数医院-信息及数化共享平台解决方案

1、信息及数字化共享平台解决方案设计单位:建设单位: 编制日期:目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第一章需求概述4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.常规系统5 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 需求分析6 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 建设目标9 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第二章数字化医院总体架构11 HYP

2、ERLINK l bookmark12 o Current Document 1.架构概述11 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 存储优化142. 1.存储架构15全自动存储分层(FASTVP/FAST Cache) 172. 3. PACS系统数据存储归档方案19 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3.虚拟化架构233. 1.服务器虚拟化需求分析233. 2.面向服务器虚拟化253. 3.桌面虚拟化需求分析273. 4.面向桌面虚拟化293. 5.虚拟化数据中心解决方案31虚拟化数据中心解决方

3、案蓝图31数据备份与恢复33 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 5.业务连续性375. 1.业务连续性需求分析375. 2.容灾38 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.6.存储高可用与双活数据中心412. 6. 1.需求分析412. 6. 2.解决思路432. 6. 3.部署模式44 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2. 7.云存储平台492. 7. 1.需求分析492. 7. 2.解决思路502. 7.3.存储即服务512. 7.4.应用

4、场景527.5.平台价值54 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第三章区域医疗卫生信息化总体架构55 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1.发展背景55 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 现状和挑战552.1.发展现状552.2.面临的挑战56 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.需求分析573.1.用户需求573.2.业务需求584.总体设计594.1.建设目标594.2.平台架构604.3.

5、部署模式634.4.基础设施平台64 第一章需求概述数字化医院是我国现代医疗发展的趋势。“数字化医院是指将先 进的网络及数字技术应用于医院及相关医疗工作，实现医院内部医 疗和管理信息的数字化采集、存储、传输及后处理，以及各项业务流 程数字化运作的医院信息体系。数字化医院是由数字化医疗设备、 计算机网络平台和医院业务软件所组成的三位一体的综合信息系统。 数字化医院工程体现了现代信息技术在医疗卫生领域的充分应用，有 助于医院实现资源整合、流程优化，降低运行成本，提高服务质量、 工作效率和管理水平。数字化将推动医院集团化、区域化、并改变医院原有的工作模式。 建立区域性的影像中心（病理、CT、MRI等

6、）实现医学图像网络传输。 建立区域性的中心实验室实现检查结果网上传输，节约资源。信息中 心社会化，医院不再建立网络，服务器中心，将采用租用电信运营商 网络线路，建立区域性的数据中心、服务器中心和数据仓库。实现医 学文献资料的共享，解决各医院网络建设重复、利用率低、资源浪费 的缺陷。区域性的各类医学服务中心的建立，将使卫生资源获得最大 程度利用。信息系统建设作为医疗行业信息化的核心内容，在近几年的发展 中经历了不同的阶段。随着国家新医改方案的实施，对国内传统医院 信息系统发展带来前所未有的机遇与挑战，现有的信息系统已难以全 面适应医院的需求。因此，一个全新的数字化医院解决方案是当前国 内医院信息

7、化行业的迫切需求。在医院信息系统建设过程中，HIS系统、EMR系统和全院级PACS 系统的医院信息系统数字化应用整合是最大的重点。建立数字化医院 是医院管理信息系统发展的必然，也是医院现代化管理和高效运行 的需要。1.1.常规系统HIS (Hospital Information System)医院信息系统PACS (Picture Archiving and Comm unication Systems)医 学图象 档案管理和通信系统。LIS (Laboratory Information System)检验信息系统CIS (Clinic Information System)临床管理信息系

8、统RIS (Radiology Information System)放射科信息系统EMR (Electronic Medical Record)电子病历系统EHR (Electronic Health Record)电子健康档案系统GMIS (Globe Medical Information Service)区域医疗卫生服务1.2.需求分析医疗行业信息系统中最重要的是信息，包括病人临床信息和医院 管理信息等。医疗行业IT部门面临的最明显挑战是由信息数字化造 成的信息量持续增长带来的，这些增长来源于：每个医疗过程涉及大量图像加上每年要执行大量扫描，使得存 储的医疗记录以超过70%的年增长率在

9、增长；A更多类型的数据：财务、临床、图像管理，结构化数据（如数 据库）及非结构化数据（如数字影像、报告、视频、演示文稿等）；A更多用途的数据：HIS、EMR/EHR. PACS、知识管理以及数据挖 掘A更多设备产生的数据：药征、患者监视、仪器A更多管理法规：国家医疗记录保留要求医疗行业中不同业务应用系统的需求不尽相同。我们以医院的两 个最有代表性的应用为例，分析其来自医院业务的需求： HIS/EMR 系统随着就诊人数的增长，需要保证系统的性能满足业务发展的需 要；需要满足7x24小时高可靠运行的业务连续性要求；需要保证数据的安全性和可恢复性，避免因数据丢失引起的医 疗纠纷； PACS系统如果仍

10、然采用随影像设备配置的功能简单的医疗影像系统，如 何实现全院影像信息共享和查询？A如果实施了全院PACS系统，则带来数据量的快速增长，如何 做到控制成本、同时提供数据的共享和快速查询？需要满足7x24小时高可靠运行的业务连续性要求；需要保证数据的安全性和可恢复性，避免因数据丢失引起的医 疗纠纷；医疗行业其他应用系统还包括：LIS、医保、银联前置机、合理用 药、知识库、排队叫号、病人查询系统、0A、杀毒系统、文件服务 器、WEB、Email 等。如今，随着医院不断有新的应用系统上线，数据呈级数增长，原 有的系统迫切需要扩容升级。由于医院内的HIS、PACS和电子病历等 系统是在不同时期分批建成的

11、，导致各系统的数据处于分散存储状 态。不仅如此，每个系统所采取的存储方式与存储介质也各不相同， 而且有些存储系统已经无法满足业务不断发展的需要。随着上述系统应用规模的不断扩大，在数据管理方面的问题日益 凸显出来，主要表现为：容量不足，数据调用不便；系统结构相对落 后，系统稳定性有待提高；最后，分散存储的模式，严重影响了数据 资产的管理效率。总体来讲，医疗行业信息化的关注点在于：如何满足业务连续性要求高性能服务不停顿数据不丢失如何解决数据容量迅速增长带来的成本、管理等问题如何解决应用系统不断增加带来的成本、管理等问题1.3.建设目标随着医院信息化进程的逐步深入，数字化医院信息系统的的应用 越来越

12、多，环境也变得越来越复杂，这无形中增加了 IT人员管理维 护系统的难度。同时，随着应用系统的不断增加，数据也相应大量增 长，这就给原有的信息基础架构提出了更高的要求：1提高系统数据整体安全性，避免因数据丢失导致的公共事 件发生2平滑的提供更大的存储空间3提供更快的数据响应速度4提供更大的数据吞吐能力5提供灵活的资源调配能力（包括服务器和存储）并且，随着信息系统在医院教学和管理中的重要性越来越高，信 息主管部门越来越多的关注在：如何解决应用系统和数据容量迅速增长带来的问题：利用率降低成本不断增加管理越来越复杂等如何满足关键应用系统的业务连续性要求关键系统高性能关键服务不停顿关键数据不丢失第二章数

13、字化医院总体架构2.1.架构概述医疗行业解决方案利用一个智能信息基础架构支持您向数 字化的过渡。解决方案可帮助医疗行业及时向获授权的医护人员 和研究人员提供信息以加快更安全的患者医疗、诊断、疾病管理、 循证式决策支持和医疗信息交换（HIE）。改进您的医疗知识、临床 工作流和生产效率，以加快患者的治疗。医疗行业解决方案的主要特点：患者安全一利用一个整合的基础架构来改进诊断、决策和 医疗效果。业务连续性一最大限度地减少宕机，部署灾难恢复计划， 保护重要的患者数据，同时满足管理法规要求。隐私和安全性一维护患者记录、医疗研究、临床实验、电 子邮件和其他敏感信息的保密性和安全性。集成式系统一将您重要的住

14、院、门诊和急救系统与和我们 的医疗保健渠道合作伙伴提供的解决方案集成起来。根据对医院信息化系统的分析，可以总结出其核心应用系统 的特点如下：1）数据库：是整个医院信息系统管理的核心数据类型：数据库（SQL, Oracle等）性能要求：同时访问人数多，并发性能要求高可用性要求：不能停机数据量：几十GB到几百GB2）影像文件：数据类型：文件（以静态医学影像图像和动态医学影 像为主）性能要求：同时访问人数较少，但传输数据量大，带 宽要求高数据量：很大且增长很快，从几TB到几十TB数据安全性：要求长期保存，保存时间长根据性能和可用性的分析，可以得出相应推荐的信息系统架构如下:应用数据类型性能容量数据保

15、护连续性数据类型与建议架构在线数据归档数据HIS数据库高低高高FC-SANLIS数据库中低崙高FC-SAN、 iSCSIEMR数据库/ 文件中中高高FC-SANNASRIS数据库高低高高FC-SAN、 iSCSIPACS数据库/ 文件中高高高FC-SANNAS根据以上需求分析，我们从以下角度分别阐述面向医院的信 息基础架构：1）医院信息系统基础架构整合与优化统一存储架构一VNX全自动存储分层Fast Suite2）医院信息系统虚拟化架构服务器虚拟化与桌面虚 拟化PACS系统数据存储归档Isilon数据备份与恢复Avamar业务连续性RecoverPoint存储高可用与双活数据中心VPLEX面向

16、“存储即服务”的云存储平台-Atmos2.2.存储优化医院信息系统通常由两大系统组成，即HIS系统和PACS系统。 在医院中，HIS系统和PACS系统是分开建设和维护的。随着医 院信息化程度的不断深入，为了简化IT流程，提高医疗效率，就 需要将这两个原本相对独立系统有机的融合到一个完整的医院 信息管理平台中。这就使得越来越多的医院开始考虑将HIS系统 与PACS进行整合，并交由医院信息中心统一建设和维护。整合后的医院信息中心将为数字化医院提供HIS、LIS、CIS、 EMR. RIS、PACS等等业务系统，为了确保整个系统能够提供最快 的响应速度、最大的数据吞吐、最安全的数据保护。这就要求医

17、院信息中心建立一套先进的存储系统，为医院的各种业务系统提 供最安全、最高性能的医院信息基础架构平台。2.2.1.存储架构通常情况下，HIS、LIS、EMR、RIS、PACS、EMR等系统是在 不同时期分步建设的，一般都会建立独立的应用服务器系统环境 和存储系统环境，这就造成服务器及存储资源的浪费，同时增加 了整个系统的维护难度，增加了业务系统宕机的风险。根据数字医院的各应用系统对存储设备性能要求的不同级 别，将不同的应用系统采用不同的部署方式：A针对实时响应速度要求最快的基于数据库应用的业务系 统，如HIS、EMR、LIS、RIS、PACS等系统，采用FC-SAN进行链 接，提供最高的主机访问

18、速度。APACS系统中拥有千万级别的有海量医学影像文件，采用 NAS功能，通过CIFS及NFS等文件传输协议，在提供文件共享服 务的同时，节省了大量的服务器硬件设备投入；A针对响应速度要求一般，且压力不大的系统如门户网站、 电子邮件、0A等应用，可以通过采用虚拟化的技术将这些业务系 统进行服务器虚拟化，在确保主机访问性能的同时，最大限度的 节省成本。根据这些系统的应用特点和最佳系统部署方式，我们建议采 用SAN + NAS的统一存储架构，即VNX系列一体化存储系统。针对医院复杂的应用系统环境，采用统一存储架构将有助于:A最大化利用存储资源A提升业务系统效率A简化系统维护A降低系统宕机风险A优化

19、IT流程，提升医疗效率医院信息中心系统架构：医院眈工作站HISEMR IkJIIb b tol 8Gbp$FC8GbpsFC数据库 数据厲庇1嗨暫EQ Ia A a taiPACS. RIS. us. as. 合理用两.医保.OA等iSCSl/CIFS/NFS图示光坏理榕线-冗余光坪连ie钱网络连席线电像数创主存储系统EMCVNX2.2.2.全自动存储分层(FAST VP/FAST Cache )医院信息系统中，不同的分类数据对存储系统的要求也不 同。根据不同应用数据的重要程度及性能要求，将不同应用系统 的数据分别存储在不同类型的存储介质上，有助于提升系统整体 性能，降低TCO。企业级固态闪存

20、盘(SSD)给客户带来巨大的价值更快的性能：30倍的IOPS,不到1毫秒的响应时间；更高的能效：每TB的能源需求减少38%,每10的能源需 求减少98%更好的可靠性：固态闪存盘没有移动机械部件,RAID重建 速度更快。核心业务系统数据库：要求存储能够在最短时间内完成尽 可能多的数据库查询操作，对数据访问性能要求最高；需要将HIS、EMR、LIS、CIS、RIS等系统的数据库存储 在企业级固态闪存盘(SSD)上，以最大限度提高数据库的访问速 度； PACS系统主要为顺序读写，对磁盘的吞吐性能要求较高；需要将并发访问量不高，但数量及容量巨大的PACS系 统医学影像文件，根据数据的读写频率差异，动态

21、自适应地在SAS 磁盘和NL_SAS磁盘上存储；门户网站、办公、电子邮件等应用系统对性能的要求相对 较低需要将性能要求一般的数据库及网站办公文件存储在 SAS磁盘上和NL_SAS磁盘上。VNX的FAST全自动存储分层架构，根据应用数据的不同重要 程度及性能要求，将其分别存储在以企业固态闪存盘(SSD) +SAS 磁盘+NL_SAS磁盘组成的存储资源池中，有助于提升系统整体效 率，降低总体成本。在的全自动存储分层方案中，还为客户提供更为先进的FAST Cache技术。该技术利用企业闪存驱动器，将频繁访问的HIS、LIS、 CIS、RIS系统中数据，自动地从磁盘中缓存至由闪存驱动器构成 的FAST

22、 Cache中，为数据库应用提供最短访问时间和最快I/O速 率，进一步应对突发的业务峰值（例如医院每天早晨&00-10:00 的业务高峰期）带来的系统性能压力。2.2.3. PACS系统数据存储归档方案PACS系统数据管理架构分析PACS系统是医院信息系统重要的组成部分，与其他医院信息 系统相比，PACS系统具有以下特点：PACS系统以静态医学影像和动态医学影像为主，并发访问 小，数据吞吐能力需求高PACS系统影像数据增长快，要求存储系统能够提供海量存 储能力PACS系统影像数据需要长期保存，并实现实时影像在线检 PACS系统影像数量巨大，需要存储系统提供强大的文件系 统，提供快速文件检索伴随

23、医院规模的不断扩大，PACS系统的影像数据增长会越来 越快。影像数据的访问特点是：访问频率在生成后最初一两个月 最高（主要用于治疗），在最初的一到两年内有所降低（主要用 于分析和研究），之后会很低，但必须能够被访问到（用于查询）。 面对高达几十TB的医学影像资料，如果采用常规的数据存储和 备份模式，将无法在提供快速的数据检索能力的同时，对这些数 据进行有效的保护并。因此，需要将历史数据通过数据归档解决 方案进行剥离，再对在线数据采用数据复制技术进行保护。针对PACS系统的应用特点，我们认为PACS系统存储体系架 构应具备以下特点：采用在线+归档的分级存储体系架构，管理日益庞大的海量 影像文件近

24、期产生的动态数据采用在线形式存储，历史静态数据进 行归档采用数据复制技术，对数据库和在线影像数据进行保护PACS系统数据存储归档方案针对医院PACS系统中海量医学影像管理、连续性要求高和 性能要求一般等特点，结合不同PACS软件供应商的体系架构， 可分别采用SAN或者SAN+NAS的方式提供服务：针对医院PACS系统的应用特点和数据结构，采用VNX统 一存储系统管理PACS系统数据库和在线的PACS影像文件，提供 高速的数据访问能力，提供有效的数据共享能力。对在线存储的影像文件，利用FAST管理软件，根据数据的 读写频率差异，动态自适应地在SAS磁盘和NL_SAS磁盘上实现 分层存储；利用PA

25、CS系统的数据归档功能，将历史数据从在线存储 中迁移到Isilon归档存储系统中，实现数据的长期、可靠的存储, 并确保历史数据能够实时被业务系统访问。PACS系统数据存储架构图：归档存储系统 EMCIsilon8GbpsFC髙频访问 彩像 SAS鐵盘i$CSI/CiF$/NFS主存储系统 EMCVNX中频访问 彩像NL SAS8L盘FAST CacheFAST自动分层PACS历史影像归档图示光纤连检线 冗余先坪连线网珞连整线PACS系统数据归档方案优势Isilon作为信息生命周期或分层存储战略的一部分，大大降低 统一存储基础架构的总体拥有成本，具备如下特点和优势：管理方便：单一文件系统，无缝扩

26、展到15PB,对PACS应 用透明扩展方便：60秒完成扩展，无停机时间性能保证：传统Windows文件系统随数据量增加，性能下 降，使得PACS系统越来越慢，Isilon能保证性能随容量增加而增 强数据管理成本最优：自动的数据分层迁移管理2.3.虚拟化架构随着医院信息化的深入发展，医院内业务科室不断提出新的 需求，医院的规模不断扩大，这都带来了医院的信息系统在规模 和复杂程度上的不断提升。这些医院业务系统绝大多数是运行在 基于x86架构PC服务器上，采用Windows或Linux操作系统， 按照传统的应用部署方式，一个应用部署在一台物理服务器，一 般的三甲医院普遍拥有几十台服务器，这些服务器中

27、除了有 HISPACSLISEMR等核心业务系统和数据库系统外，还分布有 RIS、医保、银联前置机、合理用药、知识库、排队叫号、病人查 询系统、OA、杀毒系统、手术麻醉、文件服务器、WEB、Email 等非关键应用系统。2.3.1.服务器虚拟化需求分析目前，医院对于非关键应用系统的管理仍以分散为主，服务 器故障节点比较多，一旦发生故障，宕机时间长，IT人员维护工 作量大。而通常医院的信息中心人员数量有限，且需要担负整个 医院所有IT系统和设备的维护和管理，工作强度和压力非常大。主要问题体现在:成本高硬件成本较高。运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗 电量，冷气空调和人力成本等。可

28、用性低可用性低，因为每个服务器都是单机，如果都配置为双 机模式成本更高。系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中 断。缺乏可管理性数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大 降低服务器重建和应用加载时间。硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口。4） 兼容性差应用迁移到新的硬件平台，需要与旧系统兼容的操作环境 （如操作系统）。如何使医院快速的部署新的临床信息系统，如何更加简单、 高效的利用人力物力资源，如何进一步提高业务系统的安全性， 成了医院当前迫切需要解决的问题！2.3.2.面向服务器虚拟化为了更好的解决上述物理服务器与医院各业务应用系统之 间的一一对应方式所

29、造成的弊端，可以采用服务器虚拟化架构解 决方案。该方案可以实现：服务器整合和基础架构的优化；消减物理服务器架构的成本；增强数据中心扩展性；改善操作的易用性和灵活性;增加应用系统的可用性并改善业务连续性；针对服务器虚拟化的统一存储解决方案本方案中，我们建议医院的服务器虚拟化平台信息基础架构 采用SAN+NAS集中存储方式，具体方案如下图所示：将每个虚拟机的操作系统创建在共享的SAN集中存储阵列 上，通过VMware VMFS文件系统允许多个ESX Server同时访问同 一存储，并支持 VMware VMotion 技术、VMware DRS 和 VMware HA等高级功能，以实现虚拟化环境的

30、高可用和动态资源 调配。将虚拟机上运行的数据库根据性能的需要通过FC-SAN进 行存储，并利用FAST全自动存储分层技术，使得数据动态自适应 的分布在闪存盘（SSD）、SAS盘和NL_SAS磁盘上，优化存储利用 率；使用FAST Cache技术提供较高的事物处理性能，减轻虚拟 化服务器环境中的系统压力，应用系统获得最快的响应速度；将虚拟机上运行的应用系统所管理的文件类型数据通过NAS进行整合，提供高性能的文件共享，同时将文件数据与虚拟 机操作系统分离的存储模式，可以极大地提高应用的恢复速度。医院服务器虚拟化系统架构图：医院館凋工作站8GbpsFC8Gbp$FCIfiin化眼势爲军KT PACS

31、. RIS. US. JIM. 合理用药.医停.OA等I HIS I1 1EMR医院内部网络备份设备EMC Avamar主存储系统 EMCVNX归档存储系统EMCkilonPACS 影像 归档数据2.3.3.桌面虚拟化需求分析随着医院规模的不断扩大，桌面终端数量和类型迅速增加， 医院管理桌面面临各种挑战:桌面PC维护及相关的应用系统安全 一直是困扰IT管理员的一个大问题，如何能在网络上更加轻松自 由的进行办公、上网、通讯等应用，而又可满足防病毒等安全要求,似乎成了一个很难解决的矛盾。主要问题体现在:1）桌面应用环境复杂规模不断扩大，桌面终端数量和类型迅速增加。每个系统的应用需求与应用环境存在较

32、大的差异。2）医院IT运维的人员相对较少，但工作量巨大运维工作一是核心应用系统，包括数据库、应用、服务器 自身硬件、操作系统。运维工作二是前台工作站，包括普通PC、打印设备、医疗 外设。3）医疗系统繁多，需要更高效的部署维护手段版本更新、功能升级需要经常维护。部署升级工作越来越复杂。4）多机共用，需要配合桌面标准化策略增强安全需要能够灵活定制的桌面标准化策略，既能保证多人使用 同台主机的安全问题，又能带来便捷。如何使医院减少因为终端设备、桌面故障引起的业务持续性 中断问题。提高终端的高管理性，优化其IT架构的运维管理，快 速的部署。如何更加简单、高效的利用资源，如何进一步提高业 务系统的安全性

33、，成了医院当前迫切需要解决的问题。2.3.4.面向桌面虚拟化1）提高医疗信息安全可以减少服务的中断，提高医疗信息的可用性。2）更高的系统可管理性和更快的桌面部署速度虚拟桌面均部署在数据中心，可实现对虚拟桌面集中、标 准化管理，使桌面与应用部署更灵活、快速、有弹性，桌面部署 时间从天/小时级缩短到分钟级。更高的资源利用率通过将桌面集中在数据中心，可将资源利用率提高到60-80% o针对桌面虚拟化的统一存储解决方案本方案中，我们建议医院的桌面虚拟化平台信息基础架构采 用SAN+NAS集中存储方式：将虚拟桌面的操作系统创建在共享的SAN集中存储阵列 上，通过模板部署其他桌面环境。将虚拟桌面根据性能的

34、需要通过FCSAN,并利用闪存盘 (SSD)、SAS盘和NL_SAS磁盘实现全自动存储分层，降低总体成 本；虚拟桌面釆用Vmware linked clone方式部署，利用FAST Cache技术降低防病毒扫描、启动风暴或重组事件的影响，优化 性能。将虚拟桌面上所管理的个性化文件数据通过NAS进行整 合，不仅可以提供高性能的文件共享，还可以实现集中的数据管 理。医院桌面虚拟化系统架构图:2.3.5.虚拟化数据中心解决方案基于多年来在医疗行业虚拟化的经验，当前的医院在部署虚 拟化体系架构时，对信息基础架构提出了新的需求。总体来讲， 针对虚拟化的解决方案包括以下五个部分（参见下图）：虚拟化数据中心

35、解决方案蓝图x86 Architecture存储和网络虚拟存储池中的新希求增长和弹性计划支持高级VMware特性备份/恢复VMware环境中的大量重复数据在备份窗口不确定的情况下能够调 集额外服务器/存储资源容灾虚拟设备与非虚拟设备的不同之处虎拟设备与非虚拟设备的通用流程管理存储资源管理工具需要辨别虚拟与非虚 拟设备传统的发现与分析工具需要面对虚拟与 非虚拟设备兼有的环境服务许多机构也许并不具备评估，计划， 实施，管理的技术能力解决方案针对虚拟化环境的优化经过VMware认证的VNX是VMware环境的主要中端 存储平台，提供了所有虚拟化环境需要的可靠、具备高可用性的 存储。VNX与VMwar

36、e的全面集成扩大了虚拟化服务器环境的价 值：支持虚拟化的Unisphereo现在可以发现并映射从虚拟机 到物理服务器再到底层存储的整个环境。Unisphere提供详细的 虚拟机存储数据，并自动维护和更新关系。专门针对虚拟化应用 的环境的功能优化使得管理和报告得到了简化。功能强大。使用FAST全自动存储分层和FAST Cache缓存 技术，可在整个系统中跟踪、调整和提高性能，降低总体成本。简化灾难恢复过程。可以通过VMware Site Recovery Manager (SRM)使用RecoverPoint来简化和自动化灾难恢复设 置、故障切换、回切和测试，确保实现快速、可靠的灾难恢复， 并且

37、可以确保恢复计划得到正确执行和管理。优化存储网络性能。PowerPath/VE自动执行对数百或数千 个虚拟机的网络和存储连接进行负载平衡的过程，消除了动态 I/O负载的手动管理，并跨虚拟和物理环境提供标准化的路径管 理。24 数据备份与恢复医院信息系统中存储的患者诊疗数据和医院应收管理数据， 无论是现在还是将来，数据和应用安全和可靠对于它来说都是第 一重要的。引起数据丢失的原因很多，备份系统解决的问题主要在：硬件故障造成的数据丢失应用程序/数据库损坏造成的数据丢失人为错误造成的数据丢失黑客攻击/病毒感染造成的数据丢失软硬件系统升级与维护前的数据备份为避免以上问题造成的数据丢失，建议对数字医院信

38、息系统 的核心应用系统进行定期备份，并定期进行数据恢复验证测试， 确保备份数据的可恢复性。医院在信息增长和服务级别不断提高的情况下，对数据的保 护提出了更高的要求：通过更快、更一致的备份和恢复消除风险通过保护至关重要的资产和减少流程错误提高安全性和 可靠性利用基于策略的备份任务和集中化管理减少复杂性使用较新的备份更快速地恢复应用程序从数据库损坏中更快地恢复利用目前重复数据删除技术减少备份空间和备份介质的 增长面对以上种种需求，推荐采用Avamar整体备份管理解决方 案，实现关键应用系统的在线备份；采用基于磁盘介质的备份设 备，可以实现数据的快速恢复，并保证数据可恢复（相对于磁带备份设备）。在A

39、vamar解决方案中，将应用两类主要的部署组件:Avamar操作系统代理，安装于每个受保护的系统Avamar节点（2台硬件设备保持设备冗余）Avamar备份系统结构图：iSCSI/CIF$/NF$备份设备 EMC Avamar图示冗余光坪连樓找 网珞连虑些主存储系统 EMC VNXAvamar 优.势Avamar是端到端软件和硬件整体备份解 决方案Avamar每次均执行完整备份并且一步即 可恢复Avamar可缩减备份窗口、加快数据恢复 提高了备份成功率和可旅性按照上述结构部署备份方案之后，备份系统将具有如下突出特点：Avamar整体备份解决方案使您能够快速而可靠地备份与恢复，以满足当今关键的恢

40、复时间要求。利用磁盘备份解决方案, 您可以从总体上改进对医院各业务系统的关键数据的保护。Avamar可帮助医院显著提髙备份效率和可靠性、降低成本, 并最大限度地减少管理工作。Avamar针对VMware优化备份的效果:idf箱赢.蕊涵矗I L? E3 El E3 E3 E3 E3 盘* 、；El E3 E3 El El E3? gRs 3S gbK 9k qhs asEVMware废拟化层x86体系络构f；材 F移动数据量减少95%备份时间缩短90%磁盘影响减少50%网卡使用率降低95% CPU使用率降低80%内存使用率降低50%将所有备份存储为“虚拟完整备份”，可即时恢复。支持更高的服务器整

41、合率，而不过度增加CPU利用率。2.5.业务连续性2.5.1.业务连续性需求分析随着信息系统对支撑医院业务的重要性越来越高，对医院信 息中心的管理提出了更高的要求.即在确保数据得到保护的同 时，如何做到关键系统服务不停顿以及关键数据不丢失。传统的备份、恢复解决方案虽然可以数据得到很好的保护， 但是发生故障时所造成的数据丢失量较大（RPO=24小时），以及 系统恢复时间较长（RTO 般超过4小时）都是现代医疗机构所 无法承受的。因此，规划一套满足业务连续性要求的系统架构， 也就成为医院信息系统基础架构建设中的一项重要任务。另外，医院信息系统中同时存在两大类数据：性能要求高的 核心数据库，以及海量

42、的PACS影像文件。如何构建一个统一的 数据保护架构，同时完成数据库及文件数据的保护与恢复，并且 达到高效的网络带宽利用率，成了本方案的最大挑战。2.5.2.容灾针对以上需求，推荐采用以下数字化医院业务连续性解决方 案，确保当单个系统出现故障，特别是系统逻辑故障时，最大限 度减少数据的丢失量（包括RPO=0）,最快速度的恢复关键应用系 统（RTOvl小时），提高信息系统的整体服务级别。数据保护具备同步（连续数据保护）和异步复制方式，针对应 用系统数据库，采用同步复制方式，针对文件，采用异步复制方 式，以下介绍二者的特点。1）针对数据库的同步复制特点无数据丢失（RPO=0）,所有写操作都由源同步

43、到目标， 有距离限制（500米），可以基于FC网络实施部署；支持变量更新，链路故障恢复后进行变量更新；不占用服务器资源，独立运作，与操作系统、应用等无关;简化管理，基于浏览器图形界面的设置及管理。2）针对文件的异步复制特点远距离复制技术，距离达到百公里，利用IP网络。自定义数据复制周期。分钟,小时，天不占用服务器资源，独立运作,与操作系统、应用和文件 系统无关；有效带宽利用简化管理，基于浏览器图形界面的设置及管理根据医院不同分类数据的特性及业务价值，相应推荐的容灾 复制架构如下：应用数据类型性能容量数据保护连续性容灾复制架构同步异步HIS数据库高低高高优选LIS数据库中低高高优选EMR数据库/

44、文件中中高高优选文件RIS数据库高低高高优选PACS文件中高高高数据库文件采用以上的业务连续性解决方案，可实现受保护的数据库的 任一时间点的故障恢复，及影像文件系统的远程保护。业务连续 性数据保护方案包含以下软件： RecoverPoint 持续数据保护（Recoverpoint Appliance 需单 独配置），可以实现数据远程复制，并能将数据库恢复到受保护 的任一时间点； IP Replicator软件：通过IP链路，将PACS系统的在线影 像数据进行复制保护，保证数据丢失量降低到分钟级。容灾方案的拓扑结构如下图所示：主数据中心容灾数据中心叵 wnattftwSRSi工作钻备价设备EIC

45、 AvanarPACS彩像归档数据归档存储祭块 EMC Isilon医朕内部网培HIS/EMRn旨bis b tai网络核心交換机主存储系统 EMC VNXEMC VNX备价设备 E1C AvajaarPACS 影像 归档数犯归档存緒祭筑EMC Isilon以上方案中，当主数据中心的数据出现逻辑错误时，可以通 过容灾存储上的数据进行快速回滚，从而实现数据库等系统进行 任意时间点的恢复；在容灾中心部署备用服务器，可以在生产站 点发生灾难时，接管容灾存储上的数据，从而实现容灾的快速切 换。当生产中心站点恢复后，可以通过数据反向复制将修改数据 增量同步回生产中心，然后实现容灾恢复。综上所述，容灾方案

46、(RecoverPoint)能够保护医院数据在通 常如数据逻辑损坏、软件出错、病毒和终端用户差错等情形下尽 可能减少损失。同时，凭借其领先的持续数据远程保护技术，还 使得系统可以抵御突发灾难事件，使整个数据中心尽量减少停 顿。医院建设业务连续性解决方案，目的是当故障发生时，能够 通过业务连续性数据保护实现业务和数据的恢复，这就一方面要 求数据可以恢复并且可用，另一方面定期的容灾演练才能验证容 灾架构、灾难恢复预案的有效性以及实际执行能力。针对演练过 程，发现各方面存在的问题并加以改进，可以使容灾体系更加完 善，同时也能使各部门相关人员都熟悉、了解相关的策略、流程 和方法，提高医院应急响应和灾难

47、恢复的综合执行能力。2.6.存储高可用与双活数据中心2.6.1.需求分析随着医疗服务业务的进一步发展，医疗信息系统要求提供 7*24小时的高可用性服务，业务运行不允许中断，系统一旦停机 会给医院造成巨大的损失。为了应对系统停机、业务中断等风险，多数医院建设了容灾 数据中心，传统的以数据复制技术为基础的多数据中心架构均以 灾难情况下的站点整体切换为第一目标，这种技术强调灾难情况 下的站点恢复能力，但往往由于底层数据复制配置、网络环境、 相互依存服务等方面的限制，无法顺利实现单个业务应用系统或 主机的透明切换和迁移；另一方面容灾站点的服务器、存储、网络等资源长期处于闲 置状态，并且长期占用机房场地

48、并耗费大量能源，所以大部分医 院并没有建立一个高效的容灾机制，一旦应用系统或机房硬件出 现故障，将会造成业务中断，影响医院运营。在灾难备份与恢复行业国家标准信息系统灾难恢复规范 中，将信息系统的灾难恢复能力划分为了 6级，明确了 RTO/RPO 与灾难恢复能力等级的关系，在最高级（第6级）中要求RPO=0, RTO在分钟级内。信息系统灾难恢复规范-GB/T20988-20076级-教据零丢矢和远程集詩支持 2用炊件可以实现妄旳无逼坊揑阮t呈家辭系实吨亞世昌型盜丘5级一实融据传输及完整備轴:勰鑑為中叭力4级-电子传输及完整设备支持配置听垂要旳全祁对帽和隔W .幵处于5*金伏右 7 *24运行:更

49、高0J技十支加自理3级电子传输和部分设备支持配葩比级増通信:廊和冏塔设S每于杂现匚居电子传谄2级-备用场地支持顼走功哥调配那通05； iW网络设备 哼5?普製盟.1级-基本歹持制定介砧衫取：址证和衿u疝首理制库羌薙two谁恢厨计划表c. 1说明信息系统灾难恢复各等级对应的RTO/RPO范围。表C. 1 RTO/RPO与灾难恢复能力等级的关系灾难恢复能力等 级RTORPO12天以上1天至7天224小时以上1天至7天312小时以上数小时至1天4数小时至2天数小时至1天5数分钟至2天0至30分钟6数分钟0如何构建一个在发生故障时提供保护并使关键应用程序保 持在线，尽可能减少人工干预的高可用性解决方案

50、，成为本方案 的最大挑战。2.6.2.解决思路针对以上需求，推荐采用以下数字化医院存储髙可用与双活 数据中心解决方案，确保当单个系统或整个数据中心出现故障 时，最大限度减少数据的丢失量（包括RPO=0）,最快速度的恢复 关键应用系统（RTO接近零），提高信息系统的整体服务级别。VPLEX存储高可用与双活数据中心解决方案用于在数据中心 内、数据中心之间进行信息虚拟化、访问、共享和迁移。 本地存储高可用：在数据中心内提供存储间的高可用和 透明协作，适用于联合和非存储的解决方案。 双活数据中心：远距离扩展两个数据中心之间的随处访 问能力，保持服务级别，即使一个数据中心发生故障，系统仍可 继续运转并且

51、数据和应用程序将保持在线和可用，无需人工干 预。2.6.3.咅曙模式VPLEX支持几种不同的部署模式：1)本地存储高可用(VPLEX Local)VPLEX Local用于管理单个VPLEX群集内各存储阵列间的数 据移动和访问，配置定义为有一、二或四个VPLEX引擎，通过 其充分冗余的引擎间结构互连集成到单个群集中。此群集互连功 能支持在线添加VPLEX引擎，提供了优异的可扩展性，同时确 保了针对存储单点故障的保护。主数据中心肖医院前端工作站HIS/EMR数据阵皈iSCS QFS/NFSKfi9S EMC Avamar归档存緒系筑 EMC IsilonVPLEX弓摩EMC存储系统非EMC存储系

52、统ACS. RIS. US.训煤.合理用药.医保.0A等虑也化88茅器隼G?2) 双活数据中心(VPLEX Metro)VPLEX Metro用于在同步距离内(往返延迟最多5毫秒) 的两个VPLEX群集之间的数据移动和访问，系统包含两个群集， 每个群集有一、二或四个引擎。通过VPLEX Metro提供的分布式 联合能力，扩展了同步距离内两个位置间的访问能力。VPLEX Metro支持跨远距离共享、访问单个数据拷贝。实现主备主机同 时访问同一套卷的愿望，也就是所谓的“双活”架构，如下图所 示：双活数据中心VPLEX MetroDISTRIBUTED VIRTUAL VOLUMESiteBFIBR

53、E CHANNEL借助VPLEX Metro可以增加应用程序的高可用性，能够应对以下故障情形：存储阵列停机（计划内和计划外）SAN停机VPLEX组件故障VPLEX群集故障主机故障数据中心停机3) VPLEX与VMware虚拟化平台的集成VPLEX可提供本地联合和分布式联合，这一能力允许单个站 点内或跨两个不同地理位置的物理数据元素的透明协作，并允许 IT管理员打破物理壁垒，扩展基于VMware的云解决方案。图 示如下：借助于VPLEX Metro和VMware VMotion,可以实现虚拟机在 不同站点之间的无中断移动，VMware负责业务应用漂移，VPLEX 负责数据的漂移，整个过程对用户透

54、明，大大增加业务系统的可 用性以及系统资源的利用率，基本实现了 “IT即服务器”的资源 使用模式。对于基于Vmware HA和VPLEX Metro集建的双活数据中心架 构来说，如果在其中一个数据中心发生了导致服务中断的计划外 事件，则中断的服务可以在容灾站点上重启，只需要最小的工作 量，并最大限度地缩短了 RTOo双活数据中心解决方案的拓扑结构如下图所示：店医院前端容灾数据中心EMC AvamaH1S/PACS/US/EMK劇U比 版务BS舉辞主数据中心医院前端工作站 VPLEX 引求|VPLEX引 IPACSR*c4vfpolnt CRRR*covfpolnt CRR:MCA va ma归

55、伯存储系蜕Kr.EMCbi，On OFS/NFSHIS/EMR 鬲鬲ipftSGFCPACS年融S夹存储系饶容灾数抵库归恃存储系锐EMC Isilon以上方案中，VPLEX引擎首先对数据中心的存储系统和非存 储系统进行存储高可用整合，之后再将整合后的存储空间分配给 主机。基于VPLEX的分布式缓存一致性技术能够提供 AccessAnywhere的数据访问能力，打破数据中心间的物理壁垒， 允许从不同地理位置同时访问单个数据副本。如果在其中一个数 据中心发生了导致应用程序中断的计划外事件，则中断的应用程 序可以在容灾数据中心的站点上重启，业务不中断。基于VPLEX存储高可用和双活数据中心解决方案，

56、不仅可帮 助医院实现在数据中心间透明的在线移动应用程序和数据，实现 无中断的运营和升级，同时提高资源的使用效率、降低总体拥有 成本。2.7.云存储平台2.7.1.需求分析近年来随着PACS医学影像、电子病历、教学与监控视频、 图书文献等非结构化大数据在医院运营与科学研究过程中的广 泛应用和不断扩展，对大数据的存储、管理、保护和利用成了当 前医院信息化的一个重点。另一方面医院在逐步加强互联互通的 信息平台建设，实现患者信息共享，提高医疗服务水平的同时， 在大数据的应用过程中，信息基础架构面临以下几方面的压力：数据增长快且结构复杂，存储与管理成本不断提高，数据 管理困难、利用率低。数据相互之间无法

57、互通与共享，造成患者面临重复检查。随着数据的不断增长，归档，检索与查询速度变慢。 Web应用程序、移动设备和平板电脑等多种形式的访问。数据缺乏相应的安全保护措施。2.7.2.解决思路利用医疗大数据已经成为提升医疗服务质量、增强竞争力、 加快增长和创新的关键策略。为整合医院不同部门或不同信息系 统的大数据，实现信息的搜索和共享，合理的信息基础架构必须 是一个能够处理块数据、文件和内容的集成系统，而且还要具有 大容量和高性能。医疗行业应对大数据的信息基础架构包括结构性数据和非结构性数据在内的所有医疗大数据进 行集成，实现集中管理和更好的资源配置。强大的容量、性能和吞吐量，在处理、移动和访问多个大

58、型数据集和大量数据（数量达到数个TB甚至是PB）时能够保持运 行的一致性。降低存储成本并满足临床业务需要，支持临床创新的数据互操作性，根据访问频率、临床价值完成数据分布。存储空间的动态扩展能力，在任何位置通过任何设备或者 应用程序安全、即时地访问数据。2.7.3.存储即服务针对以上需求，推荐采用面向“存储即服务”的Atmos云存 储平台解决方案来高效管理、存储和保护大规模的非结构化数 据。Atmos云存储平台让用户可以将规模为数PB的存储云作为 单个系统来管理，使用自动化策略推动数据生命周期，缓解安全 多租户的资源调配，交付“存储即服务”，并为任何设备提供自 助访问。Atmos云存储平台的特点

59、：海量扩展能力：消除传统目录结构的配置和部署难题，在 一个位置内或跨多个位置轻松扩展，以满足不断扩大的存储需 要。智能:支持基于WEB服务的API、NAS、REST等多种访问方 式，方便与应用系统集成，降低实施与管理复杂度。灵活：一套系统可以多点分布，在任意地点存储及交付信 息，满足存储资源的多地共享。ATMOS云存储平台心电超溥形像核毬MRI放射科PACSREST.SOAP.CIFS/NFS,. CAS站点亠站点二Atmos云存储平台打造了一个统一的中心存储池，可以将院 内多种类型设备接入，实现非结构化数据（心电超声影像、核磁、 放射科PASC等）的集中统一管理，提高设备利用率，避免重复 投

60、资与存储空间的浪费；同时可根据应用系统要求，为不同应用 分配独立空间并集中存储在云平台中，无论在任何位置，任何设 备上都能方便地应用，而无需再使用移动存储设备，避免了不必 要的数据丢失，；活的架构方便云平台的扩展，实现数据互连互 通，安全共享。2.7.4.应用场景场景一：医院非结构化数据的分布式存储、归档和访问灰院非结构化数据的分布式存储、归档和访问数据产生单个存储云多种访问方式快速即时访问数据多重保护存储即服务AtmosVNX上存储场景二：区域医疗信息影像中心区域医疗信息影像中心跨机构、应用程序和用户共亨资源乡馭最大限度地提高存储利用率跨机构、应用程序和用户女全地隔15和共字 消除“过度调配