控制器擁有兩個4Gb FC和兩個iSCSI接口，每臺磁盤陣列配置兩個控制器，四個FC接口同時工作，速度可達(dá)800MB/s以上，可很好的滿足HIS數(shù)據(jù)庫及PACS系統(tǒng)大量影像文件存儲的性能要求．同時由于其同時具有FC和iSCSI接口，可滿足用戶在不同環(huán)境下的存儲需求，并可通過iSCSI構(gòu)建低成本IPSAN存儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
2. 高可靠性
在整個SAN架構(gòu)中，為了提供最高的可靠性，我們所有部件均采用冗余機(jī)制，主機(jī)端采用雙HBA卡，交換機(jī)層采用兩臺Qlogic交換機(jī)，磁盤存儲端配置雙控制器．實(shí)現(xiàn)了從主機(jī)到存儲訪問的雙路架構(gòu)，最大保證前端訪問的可靠性．同時SATAbeast磁盤陣列電源，風(fēng)扇，控制器均采用冗余設(shè)計(jì)，并支持熱插拔，實(shí)現(xiàn)組件的高可靠性．SATAbeast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(jì)使用戶在實(shí)現(xiàn)高性能的同時實(shí)現(xiàn)磁盤的冗余．
3. 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)，SATAbeast在4U的機(jī)柜中最多可插入42塊SATA II硬盤，為用戶節(jié)省了大量機(jī)房空間．在此方案中，兩臺共8U的機(jī)柜空間中最高存儲容量可達(dá)84TB，可很好滿足用戶數(shù)據(jù)庫及影像文件的海量存儲需求．
4. 集中管理，共享存儲空間
方案中為用戶實(shí)現(xiàn)了集中的SAN存儲及備份架構(gòu)，用戶可對存儲資源進(jìn)行集中分配和管理，使各個應(yīng)用服務(wù)器可以接需使用存儲空間，提高空間利用率，減少空間浪費(fèi)．同時可通過統(tǒng)一WEB管理工具實(shí)時監(jiān)控三臺SATAbeast陣列的工作狀態(tài)，以減少用戶安裝配置及日常維護(hù)的費(fèi)用．
5. 開放架構(gòu)，良好的兼容性
Nexsan的磁盤存儲系統(tǒng)均采用獨(dú)立OS設(shè)計(jì)，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(hù)，大大減少用戶安裝維護(hù)成本．
6. 集中備份，遠(yuǎn)程容災(zāi)
如圖所示，對于備份系統(tǒng)，我們通過Bakbone備份軟件實(shí)現(xiàn)，在本地需要備份的各應(yīng)用主機(jī)安裝備份客戶端及相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的agent，以實(shí)現(xiàn)文件及數(shù)據(jù)庫的熱備份，在異地我們配置一臺Bakbone備份服務(wù)器，所有備份任務(wù)通過異地的備份服務(wù)器統(tǒng)一管理．
另外配置一臺SATAbeast磁盤陣列作為備份設(shè)備，用戶可通過iSCSI或光纖直接連接到備份服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)磁盤備份．由于Bakbone具有虛擬磁帶庫功能，可將磁盤陣列虛擬成磁帶庫，構(gòu)成虛擬磁帶庫架構(gòu)．
SATAbeast磁盤陣列可同進(jìn)支持iSCSI和光纖兩種接口．所以對于備份服務(wù)器到磁盤陣列之間采用iSCSI還是光纖連接，用戶可以根據(jù)成本及性能考慮進(jìn)行選擇．考慮到更好的備份性能和穩(wěn)定性，我們建議用戶采用光纖直連的方式．另外建議用戶本地與異地的網(wǎng)絡(luò)連接采用千兆以太網(wǎng)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)快速備份及恢復(fù)的目的，避免兩地之間的網(wǎng)絡(luò)成為備份速度瓶頸．如上所述，整個備份架構(gòu)即為用戶實(shí)現(xiàn)了快速備份及隨時恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)快速訪問歷史資料的要求，同時為用戶實(shí)現(xiàn)了備份數(shù)據(jù)的異地保存，建立了完善的容災(zāi)機(jī)制．
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