N3400存储整合建议方案.docx
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N3400存储整合建议方案
****醫院
存儲整合建議方案
目錄
1、需求概述
***醫院HIS應用系統的建設，主要目標是支援醫院的行政管理與交易處理業務，減輕交易處理人員的勞動強度，輔助醫院管理，輔助高層領導決策，提高醫院的工作效率，從而使醫院能夠以少的投入獲得更好的社會效益與經濟效益。
HIS系統是以小型機和存放裝置為硬體基礎的醫院電腦業務系統。
像財務系統、人事系統、住院病人管理系統、藥品庫存管理系統等。
作為整個醫院業務支撐系統工作，系統24小時運行，從資料獲取和存儲的角度，HIS要求業務系統收集的資訊完整、準確、及時和安全。
因此，作為最底層的存放裝置的安全性、穩定性、易用性、可維護性和高效運行直接影響到整個業務系統的正常、高效的運營。
醫學影像系統通常稱為醫學影像電腦存檔與傳輸系統（PictureArchivingandCommunicationSystem簡稱PACS），是醫院資訊系統中的一個重要組成部分，是使用電腦和網路技術對醫學影像進行數位元元化處理的系統，其目標是用來代替現行的類比醫學影像體系。
它主要解決醫學影像的採集和數位化，圖像的存儲和管理，數位化醫學圖像的高速傳輸，圖像的數位化處理和重現，圖像資訊與其它資訊的集成五個方面的問題。
根據醫學影像實際應用的不同目的，數位元元化的影像可分為三個精度等級：
影像作為醫療診斷的主要依據時，數位元元化後的影像必須反映原始圖像的精度；作為醫療中的一般參考時，數位元元化影像可進行一定的壓縮，以減少對資訊資源的佔用；作為教學參考時，數位元元化影像只要能夠保留影像中教學所需要的部分內容，允許對數位元元化的影像有比較大幅度的失真壓縮。
不同的醫學影像對數位元元化的精度要求也不同，常見有：
對X光胸片、乳腺X片影像，幾何精度要求為2K以上，灰階解析度為1024級至4096級；對CT、MRI影像，幾何精度為512X512，灰階解析度為4096級；對超聲、內窺鏡影像，幾何精度為320-512，灰階為256級彩色影像，這類影像還需要是16-30幅/秒連續的動態影像；對病理影像，幾何精度為512X512或1KX1K，具有灰階解析度為256級的彩色圖像。
同時，***醫院的業務和應用的多樣性也決定了存放裝置需要支援多種的存儲架構和訪問的方式。
如醫生工作站、護士工作站、電子病歷系統、醫囑系統、藥品系統、門急診掛號分診收費系統、住院入出轉管理系統、成本核算系統、財務管理系統、物質管理系統、設備管理系統是以資料庫為核心，訪問即時性要求較高和大的資料輸送量，可以採用SAN架構存儲，前端運行資料庫的小型機通過光纖鏈路與後端的存放裝置連接。
像檔共用和OA系統的應用可以通過NAS架構與後端的存放裝置相連接，提供檔案類型的資料存儲訪問。
通過存儲的整合，將不同類型的資料整合到統一存放裝置中，統一管理，減少存放裝置的投入，同時減輕維護人員的負擔，降低維護成本。
面臨的挑戰
·存儲應該集中：
雖然門診系統和住院系統由於採用的軟體不一樣，導致伺服器需要分開，但存儲系統應該支援資料集中。
這樣有利於集中備份、管理等維護操作，降低管理複雜度，節省管理上的投資；同時可以集中採用高品質的存放裝置，保證系統的可靠性和穩定性。
·地理位置的分佈導致NAS存儲最好：
醫院系統的構建有其特殊性，門診部和住院部在地理位置上會相距較遠，同時，會有多個科室需要使用電腦來實現自動化的工作流程管理以及諸如共用電子醫療病例和數位元元影像等。
對於資料庫系統，各科室的電腦和中心機房的伺服器之間採用C/S或B/S方式進行通信，距離的影響比較小；但對於如PACS系統的應用，因為都是DICOM等格式的大檔。
·回應時間要快：
採用的存儲系統應該即使在大併發量的訪問時仍能夠保持極短的回應時間，這樣才不會造成整體系統的回應延遲，從而導致影響了醫療工作和其他如收費發藥等工作的速度，降低了工作的效率，並直接導致病患的不滿，影響醫院的服務品質。
·宕機時間要短：
採用的存儲系統需要具備迅速從計畫內及計畫外宕機恢復的能力，這樣才不會導致病患長時間的等待，同時有利於提高醫護人員的工作效率。
並且存儲系統需要具備簡單高效的本地邏輯容災的能力，以應對系統管理員意外操作、病毒感染、駭客攻擊等造成的系統災難。
·存儲平臺應具備整體性和經濟性：
採用的存儲平臺應該具體根據資料的重要程度和訪問頻度選擇採用線上存儲和近線存儲。
這樣才能夠充分保證整體存儲平臺投資的科學性和經濟性。
同時近線存儲的選擇應該和線上存儲是同構的，這樣才可以降低系統的複雜度，同時保證整體系統的使用連續性。
因此，對存儲系統的特點要求如下：
∙多協定支援，既要提供FC-SAN的面向資料庫的支援，也要提供面向PACS大量檔案系統的存儲要求。
∙資料中心，資料、檔集中存儲，共用訪問；
∙資料安全性要求；
∙業務高性能；
∙系統易用性；
∙系統高可用性滿足生產系統的高要求，確保業務連續性。
建成一個集中的開放式的存儲，並且必須具有非常高的安全穩定性、高性能、高容量、易擴充性、易維護性、成本低的高端存儲架構。
並且能夠很好的支援使用者資料存儲、訪問需求，以及資料訪問修改的應用需求，並且能夠很好的支援資料庫存儲需求，以及今後資料庫的備份應用需求，把資料庫中的資料和檔案系統中關鍵的檔，按照備份策略實現集中、高效的備份。
當資料系統出現故障時，可以及時實施恢復，把資料丟失減少到最低限度。
2、需求分析
2.1HIS系統的資料庫應用需求
*****醫院HIS等系統，通過IBMN系列的存儲系統與資料庫應用的完美組合，可以提供全面靈活、可擴展的解決方案，從而解決在資訊存儲和分發方面所遇到的難題：
1、存儲資料並使其可用，已經成為廣泛的業務運作中的戰略優勢。
通過HIS系統與IBMN系列存儲的整合，可以通過一種簡單、強大的存放裝置，將成分散在多台伺服器上的資料存儲到一套存儲系統上。
降低管理複雜性、簡化存儲結構，從而進一步提高可靠性，增加投資回報，同時降低擁有權總成本。
2、需要更加注重可靠性、可用性、災難預防及恢復。
幾分鐘的宕機時間都將耗費大量的成本。
而數小時的宕機時間則將帶來災難性的損失。
通過減少計畫的宕機時間，避免伺服器故障、網站故障、存儲故障及人為失誤，使資料庫系統可以提高應用的可用性和可靠性。
3、今後結合HIS系統應用和資料庫技術，要求IBMN系列存儲解決方案能夠提供全面的災難防護措施。
可以快速有效地實施災難恢復計畫，不會額外增加管理費用。
2.2PACS系統對存儲系統的要求
PACS系統（PictureArchiveandCommunicationSystem）以及DR/CR、CT、MRI、PET、B超等產生大量的影像，這些影像資料具有下面的特點：
–大尺寸圖像解析度
■2048x2500x12bit（CR圖像）
–大量的影像檔
■X光每個影像檔有10-20MB，每個檢查需要2-5張影像
■對於每個CT研究600幅圖像是很普通的，需要300MB左右。
相對複雜的CT檢查需要3000到5000張影像，約占1.5GB到2.5GB
■32或64多層螺旋CT將導致更多的存儲空間需求
■5年內隨著技術的提高，影像解析度將至少提高一倍
–檢查數量每年20%的增長是很正常
■大型醫院存儲：
10到20TB/年——五十萬個影像
■公立醫院存儲：
4到8TB/年——二十萬個影像
■門診存儲：
2TB/年——五萬個影像
–國外已經提出相關法規和標準（如HIPAA），限制不同類型的資料需要安全保存7到21年，國內實現影像歸檔的法規遵從也已經開始
PACS系統對存儲提出的如下的技術要求：
■開放協定是首選
–PACS是檔導向的系統，所以檔協定是根本性的
–不存在存儲唯一性的問題
–無專有性的API
–簡單的安裝/配置和更多的災難恢復的功能
■資料塊協議同時可用
–FCP和iSCSI
–在同一個系統上與NFS和CIFS協定共存
–各種其它協定同樣的管理介面與方式
–適合於資料庫存儲（如：
SQLServer或Oracle等）
2.3其它檔案伺服器共用的需求
通常，在檔案伺服器上遇到的一些難題，歸根結底在於分散的伺服器導致了檔服務環境難以管理。
隨著附加存儲需求的增長，都需要額外購買伺服器，但是發現不斷擴展的體系結構難以管理。
主要的普遍性問題和難題有：
●檔案伺服器體系結構難以擴展
1.只能通過增加更多的伺服器來應付需求增長問題；
2.向現有的環境中增加存放裝置後，這些環境變得更加複雜且更難以管理；
3.無法充分發揮伺服器和存儲環境的效率。
●備份過程非常耗時
1.伺服器數量的增加使原本就費時費力的備份任務更加不堪重負；
2.需要為每個分散的伺服器進行備份，隨之帶來管理和存儲需求；
3.對於大多數受全天候運作要求的影響，備份時間正在不斷地縮短，而需要備份的資料量卻在不斷地增長；
4.需要進行遠端系統管理。
●安全管理和易感染性方面的問題
1.需要管理每個伺服器的安全以及作業系統的補丁程式和更新；
2.更多的伺服器需要防護病毒和進行更新。
●資料恢復耗時太長
1.由於無法及時檢索資料，導致最終使用者的工作效率下降；
2.可能會出現備份介質出現故障或備份不成功的情況。
隨著企業規模的不斷擴大，也越來越難以向遠端辦公室及分支機搆提供及時的資訊。
IBMN系列的統一存儲解決方案可以快速將資料和檔共用，並傳送到一個或多個位置，從而使迫切需要這些資料和檔的人能及時得到這些資料和檔。
3、預期目標
通過HIS、PACS系統和IBMN系列存儲系統的整合，實現如下目標：
在使用者資料量激增情況下，必須開始從戰略角度考慮資訊的利用以及存儲基礎設施，降低成本和複雜度。
緊密集成的IT解決方案，為資料庫關鍵業務應用提供最高級別的可用性和可擴展性。
HIS系統的業務運作的應以資料庫為核心，IBMN系列提供的企業存儲和最佳的HIS系統以及資料庫軟體解決方案相適應為起點。
PACS系統產生海量的檔資料，其中短期的資料存儲要求高性能，容許前端桌面或者工作站中的任一作業系統和大量併發使用者的同時訪問。
而PACS系統中的歷史歸檔資料將進行永久保存，且被訪問的頻率很低，性能不是最主要的問題，資料必須有更好的保護機制和完善的法規遵從。
該組合可以使跨系統、地域和機構快速訪問、合併和共用資訊。
在這種設計思想下，使資料庫和IBMN系列對解決方案有相同的構想，即降低資訊解決方案及存儲基礎設施的複雜度和擁有權總成本（TCO）。
即設計出能將大量資料轉換為有價值資訊的資料庫解決方案。
●性能：
部署產品之後的性能必須達到或超出部署之前的性能水準；
●可擴展性，提高伺服器上的磁片利用率：
部署的產品必須更利於進行擴展。
目前，擴展RAID系統需要相當長的宕機時間，更有效地管理企業日益擴大的存儲環境；
●部署產品後應當縮短擴展系統時的宕機時間；
●可用性：
變更現有的體系結構後應該縮短備份和恢復時間，增強伺服器體系結構的可靠性。
此外，取代現有的服務體系結構後應當能夠延長執行時間。
目前，現有檔案伺服器只能提供95.5%的執行時間，整合後可以達到99.99%的執行時間；
●集中備份：
實現集中備份是抽樣企業急需的功能。
目前的情況是每個分支機搆單獨執行備份；
●降低日常管理成本：
1.更易於管理：
能以很少的人力集中管理新的體系結構元件；
2.縮減對熟練員工的需求；
3.降低備份磁帶環境的成本；
4.減少場地空間需求及相關環境的成本；
●資料恢復：
必須能簡化資料恢復過程，以減輕IT部門的工作量；
4、解決方案
我們可以通過IBMN系列的統一存儲結構和特點，結合****醫院的HIS、PACS和其他業務系統的應用現狀，建議如下的解決方案。
實現HIS、PACS等系統資料庫和檔案伺服器存儲整合的解決方案，不但可以滿足目前的應用需要，同時可以為今後業務類型和應用的擴展提供支援。
增加內在的靈活性，從而利用部署整合帶來的價值，提高生產力和企業的收入。
4.1存儲整合解決方案
根據需要，存儲與備份系統必須滿足支撐高性能訪問的能力和業務連續性要求，並充分考慮客戶日後業務的發展和資料的迅猛增長。
因此，集中存儲系統（HIS和PACS）的主存儲採用IBMN系列統一存儲平臺N3400，配置部分速度更快的光纖磁片和部分性價比較高的SATA磁片用於PACS資料的歸檔存儲。
如圖所示，我們可以在****醫院資料中心配置一台主存放裝置N3400。
既可以提供SAN（FCP和iSCSI）架構的連接。
主要伺服器通過光纖交換機與存儲系統相連接，通過FCP協定或iSCSI協定實現資料的存取訪問。
同時提供NAS架構的連接，支援檔（NFS和CIFS）共用服務，主要伺服器及存放裝置均通過千兆鏈路接入核心千兆交換機。
基於開放標準的資料管理解決方案，輕鬆地集成新的臨床應用，包括圖片歸檔和通信系統（PACS）、HIS系統和其它醫院資訊系統，以及OA系統、Exchange系統等。
N3400主存中同時配置快速的SAS磁片和經濟的SATA磁片。
其中SAS磁片用於保存HIS中的資料庫資料和部分線上的PACS資料，提供快速的資料訪問；SATA磁片用於保存歸檔的PACS資料。
同時，可以通過IBMN系列Snapshot快照的備份實現對資料庫或者檔案系統的快速備份和恢復。
未來也可以考慮D2D的備份模式，採用另外的一台存儲系統，利用N系列的SnapVault備份管理軟體，實現主存儲N3400到近線存儲的資料集中備份。
通過將多個Snapshot副本中的備份資料存儲到SnapVault近線存儲系統上，可以連線保留數周的備份，以便於進行快速恢復。
SnapVault還允許使用者選擇備份的資料物件、備份頻率及備份副本要保留的時間。
IBMN3400採用雙引擎配置集群，在其中一台出現任何故障的情況下，集群軟體負責實現故障的切換和接管。
控制模組採用雙控制器、雙電源模組設計，實現無縫切換，保證單個部件失效時系統仍可以連續正常工作，確保用戶的應用不會中斷和資料的最大可用性。
IBMN3400系統中可以為每個卷保留255個快照備份（Snapshot），使用者可以根據業務的需要定義Snapshot的日程表，以保留不同時間點的系統資料。
在出現系統故障時，通過Snaprestore軟體實現系統資料的恢復。
可靠的資料恢復方法，自動化的資料恢復，較人工方式更為可靠。
優點：
存放裝置採用IBMN系列統一存儲和備份管理軟體。
使用同一個底層存儲平臺，實現NAS、光纖通道SAN和iSCSI功能。
大大簡化了管理維護的難度和複雜度，發揮IBMN系列存儲的技術特點和優勢，提供全面完備的存儲解決方案。
同時也降低了整體的投資，擁有最低的總體擁有成本TCO和最優的投資回報率ROI。
◆為您的醫護人員提供快速和可靠的資料訪問。
◆保護患者資料，防止未經授權的訪問。
◆提高資料持久性、準確性、完整性和安全性。
4.2存儲整合解決方案配置
建議配置如下：
N3400一台，配置FCP，ISCSI，NFS和CIFS以及NDMP存儲一些，配置12T的SATA磁片，配置10T的SAS磁片。
其他配置項見下。
指標項
技術規格要求
數量
1台（N3400）
控制器
雙控制器，冗餘配置
雙控制器需要支援Active-Active的雙活工作模式
存儲作業系統
專用存儲作業系統（非Windows、非Linux）
緩存
配置有效緩存≥8GB（不含後端設備記憶體，不含備用控制器緩存）
存儲協定
配置iSCSI、FCSAN、NFS、CIFS和NDMP協定，支援HTTP、ftp等
支援作業系統
支援主流作業系統：
Solaris，IBMAIX，HP-UX，RedHatLinux，Windows等
FC埠
類型及數量
配置4GbFC埠≥4
IP埠
類型及數量
配置1Gb千兆IP埠（電口）≥8
管理埠
配置遠端Console埠，可以實現遠端開機、關機
硬碟
類型及數量
配置轉速為15000rpm，單盤容量為450G的SAS磁片24塊
配置轉速為7200rpm，單盤容量為1TB的SATA硬碟12塊
單台存儲系統最大磁片擴展能力≥136，支援FC、SAS、SATA磁片混插
RAID
支持RAID1/5/10或RAID4+/DP等多種RAID存儲方式，支援RAID線上升級，滿足同一RAID組同時有任意兩塊磁片發生故障的情況下，仍能夠確保資料安全
線上擴容
配置線上擴容功能，能實現線上添加磁片，擴展NAS空間，擴展LUN空間
快照功能
配置快照功能，並且啟動此功能後不能影響存儲系統性能；
單卷最大快照數≥255
重復資料刪除
功能
配置重復資料刪除功能
瘦供給功能
配置瘦供給功能，實現容量按需分配；使用者可分配大於實際對應物理空間的邏輯空間，檔案系統空間可按需動態擴大或縮小
克隆功能
配置FC/ISCSI卷克隆功能，能基於時間點生成可讀寫的克隆副本，並且啟動此功能後不能影響性能
容災功能
支持對所有空間（NAS、iSCSI、SAN）提供通過內置IP鏈路（不用SANrouter類高成本專用轉換設備）的資料容災功能，支援同步、非同步、半同步的多種方式
管理
提供以Web介面管理工具以及終端、遠端登陸的方式進行管理的功能
方案配置：
Product
Description
Qty
2859-A21
IBMSystemStorageN3400ModelA21
1
4020
1TBSATADrive
12
5251
BasePack
1
6102
CIFS
1
6104
NFS
1
6105
CFO
1
6750
DataONTAP
1
7135
SnapRestore
1
9008
PowerCord,China
1
9202
Fieldinstallrackmountkit
1
9560
Dual-pathFCCabling
1
2859-A21Price
One-timeMaintenance
AnnualMaintenance
2857-003
IBMSystemStorageEXN3000SAS/SATAExpansionUnit
1
1102
SASdiskpowersupply
1
2054
5.0mSASQSFP-QSFPCable
2
2065
5.0mSASRJ-45ACPCable
2
4016
450GBSASDrive
24
9008
PowerCord,China
2
9020
Topof42URackindicator
1
9202
Fieldinstallrackmountkit
1
2857-003Price
One-timeMaintenance
AnnualMaintenance
2870-594
IBMSystemStorageN3400LicensedFunctions594
1
5251
BasePack
1
6102
CIFS
1
6104
NFS
1
6105
CFO
1
6750
DataONTAP
1
7135
SnapRestore
1
5、總體方案的優勢
根據資料和資料的使用頻度不同，可以將HIS/PACS/Oracle/OA/Exchange系統中的近期資料存放在主資料存儲N3400中；另外將需要長期保存、但又需要偶爾查詢的各種資料存放在統一存儲系統之上的SATA盤中。
對重要的資料還可以通過磁帶庫等離線備份方式實現備份，進一步的提高資料的安全性。
採用IBMN系列的存放裝置，具有以下特點：
5.1在醫療行業的優勢
1.加快診斷速度，提高病患護理水準。
IBMN系列醫療資料管理解決方案支援我們的客戶快速訪問位於一個或多個遠端設備上的資訊。
通過使用轉為醫療行業創建的IBMN系列光纖連接存儲解決方案，您的組織可以加快診斷速度，提高患者護理水準，並與患者之間以及各醫療部門之間建立起更加緊密的關係。
2.提升工作流程效率。
IBMN系列通過與業界所有領先的應用程式提供商合作，推出了一體化的圖像歸檔與傳輸系統（PACS）和電子病歷（EMR）解決方案。
這些解決方案以更富成本效益的方式提高各部門的工作效率、減少資料錄入錯誤和計費報告延遲，既改善了現金流，又提高了病患護理水準。
3.確保符合日益增多的法規要求。
IBMN系列針對醫療的法規遵從解決方案可確保安全的電子傳輸、交易和歸檔，從而滿足SEC，HIPAA和EU指令的要求。
我們的SnapLock®法規遵從軟體與DataONTAP®作業系統提供了寫一次，讀多次（WORM）的存儲功能，確保資料在規定的保留日期之前不可重寫、不可擦除。
4.輕鬆快捷地回應不斷變化的需求。
IBMN系列的FlexVol®技術支援您隨時增加或縮減資料卷，而不會給用戶造成任何停機或中斷。
由於FlexVol技術允許所有資料卷共用一個物理磁片存儲池，因此，存儲利用率得到顯著提高，醫療機構也可以從存儲投資中獲得最大的回報。
5.確保對患者護理的持續性。
與磁片相關的故障保護措施對系統可用性和醫療應用程式的持續運行至關重要。
與競爭對手的解決方案相比，IBMN系列RAID-DP™提供資料保護所用的存儲減少了50%，但其所提供的資料保護水準卻非常高，可以確保醫療專業人員隨時隨地使用關鍵資料。
6.防止資料丟失。
N系列的Snapshot™技術支援在幾分鐘內完成全部資料備份，而不會帶來性能下降。
N系列的SnapMirror®技術支援在分支醫療網路的資料中心之間進行資料複製，N系列的SnapRestore®可提供近乎即時的資料恢復。
7.簡化IT基礎設施的管理。
隨著醫療機構的不斷壯大，資料中心基礎設施通常也變得日趨不同。
N系列的Gateway系列虛擬存儲系統允許存儲管理員通過一個N系列介面管理異構存儲環境，它在一個通用架構下實現了資料塊與檔（NAS、FCSAN和IPSAN）存儲網路系統的統一。
8.縮減資料管理方面的時間和成本。
我們提供了統一的架構和簡單化的資料管理解決方案，通過減少伺服器數目和用於管理存儲的人員數目，説明資源有限的醫療機構節省資金。
一個典型例子是，N系列的一個醫療行業的客戶通過減少50%的IT管理需求，將存儲利用率提高了三倍。
9.與行業領袖建立合作夥伴關係N系列向全球超過1,400家醫療服務提供者提供資料管理解決方案，其中包括“美國十大醫院”（根據《美國新聞與世界報導》的排名）中的六家。
世界領先的醫療機構選擇由N系列來提供資料管理戰略，依據就是我們產品的靈活性和簡便性。
10.提供與醫療網路全天候的安全互動連接。
N系列提供一個基於開放式標準的統一架構，使醫院和醫療服務提供者可以隨時隨地訪問患者的資訊。
這意味著不僅可以提高患者護理水準、縮短患者的住院時間，而且可以帶來數百萬的資金節省。
5.2在資料庫系統應用時的優勢
解決方案
借助於N系列存儲解決方案與業界領先的企業資料庫的結合，您可以收到事半功倍的效果。
N系列存儲解決方案提供了具有極高可用性和可靠性的基礎設施，保證資料庫正常運行，從而最大限度地提高用戶和管理員的
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