医院服务器存储设计方案

1、1/ 11目录目 录 .1东莞樟木头人民医院服务器、存储系统设计方案说明 .2一、项目概述 .2二、服务器、存储系统架构组成设计 .3三、服务器系统设计 .3四、存储系统设计 .5五、系统设计特点 .112/ 11东莞樟木头人民医院服务器、存储系统设计方案说明一、项目概述樟木头人民医院位于樟木头镇东城区仙河大道、莞惠公路旁，广深铁路在樟木头镇设有车站，医院占地面积6万多平方米。病床330张，职工500余人，日门诊量预计在15002000人次左右，现有医生工作站150台左右。其中高级职称68多人，中级职称60余人，是一所集医疗、教学、科 研、预防、康复于一体的国营非营利性综合性医院，是东莞市社会

2、医疗保险定点医院，是法定产科 医院，是全镇唯一一家法定发放医学出 生证的医疗机构，是广东省普通高等医学院校教学医院，是 珠江三角洲经济发展区的知名医院。在经济全球化，社会信息化的进程中，医院已经进入了数字化和信息化的时代，大型的数字化 医疗设备在医院中使用，各种医院管理信息系统和医疗临床信息系统正在普及。常见的系统包括医 院信息系统HIS：(Hospital InformationSystem)、实验室信息系统LIS：(Laboratory Information System)、医学影像存档与传输系统PACS(PictureArchiving and Communication System

3、)、临床信息系统CIS：(ClinicalInformation System)、电子病历CPR：(Computerized Patient Record)、社保系统等。考虑现有医院2台服务器将无法承担全院的业务量，为完善樟木头人民医院信息化建 设，保证HIS系统、PACS系统业务正常运行，现重新规划设计医院的信息化系统。具体设计方案如 下：3/ 11、服务器、存储系统架构组成设计SFlk * “rr,r三、服务器系统设计1、HIS系统服务器HIS（Hospital In formation System）即医院信息系统：主要是医院各科室对病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取、交

4、换，由于其需要多任务同时处理，并且需要数据库的长时间运行。所以HIS系统对服务器CPU孚点运算能力要求特别高，现有医生工作站150台，预计 在半年之内医生工作站有一定量的增长，为了能满足未来扩展需求，HIS系统需配置2台安腾服务器。HIS系统服务器：在数据中心机房HIS门诊系统服务器采用2台安腾服务器、32GB内存（支持 热插拔）、4块硬盘，做RAID 0+1阵列，2台服务器之间通过2块以太网网卡实现两条心跳线相连， 同时安装HA双机热备软件。2、PACS系统服务器PACS是Picture Archiving and Communication Systems的缩写，意思为影像归档和通信系统。

5、它是应用在医院影像科室的系统，主要的任务就是把日常产生的各种医学影像（包括核磁，CT,超声，各种X光机，各种红外仪、显微仪等设备产生的图像）通过各种接口（模拟，DICOM网络）以数字化的方式海量保存起来，当需要的时候在一定的授权下能够很快的调回使用，同时增加一些辅 助诊断管理功能。由于医疗影像设备接口类别众多，同时每天产生大量数据，如何在各种影像设备樺木樟木头医院信息网络中心I-i-1 一门诊网络中心 fticrtmEI視测I i.畳 4 巖轧1二“ii 1,140椚”】I 7. finr.lf +*Li t *- I N4M*1!內蚀-IOKINLdJEhH1HTXidn需DM，I理百速-4

6、-u KI Kiir. 4 I11下* PUi買*trSi -4U曲Im 4lUKXr.fexit4/ 11求不高，但PACS系统数据计算复杂程度很大，要求的内存值也就很大，固PACS系统对服务器内存值要求特别高，所以PACS系统需配置安腾服务器。PACS系统服务器：在数据中心机房PACS系统服务器采用2台安腾服务器、32GB内存（支持热 插拔）、4块硬盘，做RAID0+ 1阵列，2台服务器之间通过2块以太网网卡实现两条心跳线相连，同 时安装HA双机热备软件。3、总院中间件服务器总院中间件服务器采用医院原有2台服务器。4、应急服务器应急服务器：在总院数据中心机房和一门诊各采用一台双路至强服务器

7、、16GB内存，8块硬盘，做RAID 6阵列，此服务器是以备意外事件发生提功快速顶替备用，8块磁盘做RAID6提供安全、可靠，同时可以提供大容量存储，高速的读写性能。5、一门诊系统服务器一门诊HIS+PACSF LIS服务器：因现一门诊业务量一般，设计时把HIS+PACSF LIS合并在一 台服务器上，为考虑以后扩展服务器采用2台安腾服务器、32GB内存（支持热插拔）、4块硬盘，做RAID 0+1阵列，2台服务器之间通过2块以太网网卡实现两条心跳线相连，同时安装HA双机热备软件。应急服务器：在数据中心机房安全备用服务器采用一台QPI架构双路服务器、16GB内存，8块 硬盘，做RAID6阵列，这

8、服务器是以备意外事件发生提功快速顶替备用，8块磁盘做RAID6提供安全、可靠，同时可以提供大容量存储，高速的读写性能。4、系统主要功能亠 服务器采用4块硬盘设计为RAID 0+1阵列，有效保证存储性能和数据安全兼顾。它在提 供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如 银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等；亠2台服务器之间通过2块以太网网卡实现两条心跳线相连互相监测，备份服务器时刻监视 主服务器的运状况，当确认主服务器出现故障后，就接管主服务器运行的相关程

9、序，接管 切换时间在10120秒内；亠同时每台服务器分别使用双口HBA卡分别连接2台光纤交换机上，再连接到FC光纤存储的两个控制器上，实现链路连接的冗余。整个系统架构中，无论从服务器、HBA卡、光纤链路、存储控制器都是2套，提供冗余保障和避免任何的单点故障；亠 如果总院数据中心服务器发生故障或数据丢失，可以直接启动灾备中心的应用，远程容灾间传输数据和如何组织存储数据对于系统至关重要的。所以PACS系统对服务器CPU浮点运算能力要5/ 11中心可在分钟内通过手动切换过来，接管应用，有效保证了总院业务数据实时传送的顺利 进行。当数据中心修复好后，再通过灾备中心来恢复数据中心的数据，这样系统又恢复到

10、 原来的状态。四、存储系统设计1、存储系统设计总院业务数据主存储：采用1台8GB 16盘位FC光纤存储，并配置1台8GB16盘位扩展柜，主存储磁盘阵列柜上配置16块450 GB FC光纤硬盘，做RAID6+热备盘，可用容量设计为5.85TB，在主存储器上光纤磁盘划一个阵列，做2个LUN给HIS系统使用，其中一个LUN由控制器A控制；另一个LUN给PACS系统使用，由控制器B控制；另外扩展柜单独划分一个阵列，做3个LUN由控制器B控制，主要给PACS的二级存储及文件归档， 其它2个LUN给其它应用系统预留的二级存储空 间。根据医院现有业务量估算HIS数据库数据在初期13年内会保持在1.2TB1.

11、8TB左右；PACS系统主要是图片数据，文件容量初期13年内会保持在3.0TB4.0TB左右；二级存储配置为7.0TB, 用来保存一年后的数据。总院本地UDBS存储：采用1台16盘位UDBS存储，主柜使用16块1TB硬盘，通过数据同步连 续性数据保护的方式，与服务器和主存储系统数据基本保持一致；通过电信专网10M容灾，与一门诊的UDBS存储同步数据。一门诊业务数据主存储： 采用1台16盘位8GBFC光纤存储， 存储磁盘阵列柜上配置10块450GB硬盘， 做RAID6+热备盘，可用容量设计为3.15TB，戈U 3个LUN,主要1个LUN给HIS做门诊，可保存3年的数据；1个LUN给PACS可保存

12、7年的数据，1个LUN其它应用系统做三年保存数据；其中HIS系统LUN由控制器A控制；PACS系统LUN给由控制器B控制；其它1个LUN给其它应用系 统预留的存储空间，同时由B控制器管理。一门诊UDBS存储：采用1台16盘位UDBS存储，主柜使用16块1TB硬盘，通过数据同步连续 性数据保护的方式，与门诊服务器和门诊存储系统数据基本保持一致；用于门诊灾备数据UDBS储，将医院和门诊两地UDBS数据容灾同步。2、容灾系统设计I.数据保护说明1、核心存储失效问题容灾系统可以对核心的数据卷做完整的保护。通过它的镜像功能，可以对生产系统的全部数据卷进行一对一、一对多的镜像。此功能保护了数据卷的数据安全

13、，使得在数据卷发生结合容灾系统特有的“提升”能力，可以在主存储设备发生损坏，数据卷完全丢失的情况下， 立即提升在容灾系统6/ 11上的镜像卷为生产卷，从而使得生产服务器可以使用原镜像卷作为数据卷，并 继续使用原先镜像的数据提供服务。在主存储修复，数据镜像回主存储的数据卷后，可以在遇到意 外时，依旧有一个完整的数据副本。之后可将容灾系统上的数据卷重新降为镜像卷，因此完全解决 了主存储损坏时系统长时间的停顿。宝UDBS 本地备份方案拓扑圏HISfBRB中闻松去叶 中闻性师东莞樟木头医院信息网绘中心2、由于逻辑错误等引起数据损坏容灾系统在对核心的数据卷做完整的保护的同时，可以使用快照技术保护历史数据

14、。我们知道,在误操作、病毒、黑客等问题发生时，不但可能非法修改数据，还可能恶意删除数据。在数据被恶 意删除的时候，镜像卷的数据将同步进行删除操作。而使用快照功能，可以保留快照。快照可以按 照时间进行计划，也可以手工完成。在实施数据卷的快照时，只保留快照点时间开始数据的变化量， 因此使用的空间极小，但用户却依次能保留多个数据的副本。禾U用快照技术，不但可以完全防止各 种有意无意的数据删除动作，还能追溯不同时间的不同数据版本，进行数据分析或测试。结合“标 尺”恢复技术，可以利用快照将数据损失减少到“秒”的级别。3、操作系统的保护操作系统是应用的基础。操作系统的保护是应用数据保护的一个重要组成部分。

15、对操作系统的保护主要有两个方面的要求：能有效保护操作系统相应信息，包括系统卷信息、COM类注册数据库、活动目录、引导文件、注册表信息和系统文件等。在硬件损坏、系统崩溃、发生意外灾难、维护等时候能快速、正确地恢复系统到原先的状态。当应用服务器的本地硬盘损坏的时候，只需要使用一个可以引导的FC协议HBA卡，将容灾系统内的系统卷镜像提升为生产卷，即可进行远程引导，立即重新启用应用系统。7/ 114、灾难防护能力的扩展根据备份与远程灾备方案设计要求，可以对医院提供业务数据中心和同城的数据级备援的远程方案。在灾难的恢复体系中，本地的恢复直接利用容灾系统所具有的瞬间恢复功能即可完成，而灾备 中 心 可 通

16、 过 人 工 干 预 来 启 动 业 务 系 统。II.快速恢复过程1、数据库记录丢失如果是数据库的部分表或记录受损，只需将前某一时刻点的数据逻辑快照提取出来（可以在本 地也可以在异地），分配给原有服务器，就可以恢复数据库受损的部分数据整个数据库出现错误，利用容灾系统管理器，只需要将指定时间点的快照mount上来，完整的历史点数据库就可以使用了，当然你可以抽取任何丢失的记录。2、文件丢失的恢复如果意外删除文件，或查询某一时刻之前的部分数据，通过容灾系统的时间点及快照功能，只 需在线的将前某一时刻点版本数据的文件通过主机直接拷贝到当前磁盘中，以恢复受损的文件。8/ 11宝德 UDB5 本地恢龔方

17、案拓扑图3、主机系统故障恢复如本地核心业务服务器应用系统出现故障时，通过容灾系统进行数据的远程引导启动。同时对应用系统进行方向复制，把容灾系统恢复到本地业务服务器上。4、本地磁盘故障容灾系统需对各应用服务器的系统卷进行全面全功能的镜像，如果系统服务器本地磁盘故障，用该镜像只需要使用FC光纤卡进行引导，将容灾系统内的系统卷镜像提升为生产卷，即可进行远程引导，立即重新启用应用系统。5、生产站点失效下的恢复当本地信息中心受损时 （如停电、自然灾害等），在省院远程中心具备一套相似的备用主机系统，这时，可利用在省院信息中心的备用系统，先将相对应的损坏服务器操作系统卷提升出来，Mou ntPCS*中幫林宇

18、耳杠审制序豪卡林东莞憧木头医魄信息网络中心9/ 11到备用服务器上，再通过提升数据卷快速恢复受损单位业务环境。16、随时演练测试容灾系统具有灵活的灾备数据提取和验证机制，确保了灾备体系的一致性确认以及应急流程的 完善和应急人员的专业化，恢复演练不会对生产系统造成任何影响。2、系统主要功能亠 根据医疗行业相关要求，一些医疗数据要保留至少7年以上，但这些数据并不是经常访问，所以可将长期不使用的数据迁移到二级存储当中，节省出来宝贵的一级存储空间，实现数 据的分层存储。亠 总院主业务主存储和门诊主业务存储采取冗余硬件控制器架构，主机通道为8Gb的光纤通道，完全满足HIS系统的多并发数据量以及PACS系

19、统高带宽的要求，并具备良好的可扩展性。4主存储采用多种主机接口(FC+iSCSI),FC提供满足高吞吐量，iSCSI提供灵活部署，具备 远程容灾的能力。-本地备份存储可以随时扩展容量，同时在备份服务器上安装相关备份组件，可有效保护HIS和PACS系统中的重要数据。亠24x7持续保护应用服务器：透过应用服务器端的磁盘保护工具，即时监测所有系统和资料，在几乎不影响应用程序运作的情况下记录磁盘区块新增异动，并依照管理者设定的保护原 贝叽将差异的磁盘区块持续或定时排程的复制到UDBS储存服务器，接着运用TimeMark快照技术，保存多达255个不同时间点的磁盘复本，无论应用服务器的系统当机、资料损毁

20、或是硬体故障，都可以利用磁盘复本在最短的时间内复原至正常状态。亠100%保证资料库回复一致性： 应用服务器的资料库在执行快照时为了确保回复资料一致性， 必须暂时停止运作。宝德UDBS特别针对所有主流的资料库、应用程序，提供应用感知(Applicatio n-aware)的资料库代理程序(DB age nt),当资料库接收到快照通知时，代理程序会自动执行记忆体资料写入磁盘，快照后重启资料库等动作，不需撰写Script,就能100%确保快照备份时资料库的一致性， 而且执行时资料库只会暂停一瞬间，完全不影响10/ 11日常营运。+ 5分钟复原作业系统，关键应用不中断：恶意程序破坏、更新程序冲突、硬盘

21、故障等状况都可能导致作业系统不稳或当机，传统备份机制需要冗长的程序才能回复正常运作。透过宝德UDBS的Remote Boot远端启动机制，可以在意外发生后，指定最后或特定时间点 的快照复本磁盘，在应用伺服器重新开机后接手本机硬盘，5分钟内就能恢复系统正常运作，完全不需重新安装作业系统和回存资料，将停机造成的损失降至最低。亠立即检视、随时验证的备份还原：传统备份机制只能从备份纪录中确认工作执行完毕，却不代表资料已被正确保护，且回复失败的可能性很高。宝德UDBS在应用服务器端就能快速转换快照磁盘复本并检视内容，透过Fibre Cha nnel与应用服务器连结，1分钟内就能直接载入档案系统进行资料比

22、对和还原验证， 完全不需长时间的资料回复， 或占用服务 器本身的磁盘空间，影响系统运作。+自动弹性切换时时同步/异步复制模式：宝德UDBS具有连续和周期两种远程复制模式。周期复制模式支持拥有的MicroScan功能，可将带宽的利用率发挥到最高。一般远程复制技术在执行差异数据比对时，是以4KBM54KB为处理单位进行复制，即使资料变化量不足1KB，系统仍须以464KB为单位传送资料，进而产生许多冗余的流量，占用额外带宽。MicroScan则以最细微的512bytes为单位追踪磁盘区变化， 由于颗粒度更细， 产生冗余区 块的比率非常低，传输差异数据时所需的带宽更小。在执行复制时启用MicroSca

23、n可节省90%勺网路流量。连续复制是宝德UDBS提供的异步复制(asy nchro nous replicati on),在此模式下，所有变化数据皆会被传送至远端，RPO(复原点目标)比周期复制模式小，即灾难发生后的资料丢失量较少。连续复制同样也可按照排程在本地和远端建立快照复 本，并配合安装在主机上的代理程序，确保回复时副本数据的一致性。连续复制还具备自 动复制模式转换功能。如果发生网路中断、壅塞，导致缓冲区被写入数据占满时，系统会 自动终止连续复制模式的运作，转为周期复制模式，同时启用MicroScan功能来降低流量冲击，避免连线恢复时因差异资料量过大，占满整个网路的状况。+支持多种进阶网

24、路功能，节省设备投资：无论周期复制或连续复制模式，皆支持先进的网路管理/流量优化功能。复制流量管理(Replication Throttling)可限制传输带宽的上限， 并依照网路流量尖峰与离峰时段， 设定不同的传输频宽上限， 提升频宽利用率； 透过 压缩(compression)功能，可减少资料在经过WAN传送时耗损的频宽；内建的加密(en cryption)功能，可卸载现有网关及服务器执行SSL加密作业负荷，增进整体效能；支援断点续传，当网路中断时，会从中断处接续未完成之档案，而非全部重传，亦免除比 对两地磁盘差异的完整11/ 11磁区扫描作业，节省时间和系统资源。以上功能皆可以软件实现， 无需另外采购