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资源介绍 |
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ＸＸ医院存储备份解决方案
一． 项目背景
近几年来，医院的信息化建设取得飞速发展，除了普遍实施的医院信息管理系统（HMIS）外，已逐步向医学影像存储与传输系统（PACS）、实验室信息系统（LIS）、临床信息系统（LIS）、电子病历和数据仓库决策支持系统等方向发展。同时，不少医院还建立了数字图书馆和数字电子期刊库等，数字化医院建设已初具规模。
医院信息系统有别于其他行业，主要存在以下特点：
一是数据量大，大型医院每天可产生10GB以上的数据，如果包括2～3个的数据备份，就要存储超过30GB的数据。而且大型医疗影像设备产生的数据还会以几何级数增长；
二是数据类型复杂，有数字和文字，还有大量的图形和影像等信息；
三是既有对可靠性、实时性和并发用户数要求很高的HIMS数据，也有对可靠性和实时性要求相对较低的数字图书等信息。
三．需求分析
近年来随着ＸＸ医院的医疗信息化的不断深入，不断激增的数据量，以及新的业务系统（如PACS）上线，需要不断增加存储设备，数据安全性的问题就凸显了出来。不仅需要有良好的数据备份，而且需要综合起来实现数据高级别的安全保护。
针对用户的各系统及应用特点，我们觉得新建的网络存储及备份系统，需要满足以下需求：
1. 能够实现大容量的数据存储，并保证整个存储网络无单点故障，保证整体的可靠性；
2. 能够在IP/SAN网络上同时实现数据存储、备份．具有较高性价比；
3. 采用开放的、标准化的技术体系，保证良好的兼容性。消除因专有技术的不兼容造成的高昂的后期升级、扩展和服务成本；
4. 通过集中的管理界面实现整个系统的数据存储和数据备份的管理；
5. 在信息中心实现数据的核心数据的存储，在异地实现实现数据的备份，同时能在尽量快的时间内恢复。
数据存储在一定程度上影响HIS（医院管理系统）的性能，对HIS数据安全性起决定性作用。随着HIS应用面的扩大和使用时间的延长，其数据量越来越大，特别是医学影像系统（PACS）的应用，对存储系统的性能、可用性、安全性和存储容量提出了更高的要求。高性能的SAN架构是用户的上佳之选．
构建SAN全面满足业务发展需要
SAN是一个以数据块为操作方式的网络存储技术，是独立于用户网络的一种专门用于连接存储设备和服务器系统的网络，SAN上的服务器不需要通过局域网而直接访问存储设备，所以SAN的设备独立性、数据带宽、数据共享性、可管理性、可扩展性、可靠性和安全性比NAS更高，当然SAN的投入也相对较大。SAN目前在HIS中除了可用于基于文件服务的应用外，也能用于大型数据库的应用。SAN将会是大型应用存储方案的主流。总而言之，SAN可以为以下问题提供有效的解决方案：
1.存储容量的爆炸性增长；
2.数据存储的集中管理；
3.集中式备份和恢复；
4.多机集群系统的要求；
5.数据高度扩展能力的要求；
6.本地服务器与远程存储连接的要求；
7.对数据访问性能的要求，如PASC,视频系统，电子商务等。
三．Nexsan存储备份解决方案
通过以上的分析，根据用户系统存储和备份的特性和用户存储容量的不同需求，我们建议用户采用美国Nexsan公司的高性价比SATABeast SATA磁盘存储系统与Qlogic存储交换机构建SAN存储网络，为前端的HIS及PACS系统提供高性能存储，在备份方面，我们采用Bakbone备份软件与一台Nexsan SATABeast磁盘阵列构成一套高速磁盘备份系统，利用SATAbeast磁盘阵列构建集中存储及备份系统如下图所示：
如图所示，存储方面，在整个SAN存储系统中，我们采用两台Nexsan的SATAbeast磁盘阵列作为核心存储，HIS系统及PACS系统主机通过两路光纤通道连接到Qlogic 存储交换机，以实现对两台存储阵列的访问．备份方面，我们采用Bakbone备份软件实现，在异地的另一机房配置Bakbone备份服务器并通过iSCSI或光纤直连一台SATAbeast磁盘阵列，实现快速备份及恢复，同时由于备份数据保存于异地，也为用户实现了数据的异地容灾．此方案的主要配置为：
存储配置：每台主机两块Qlogic光纤存储卡（HBA卡），四台主机４块；两台Qlogic 8口交换机．两台双控制器SATAbeast磁盘阵列,每台配置42块1TB SATA硬盘，总容量达84TB．
备份配置：Bakbone备份软件一套，SATAbeast磁盘阵列一台，配置单控制器，42块SATA硬盘，容量为42TB.
此方案优势如下：
1. 高性价比．
Nexsan的SATAbeast磁盘阵列，内部采用SATA硬盘，适合医疗行业大容量高速度存储的特性并节省了用户投资，每个控制器拥有两个4Gb FC和两个iSCSI接口，每台磁盘阵列配置两个控制器，四个FC接口同时工作，速度可达800MB/s以上，可很好的满足HIS数据库及PACS系统大量影像文件存储的性能要求．同时由于其同时具有FC和iSCSI接口，可满足用户在不同环境下的存储需求，并可通过iSCSI构建低成本IPSAN存储网络架构。
2. 高可靠性
在整个SAN架构中，为了提供最高的可靠性，我们所有部件均采用冗余机制，主机端采用双HBA卡，交换机层采用两台Qlogic交换机，磁盘存储端配置双控制器．实现了从主机到存储访问的双路架构，最大保证前端访问的可靠性．同时SATAbeast磁盘阵列电源，风扇，控制器均采用冗余设计，并支持热插拔，实现组件的高可靠性．SATAbeast的磁盘可热插拔，并支持RAID0,1,4,5,6,10多种方式，并可支持专用热备盘和热备盘池．通过以上设计使用户在实现高性能的同时实现磁盘的冗余．
3. 高存储密度，节省用户投资
Nexsan的产品一直是世界上密度最高的磁盘存储系统，SATAbeast在4U的机柜中最多可插入42块SATA II硬盘，为用户节省了大量机房空间．在此方案中，两台共8U的机柜空间中最高存储容量可达84TB，可很好满足用户数据库及影像文件的海量存储需求．
4. 集中管理，共享存储空间
方案中为用户实现了集中的SAN存储及备份架构，用户可对存储资源进行集中分配和管理，使各个应用服务器可以接需使用存储空间，提高空间利用率，减少空间浪费．同时可通过统一WEB管理工具实时监控三台SATAbeast阵列的工作状态，以减少用户安装配置及日常维护的费用．
5. 开放架构，良好的兼容性
Nexsan的磁盘存储系统均采用独立OS设计，所以可以支持window,linux,unix等各种平台，同时无需安装任何驱动程序和软件．容易安装和维护，大大减少用户安装维护成本．
6. 集中备份，远程容灾
如图所示，对于备份系统，我们通过Bakbone备份软件实现，在本地需要备份的各应用主机安装备份客户端及相应数据库的agent，以实现文件及数据库的热备份，在异地我们配置一台Bakbone备份服务器，所有备份任务通过异地的备份服务器统一管理．
另外配置一台SATAbeast磁盘阵列作为备份设备，用户可通过iSCSI或光纤直接连接到备份服务器，以实现磁盘备份．由于Bakbone具有虚拟磁带库功能，可将磁盘阵列虚拟成磁带库，构成虚拟磁带库架构．
SATAbeast磁盘阵列可同进支持iSCSI和光纤两种接口．所以对于备份服务器到磁盘阵列之间采用iSCSI还是光纤连接，用户可以根据成本及性能考虑进行选择．考虑到更好的备份性能和稳定性，我们建议用户采用光纤直连的方式．另外建议用户本地与异地的网络连接采用千兆以太网进行连接，以实现快速备份及恢复的目的，避免两地之间的网络成为备份速度瓶颈．如上所述，整个备份架构即为用户实现了快速备份及随时恢复，实现快速访问历史资料的要求，同时为用户实现了备份数据的异地保存，建立了完善的容灾机制．
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