以网络为核心建设医院大数据中心

1、以网络为核心建设医院大数据中心目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document .序言2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document .什么是医院大数据中心2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document .医院大数据中心建设要点分析2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 医院数据集成与互联互通2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 医院大数据存储计算3 HYPE

2、RLINK l bookmark12 o Current Document 3. 3.全生命周期数据治理3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3.4.业务融合知识转化3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document . 5.数据挖掘分析利用3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document .虚拟化云计算的数据中心3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document .服务器虚拟化的网络设计4 HYPERLINK l bookmark22

3、 o Current Document .数据中心网络设计4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document .数据中心网络设备选型4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 7. 1.云架构网络5 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 7. 2.性能满足未来十年网络开展5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 7. 3.数据中心虚拟化让资源按需分配5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Doc

4、ument 7. 3.1.虚拟交换单元5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 7. 3. 2.虚拟交换设备VSD6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 7. 3. 3.多链路透明互联TRILL6 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 7. 3. 4. L2-CRE二层通用路由封装6 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 7. 3. 5.虚拟以太网端口聚合VEPA6 HYPERLINK l bookmark42

5、 o Current Document 3. 6.虚拟机感知与平安策略自动迁移6 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 3. 7.统一交换，融合存储与以太网7 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 8.医院数据中心网络建设面临的几大挑战7 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 1.前述7 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 2.多种应用系统，网络资源需求繁杂8 HYPERLINK l bookmark52 o

6、Current Document 3.智能化应用对网络资源提出更高要求8 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 特定创新应用对网络资源个性化需求增多8 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 8. 5.急需确保网络平安、敏捷响应的网络运管手段8.序言医院大数据中心不局限于某个分析主题，利用大数据技术，覆盖数据标 准、数据采集、数据校验、数据分类、存储治理及分析应用全方位内容。不牵 涉业务流程，将数据从入口、出口、准确性、权限、平安等方面全面管理起 来，构建统一的数据秩序，以“统一数据”为出发点，形成统一的

7、数据资源 库，提供给不同应用灵活使用。随着医院信息系统的逐步应用及医院业务的不断增长，医院数据也随着IT 技术的开展进入“大数据”时代。现代医院数据中心如同其他行业一样，系统 构成是标准化组件：基础设施、服务器、存储，这些标准化组件通过网络系统 构建成数据中心，而网络系统成为数据中心运行的支撑平台。当前，医院内部信息化体系纷乱复杂，已建设的业务系统少那么数十个，多 那么近百个。既包括HIS、US、PACS、EMR、心电等医疗业务系统，还涉及到 人、财、物等运营管理系统，每个系统厂商不同，设计不同。尽管医院也建立 了集成平台，从业务的角度规范业务传输，但都是以应用为出发点，而不是以 医院整体数据

8、管理为出发点的工程建设，数据无法实现全面、统一的管理。因 此，医院信息化的趋势必然为：应用建设-平台建设-大数据中心建设。.什么是医院大数据中心医院大数据中心不局限于某个分析主题，利用大数据技术，覆盖数据标 准、数据采集、数据校验、数据分类、存储治理及分析应用全方位内容。不牵 涉业务流程，将数据从入口、出口、准确性、权限、平安等方面全面管理起 来，构建统一的数据秩序，以“统一数据”为出发点，形成统一的数据资源 库，提供给不同应用灵活使用。.医院大数据中心建设要点分析医院数据集成与互联互通通过医院信息集成平台，实现医院内部异构系统的数据集成与互联互通， 是医院大数据中心的基础。需覆盖医院结构化、

9、半结构化、非结构化数据，按 照统一标准规范，实现高质量的数据汇聚、清洗融合，并构建互联互通基础架第2页共8页构，结合全方位的集中监管与数据质控，为医院大数据中心建设提供高质量数 据资产。医院大数据存储计算需要对来自于病历资料、生化检查、影像、病理切片的多样性和多态性的 数据资源实现有效存储、计算、分析，需融合Hadoop平台、Oracle数据仓库及 MPP分布式并行处理数据库技术的各自优势，结合列存储，压缩和智能索引技 术对院内结构化/非结构化/半结构化数据资源提供可靠的存储与计算。3. 3.全生命周期数据治理需遵循国家和医疗行业数据标准，构建可执行、可监管的治理制度，参照 CDR、ODR、R

10、DR数据模型，整合业务数据资源，构建事前标准制定、事中过程 监管与质量评估、事后质量提升的完整治理体系，有效保障资源的可重用性， 确保数据资源品质，支撑医院大数据有效利用。3. 4.业务融合知识转化需基于大数据分析、数据挖掘、机器学习等技术，通过分析病种、病症等 临床数据属性之间的关联度，建立可持续的历史数据转换和利用机制，实现数 据向知识的转换，建立支持临床辅助、管理辅助、科研教学的知识中心，将医 院的历史数据重新服务于临床和管理。3. 5.数据挖掘分析利用需采用BI与交互式探索分析技术，对医院数据资源通过自由下钻、切片、 汇总、快速响应等模式，实现一站式的数据挖掘、深度探索分析及模型闭环管

11、 理，构建数据业务应用，支撑临床分析、诊疗辅助、医疗科研。在大数据技术已逐渐趋于成熟的今天，医疗卫生信息化已全面进入“大数 据时代”。.虚拟化云计算的数据中心服务器虚拟化的直接效果是导致数据中心具有更高的应用密度，在相同物 理空间内逻辑服务器（虚拟机）数量比物理服务器大大增加。由此，服务器的总体 业务处理量上升，使得服务器对外吞吐流量增大。第3页共8页虚拟化计算技术已经逐步成为云计算服务的主要支撑技术，特别是在计算 能力租赁、调度的云计算服务领域起着非常关键的作用。在大规模计算资源集中的云计算数据中心，以X86架构为基准的不同服务 器资源，通过虚拟化技术将整个数据中心的计算资源统一抽象出来，形

12、成可以 按一定粒度分配的计算资源池。.服务器虚拟化的网络设计由于一个虚拟机上可能存在多个虚拟后的系统，系统之间通讯就需要通过 网络，但和普通的物理系统间通过实体网络设备互联不同，虚拟系统的网络接 也是虚拟的，因此不能直接通过实体网络设备互联。虚拟技术在数据中心得到很好的应用，目前数据中心网络建设流行的一种 解决方案是应用vSwitch(virtual switch)技术。vSwitch作为最早出现的一种的网 络虚拟化技术，已经在Linux Bridge, VMWare vSwitch等软件产品中实现。 vSwitch,就是VEB (virtual ethernet bridge)技术，即将虚拟

13、网桥完全在服务器(终 端)硬件上实现，不涉及外部交换机的协作。参考虚拟机的实现方式，物网络设 备也虚拟化，并绑定在虚拟机中，这样虚拟机上的网络接口可以不需要经过实 体网络，直接在虚拟机内部通过虚拟交换机等虚拟的网络设备进行互联。.数据中心网络设计跟普通服务器设备一样，每个虚拟机有着自己的虚拟网卡(virtual NIC),每 个virtual NIC有着自己的MAC地址和IP地址。虚拟机安Virtual Switch(vSwitch) 相当于一个虚拟的二层交换机，该交换机连接虚拟网卡和物理网卡，将虚拟机 上的数据报文从物理网口转发出去。根据需要，vSwitch还可以支持二层转发、 平安控制、端

14、口镜像等功能。.数据中心网络设备选型数据中心设备选型环节应考虑的问题很多，分为以下几个方面来讨论。第4页共8页7. 1.云架构网络CLOS架构构筑无阻塞交换，CLOS多级多平面交换架构，实现转发与控制 平面完全别离，即能够配置独立的交换网板与独立的主控板，确保各端口间全 线速无阻塞，提供持续的带宽升级能力和业务支撑能力。业务板卡与交换网板完全正交设计，跨板卡流量通过正交连接器传输到交 换网板上做交换，实现背板“零”走线，传输损耗最小，极大降低信号衰减， 提高业务流量交换机内部传输效率。支持96KVOQ队列，实现了基于交换网的精细QoS功能。基于VoQ机制和 入端口超大缓存，数据中心核心交换机在

15、入口侧构建独立的虚拟输出队列，对 面向不同出口的流量进行端到端流控，保证了业务的统一调度和有序转发，实 现严格意义上的无阻塞交换。7. 2.性能满足未来十年网络开展单槽位支持2Tbps带宽，可平滑扩展到4Tbps,支持高密度40CE和100CE 以太网端口，满足云计算数据中心可持续开展的需求，满足未来十年网络开展 过程中对核心交换机的要求。支持业界最高性能的小包线速转发能力，包括最高密度板卡在内的所有板 卡均可实现64字节小包线速转发，沉着应对大型数据中心中业务对高速转发不 丢包的苛刻需求。面对高性能计算的应用场景，数据中心核心交换机支持超低时延技术，时 延最低可达0.5微秒，保证超算中心场景

16、中高速传输的业务需求。面对数据中心的突发流量，数据中心核心交换机支持超大分布式缓存设计 技术，每端口可实现200毫秒缓存，满足数据中心、高性能计算等网络突发流 量的要求，确保突发流量不丢包。7.3.数据中心虚拟化让资源按需分配7. 3. 1.虚拟交换单元支持虚拟化技术，将多台物理设备虚拟化为一台逻辑设备，统一运行管 理，大幅减少网络节点，降低网络运维管理人员工作量。增加网络可靠性，实 现50200毫秒链路故障快速切换，保障关键业务不中断传输。支持跨设备链路第5页共8页聚合，方便接入服务器/交换机实现双活链路上联，网络有效连接带宽本钱增 长。7. 3. 2.虚拟交换设备VSD数据中心核心交换机通

17、过虚拟交换设备(VSD)技术可以提供业界最高的1:12 设备虚拟化，可将一台设备虚拟化为多台虚拟设备，每台虚拟设备具有独立的 配置管理界面、独立硬件资源分配(比方内存、TCAM、硬件转发表)，可以独立 重启而不影响其他的虚拟交换机。最大程度上为您实现网络资源的按需分配， 可让核心交换机资源同时共享给多个区域或用户使用。7. 3. 3.多链路透明互联TRILL数据中心核心交换机支持IETF制订的TRILL(transparent interonnec-tion of lots of links,多链接透明互联)标准协议，可在数据中心场景中实现超大规模二 层组网，提升用户业务部署灵活性，并扩大虚拟

18、机迁移范围，数据中心产品从 接入到核心均支持TRILL技术，可为数据中心有效简化网络设计，提高网络可 扩展性和弹性，并为构建一个大型的虚拟化云计算网络奠定基础。7.3.4. L2-CRE二层通用路由封装数据中心核心交换机支持基于国际标准的L2-GRE技术，可实现跨越地理限 制的数据中心间二层数据通信，使得分布在不同物理位置的数据中心资源能够 统一管理、统一分配。7. 3. 5.虚拟以太网端口聚合VEPA数据中心核心交换机支持IEEE802. lqbg标准定义的虚拟以太网端口聚合 (virtual ethernet port aggregator, VEPA),能将服务器虚拟机产生的数据流牵引

19、到物理网络设备上进行“硬交换”，既解决了虚拟机流量无法监管、访问控制 策略无法统一部署等问题，又消除传统“软交换”对服务器资源的占用，使下 一代数据中心网络解决方案更好适应虚拟化计算环境。7. 3. 6.虚拟机感知与平安策略自动迁移数据中心核心交换机支持虚拟机感知及平安策略自动迁移，有效实现大规 模服务器虚拟化应用环境中虚拟机流量的平安控制策略统一部署，并通过数据 中心网络管理平台配合数据中心交换机、虚拟机管理控制平台，实现虚拟主机第6页共8页 全网范围内自由迁移时对应平安控制策略的同步迁移，消除服务器虚拟化环境 中网络平安漏洞，减少网络维护工作量。3. 7.统一交换，融合存储与以太网数据中心

20、核心交换机面向下一代数据中心与云计算的交换机产品线可为服 务器提供以太网光纤通道(fibre channel over ethernet, FCoE)接入和以太网接入 服务，从而帮助用户轻松整合异构的存储网和数据网，减少网络中的设备数 量，真正实现数据中心网络架构的融合。同时数据中心核心交换机与万兆数据中心TOR设备可组建FC/FCoE数据中 心融合网络方案，符FCSAN、IPSAN、FCoESAN与面向业务的IP网络融合在一 起统一组网和管理，最大程度上简化网络部署本钱和布线本钱，同时还能保护 用户既有投资。8.医院数据中心网络建设面临的几大挑战1.前述数据中心作为承载医院各类业务应用系统的基础架构，随着“智慧医院” 建设的不断深入，正在面临前所未有的挑战。以三级甲等综合医院为例，其拥 有的信息系统，除HIS、PACS、LIS等关键业务系统之外，其他专有系统总规模 到达百套之多。但由于系统建设周期不同，再加上大局部医院采用系统外包开 发、运维模式，使得“信息孤岛”现象曾长期存在。伴随云计算的逐渐推广，医院数据中心建设正在从系统整合，转向以业务 为导向，强调数据集成、系统互通、业务协作的智慧型数据中心。与其他企 业、组织/机构相比拟，医院数据中心从建设之初就呈现出多种模式，其中最具 典型的应用实例就是医院急诊业务系统，为了确保其可靠、平安、稳定的运 行，大型医疗机