第一章行業(yè)背景

1.1.行業(yè)概述

數字化醫(yī)院是我國現代醫(yī)療發(fā)展的趨勢?！皵底只t(yī)院”是指將先進的網絡及數字技

術應用于醫(yī)院及相關醫(yī)療工作，實現疾院內部醫(yī)療和管理信息的數字化采集、存儲、傳輸

及后處理，以及各項業(yè)務流程數字化運作的醫(yī)院信息體系?！皵底只t(yī)院”是由數字化醫(yī)

療設備、計算機網絡平臺和醫(yī)院業(yè)務軟件所組成的三位一體的綜合信息系統。數字化醫(yī)院

工程體現了現代信息技術在醫(yī)療衛(wèi)生領域的充分應用，有助于醫(yī)院實現資源整合、流程優(yōu)

化，降低運行成本，提高服務質量、工作效率和管理水平。

數字化將推動醫(yī)院集團化、區(qū)域化、并改變醫(yī)院原有的工作模式。建立區(qū)域性的影像

中心(病理、CT、MRI等)實現醫(yī)學圖像網絡傳輸。建立區(qū)域性的中心實險室實現檢查結果

網上傳輸，節(jié)約資源。信息中心社會化，醫(yī)院不再建立網絡，服務器中心，將采用租用電

信運營商網絡線路，建立區(qū)域性的數據中心、服務器中心和數據倉庫。實現醫(yī)學文獻資料

的共享，解決各醫(yī)院網絡建設重復、利用率低、資源浪費的缺陷。區(qū)域性的各類醫(yī)學服務

中心的建立，將使衛(wèi)生資源獲得最大程度利用。

信息系統建設作為醫(yī)疔行業(yè)信息化的核心內容，在近幾年的發(fā)展中經歷了不同的階

段。目前，中國大部分的關院信息系統仍然是以經濟核算為中心的管理信息系統(HIS),

僅有小部分的醫(yī)院在管理信息系統的基礎上開始建立用于臨床醫(yī)療業(yè)務的臨床信息系統

(CIS),并且系統建設主要還是集中在大中型醫(yī)院。臨床信息系統的主要功能是支持醫(yī)院醫(yī)

護人員的臨床活動，收集和處理病人的臨床醫(yī)療信息，豐富和積累臨床醫(yī)學知識，并提供

臨床咨詢、輔助診療、輔助臨床決策，提高醫(yī)護人員的工作效率。廣義上的臨床信息系統

包括醫(yī)生工作站系統、護理信息系統、檢驗信息系統(LIS)、放射信息系統(RIS)、醫(yī)療影

像存儲與傳輸系統WACS)、以及電于病歷(EMK)系統等。

1.2.醫(yī)療行業(yè)信息系統介紹

數字化醫(yī)院是我國現代醫(yī)療發(fā)展的趨勢，數字化醫(yī)院系統是醫(yī)院業(yè)務軟件、數字化醫(yī)

療設備、網絡平臺所組成為三位一體的綜合信息系統。

數字化醫(yī)院有助于醫(yī)院實現資源整合、流程優(yōu)化，降低運行成本，提高服務質量、工

作效率和管理水平。

數字化醫(yī)院一般由以下系統組成:HIS(HospitalInformationSystem)醫(yī)院信息系統、

PACS(PictureArchivingandCommunicationSystems)醫(yī)學圖象檔案管理和通信系統、

EMR(ElectronicMedicalRecord)電子病歷系統、LIS(LaboratoryInformationSystem)

檢驗信息系統、CIS(ClinicInformationSystem)臨床管理信息系統、RIS(Radiology

InformationSystem)放射科信息系統、EHR(ElectronicHealthRecord)電子健康檔案

系統、GMIS(GlobeMedicalInformationService)區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生服務。

醫(yī)院管理信息系統(HIS)是以財務為中心的，偏重管理““醫(yī)院信息系統”是醫(yī)院的

管理中樞，它包含財務、人事、住院、藥品、門診、醫(yī)技、病程、收費等多個子系統，同

時承擔著‘臨床管理’與‘行政管理’的雙重使命。

臨床管理信息系統(CIS)是偏重于病人信息的，這個更加傾向于醫(yī)療相關的信息。人

們常常把關于病人化驗信息、放射的信息，和病人臨床檢查信息，劃為臨床信息系統。

“醫(yī)療影像系統"(PACS)是醫(yī)院的影像中心，它承擔著從CT、X光機等各類成像檢查

設備中采集影像資料、對這些資料加以處理和存儲、并為一線醫(yī)師提供查詢服務的使命；

“電子病歷系統"(EMR)是醫(yī)院的病歷中心，它詳細記錄了患者的治療方案和治療過

程，既為醫(yī)院積累了寶貴的治療經驗，又為處理醫(yī)患糾紛提供了不可或缺的證明文件；

“社會保險系統”則連通了醫(yī)院9社保部門的業(yè)務后臺，它為醫(yī)院接診并服務好廣大

社?；颊咛峁┝酥С?。

第二章解決方案概述

2.1.醫(yī)療行業(yè)存儲系統需求分析

在醫(yī)院信息系統建設過程中，HIS系統和PACS系統的醫(yī)院信息系統數字化是兩大重

點，卜.面，我們就這兩方面的需求分別進行分析。

隨著醫(yī)院信息化的不斷深入，病人對醫(yī)院的要求也越來越高，如果醫(yī)院不能滿足病人

的合理需求，在一定程度上會造成醫(yī)患糾紛等。因此，對醫(yī)院信息系統的建設也提出了更

高的要求，通常在一個醫(yī)院信息化建設過程中，數據需求量最大的是PACS系統，對數據安

全要求最高的是醫(yī)院核心系統H1S系統。目前，PACS已經成為了現代醫(yī)學放射學實踐的基

本技術和基礎設施中重要的一部分，在臨床診斷、醫(yī)院科研等方面正發(fā)揮著極其重要的作

用。

當前的PACS產品支持醫(yī)學圖像的全數字獲取、轉換、解釋、存儲和查閱。PACS的發(fā)展

也呈現出一個很大的特點：醫(yī)院影像設備的發(fā)展使放射科圖像數據激增，圖像的數據量為

存儲容量帶來了很大的挑戰(zhàn)，數據需要進行分級存儲和歸檔，同時，數據需要備份容災和

異構存儲環(huán)境的現狀也越加突出，因此PACS系統需要一種可靠、靈活的大容量存儲系統來

滿足其應用和發(fā)展。

存儲系統的穩(wěn)定性直接導致了HIS系統的業(yè)務連續(xù)性，當存儲系統發(fā)生意外巖機，整

個醫(yī)院運行將面臨癱瘓，建設統、安全、高可靠、分層的存儲系統對醫(yī)院信息系統的建

設是至關重要的。

醫(yī)院的HIS要對門診、收費、藥房管理和0A等系統提供服務,對存儲空間的需求并不

是很大，但對存儲系統的性能和穩(wěn)定性有著較高要求。

PACS系統對患者大量的醫(yī)療和影像數據進行采集、存儲、傳輸和處理。一個中等規(guī)模

的三甲醫(yī)院年平均的存儲數據量至少在2TB以上，其中，PACS系統的影像數據占據了95%

以上。這樣大數據量的資料存儲、傳輸和處理對醫(yī)院的網絡平臺、存儲系統都提出了很高

要求。

醫(yī)療行業(yè)對影像的要求非?？量?，HIS/PACS系統對存儲系統的自身的特點和要求.主

要有以下幾方面的特點：

>PACS系統的影像圖象主要是多媒體文檔，并發(fā)訪問量小，根據不同影響科室的特

點，有的文件比較大，例如核磁陣列，有的比較小，例如CT等。HIS系統核心通

常都是數據庫，例如Oracle、DB2、Sqlserver等。

>醫(yī)療PACS系統中的數據保存量大，數據量增長速度快，由于病人自身的情況，通

常在前幾個月醫(yī)院會頻繁調閱病人的醫(yī)疔影像，后期很少調閱，但又不能對這些

影像進行刪除，因此，部分數據將作為歸檔數據，需要安全的保存和隨時方便的

調用，需采用分級存儲策略。

>隨著醫(yī)院數據量的激增，分級存儲設計逐漸發(fā)展為在線、近線、離線的三級存儲

架構。

構化數據存儲資源池，乂能為PACS、ERM等應用系統的圖片、病理文檔的存儲提供非結構

化數據存儲資源池，同時兼顧重要數據的備份和容災。

曙光醫(yī)療行業(yè)存儲系統邏輯結構示意圖如下所示:

結構化存儲池備份存儲池

為了有效解決醫(yī)療行業(yè)存儲方面的需求，曙光從三個方面設計存儲方案如下：

>結構化數據存儲平臺：塊存儲資源池面向用戶的HIS、0A系統的數據庫應用提供

塊設備存儲空間，對存儲系統的可.靠性和性能要求比較高。曙光結構化數據存儲平

臺基于存儲虛擬化技術構建，采用虛擬化控制器DCstor.FC磁盤陣列和FC交換機

組成一個全冗余架構的結構化數據存儲平臺，該平臺可以實現關鍵數據的雙寫，保

證業(yè)務平臺不會因為任一存儲部件或是存儲單元出現故障而導致應用中斷，具有較

高的可靠性，同時存儲設備之間的切換對上層應用透明，不需要人為干預。為了保

證存儲系統的高性能，底層設備采用曙光最高端得FC磁盤陣列構建。

>非結構化數據存儲平臺：非結構化數據存儲平臺為用戶的PACS、ERM等系統的視

頻、圖片、病歷共享存儲應用提供存儲空間。該平臺基于曙光Parastor200分布式存

儲系統構建。Parastor2(X)基于業(yè)界先進的集群技術、多副本技術、并行讀寫技術和

Scale-out擴展技術構建，底層硬件全部采用商業(yè)標準單元，為用戶提供全局單一命

名空間。具有容量大、性能高、擴展方便、高可靠、易管理以及構建成本低等特

點，解決了醫(yī)療行業(yè)的海量非結構化數據的存儲問題。

>一體化的備份容災平臺：為了降低和減少人為誤操作以及自然災害對關鍵數據造成

的影響，曙光公司為醫(yī)療用戶提供了一體化的備份容災平臺。該平臺基于曙光DBstor

集中備份系統構建，該系統集備份服務器、備份軟件、備份存儲空間于一體，使用

方便，管理簡單。支持異構平臺的多種數據庫系統以及文件的備份，支持本地數據

備份和遠程數據容災，為醫(yī)療行業(yè)的各類數據庫、重要文件提供高性能的保護。

第三章子系統詳細方案介紹

3.1.HIS系統

HIS系統是醫(yī)療行業(yè)最為關鍵的生產系統，其數據類型主要為數據庫數據。該系統對

數據的可靠性要求很高，需要存儲系統滿足7*24小時高可靠運行的業(yè)務連續(xù)性要求，并

且，隨著就診人數的增長，需要保證存儲系統的性能和容量可以滿足業(yè)務發(fā)展的需要，同

時，為了避免因數據丟失引起的醫(yī)療糾紛，需要保證數據的安全性和可恢復性。

針對HIS系統的應用特點，我們認為HIS系統存儲體系架構應具備以下特點：

>采用高可靠的存儲高可用體系架構，存儲網絡、存儲設備均無單一故障點

>采用高CPU處理能力、高緩存性能、高可靠性、高穩(wěn)定性的政府單位級存儲系統

>采用數據備份技術進行數據保護

針對醫(yī)院HIS系統的應用特點和數據結構，基于存儲虛擬化技術的存儲高可用存儲架

構能夠為其提供高可靠的存儲服務.存儲高可用系統采用數據雙耳技術，確保同一份數據

在兩套存儲設備上各存一份，解決了長期困擾用戶的存儲設備單一故障點問題。

底層存儲設備選用曙光高性能、高可靠企業(yè)級DS8（）0-（；20FC盤陣，該系統采用新一代

高性能Xeon處理器與最新的8GbFC、6GbSAS接口技術，滿足用戶業(yè)務系統的性能需要，

同時采用創(chuàng)新的ACP（AutomaticCacheSpeed）技術，通過智能分析算法，可透明移動熱

點數據至高速存儲空間（SSD）,可以顯著提升HIS應用系統數據庫的性能。

同時為了進一步保證數據的安全性，本方案采用數據備份技術對關鍵數據進行備份和

容災保護（詳見容災備份系統內容）。

3.1.1.高可用存儲方案介紹

隨著服務器高可用、網絡高可用技術的發(fā)展成熟，存儲系統成為應用系統的單一故障

點，雖然可以采用數據備份、磁盤陣列卷拷貝技術增加系統的可靠性，但是數據備份只能

解決數據的邏輯錯誤，解決不了磁盤陣列的硬件故障，卷拷貝技術雖然可以解決可以解決

硬件故障，但是該方案要求兩套存儲系統必須是同一廠商統一系列的具有卷拷貝功能的高

端磁盤陣列，成本高，并且不能實現自動切換！

采用曙光存儲虛擬化控制器，上述問題迎刃而解!

3.1.2.方案拓撲結構

結構化數據存儲平臺拓撲架構

如上圖所示，曙光結構化數據存儲平臺由兩臺曙光存儲虛擬化控制器、主磁盤陣列、

備份磁盤陣列、以及冗余FCSAN網絡所組成。兩臺存儲虛擬化控制器之間通過光纖線（FC）

作為數據同步的心跳線。兩臺存儲虛擬化控制器分別通過光纖線接入到2套冗余的FCSAN

網絡中，從而實現對主、備磁盤陣列物理存儲空間的接管，并為HIS高可用應用服務器集

群提供虛擬的VDisk存儲空間。

如上圖所示，每當應用主機向VDisk中寫入數據時，兩臺存儲虛擬化控制器之間通過光

纖線，在兩臺設備之間進行同步鏡像抄寫。只有當數據成功被寫入兩臺存儲虛擬化控制器之

后，才會返回SCSIACK信號，通知主機操作成功。因此，所有寫入的數據都實時地保存在

了兩個存儲虛擬化控制器中，實現了數據在線熱備保護。主、備存儲虛擬化控制器選擇在一

個比較適合的時間，把保存在控制器中的數據寫入所對應的主、備磁盤陣列中。

故障切換工作流程

如上圖所示，當主存儲設備發(fā)生故障時（斷電、端口故障、鏈路中斷等），安裝前端應

用服務器中的（MPIO）多路徑軟件將自動進行存儲路徑切換（AutoFail-over）,實時地杷

存儲路徑指向備份存儲設備上。在此期間，應用服務器上的業(yè)務完全不會受到中斷，保證了

出現存儲硬件故障情況下的應用業(yè)務連續(xù)性。

當主存儲設備故障修復之后，MP10將自動把存儲路徑回切（Aul。Fail-Back）到主存

儲設備上，同時，主機所在備份存儲系統所做的數據變更，也會根據I/OUpdatelog,自動

同步到主存儲設備中，此過程無須人工干預，并且對應用主機的'業(yè)務而言也是透明的。

曙光存儲虛擬化控制器支持各種主流應用主機集群軟件，包括WindowsMSCS,Redhad

Cluster,RoseHA等等，存儲虛擬化控制器同時支持眾多廠商的磁盤陣列產品。通過應用

主機高可用與存儲設備高可用的結合，可以形成完整的業(yè)務連續(xù)性保護方案。

為了盡可能保證應用系統的可靠性，建議用戶為該HIS高可用系統配置2個機柜和2

個UPS。1個機柜內放置主存儲虛擬化控制器、主磁盤陣列、1臺FC交換機，并放置1臺UPS

為這些設備提供電源保護；另外一個機柜放置備份虛擬化控制器、備份磁盤陣列、1臺FC

交換機，也放置1臺UPS為這些設備提供電源保護。這兩個機柜可以放置在同機房中，也

可以放置在同一建筑的不同機房中。

3.1.3.推薦配置

方案二：存儲高可用

CPUIXIntelXeonCPU5506四核處理器，主頻2.13GHz

存儲容存儲虛

內存3X2GBREGDDR31333MHzECC內存

錯管理擬化控臺2

硬盤2X146GBSAS硬盤(RAID1)

系統制器

業(yè)務接口2X1GBiSCSI+2X8Gb雙端口FCHBA卡(qle2562)

電源模塊冗余電源

標配4TB容量管理許可，可擴展；標配8臺主機連接

許可，可擴展：實

時數據復制，對于寫操作，可自動實現I/O級復制：

支持Windows、Linux.Unix、Vmware等多種操

作系統：支持ORACLE、DB2、Sybase.SQL、

Exchange、SharePoint^Informix、Domino等多

容錯軟件

種應用;支持HACMP、MC/SG、MSCS、VCS、Rose

等雙機架構，支持OracleRAC集群應用；存儲卷管

理采用虛擬化技術，支持Pool管理技術；支持自動精

簡的容量管理，可實現存儲容量的超額分配：支持

Windows、Linux、Unix、Vmware等多種操作系統

上的多路徑管理

BR-310-0008-A（89000155）24端口交換機,8端口激活，單電源（固定）,

光纖交

含8個8Gb短波SFP,含Webtools、Zoning軟件授權，不支持級聯，1年原臺2

換機

廠保修（非現場）

雙控制器，配置4個8Gb主機接口；配置.鋰電池和永久緩存?zhèn)浞?/p>

存儲系單元，無斷電時間限制；支持RAID。、1、3、5、6、10；配置16

DS800套2

統塊600GB15KRPMSAS硬盤,最多可以支持384塊SAS/SATA硬盤;

冗余電源和風扇

3.1.4.方案特色

曙光HIS系統存儲高可用解決方案基于存儲虛擬化技術，具有如下特色和優(yōu)勢：

>該方案基于存儲存儲虛擬化技術實現，主要用于解決磁盤陣列單一系統故障問題

>該方案基于存儲虛擬化控制器的卷鏡像功能實現，具有硬件無關性，因此源端和

容災端磁盤陣列可以采用不同型號的磁盤陣列，并且磁盤陣列不要求具有快照和

遠程卷鏡像高級功能，可以利用用戶原有存儲設備，最大程度節(jié)省用戶的投資成

本

>與應用無關，支持所有類型的數據同步，包括文件數據、數據庫數據、裸設備、

應用配置文件、應用程序、庫函數等

>支持同步和異步兩種數據復制方式。同步方式用于本地或同城數據容災方案，可

以很好的保證數據的一致性；異步方式用于遠程數據容災方案，受數據復制線路

影響，數據延遲大，不能保證數據的完全一致性

>為確保不存在任何單點故障，該方式會將兩份鏡像數據將保存于不同的物理存儲

中，當其中源端存儲設備發(fā)生故障時，應用服務器通過多路徑存儲技術，實時將

數據存儲路徑無縫地切換到備份端存儲設備上。切換過程無需人工干預，并且應

用不會中斷，而未來在故障修復后，存儲虛擬化控制器會自動將兩份數據進行同

步

>故障切換時間極短，單位為秒級

3.2.PACS系統

PACS系統是醫(yī)院信息系統重要的組成部分，伴隨著醫(yī)院規(guī)模的不斷擴大，PACS系統的

影像文件數量增長迅速，容量越來越大，旦PACS系統的數據通常會保存長達15年甚至更長

時間，其中是有少部分的數據需要經常使用，絕大部分的數據屬于歷史數據，?般情況下

這些歷史影響數據很少被調用甚至在病患痊愈后再也不會被調用。這就造成在PACS系統中

存在海量的歷史靜態(tài)數據，面對高達幾百TB的醫(yī)學影像資料，常規(guī)的數據存儲系統已經不

能滿足PACS系統對數據的管理要求，這就對PACS系統的影像存儲和管理提出了新的要求。

針對PACS系統的應用特點，我們認為PACS系統存儲體系架構應具備以下特點：

>采用專用的并行文件存儲系統，管理日益龐大的海量影像文件

>采用在線-近線的分級存儲體系架構

>采用集中式管理系統

>采用數據備份技術，對在線影像數據進行保護

針對醫(yī)院PACS系統的應用特點和數據結構，并行存儲系統專有的文件系統能夠更有效

的管理PACS千萬級的影像文件，并提供高速的數據訪問能力，提供有效的數據共享能力。

PACS系統應用服務器通過IP網絡，利用文件協議連接到并行存儲系統，實現PACS影

像的在線存儲。

并行存儲系統內部將最新的影像數據保存在高速SAS磁盤上，將近期不頻繁使用的歷

史影像保存在存儲系統的SATA磁盤上，并確保歷史數據能夠實時被業(yè)務系統訪問。所有的

數據由并行存儲系統進行集中存儲和管理。

同時對關鍵的在線關鍵影像數據利用數據備份技術進行數據保護。

3.2.1.并行存儲方案介紹

針對醫(yī)院PACS系統中大量醫(yī)學影像文件容量要求、數據保護要求高、連續(xù)性要求高和

需要分級存儲的特點，曙光公司建議采用Parastor2()0并行存儲系統實現海量醫(yī)學影像的

集中存儲和快速文件讀取，并同時利用DBslor實現關鍵數據的備份(詳見容災備份系統部

分內容)。

作為國內專業(yè)的存儲L商之一，曙光公司為醫(yī)療行業(yè)PACS、ERM等海量文件存儲應用

推出了并行存儲系統解決方案一Paraslor200。

Parastor200存儲系統基于開放式的存儲架構，基層采用曙光自主研發(fā)的Paraster并

行文件系統，將多臺物理存儲設備（這些物理設備可以是通用的存儲服務器，也可以是磁盤

陣列）的存儲空間虛擬成一個具有統一訪問接口和管理界面的存儲池（也叫統一命名空間）。

用戶的數據按照一定的負載均衡策略，條帶化的分布到后臺的多套存儲設備上，從而能夠

實現數據的并行讀寫以獲得更高的并發(fā)訪問性能，充分利用多臺存儲設備的性能和更大的

存儲容量，并有效的提高存儲空間利用率，同時基于Paraslor文件系統的數據遷移功能，

可以實現實時和歷史影響數據的分層存儲，并且所有的存儲設備可以實現統一的管理和監(jiān)

控，大大減輕了管理工作負擔！

ParaStor200并行存儲系統匯集了曙光公司多年以來在海量數據處理方面的豐富經

驗，從架構上徹底消除了傳統存儲系統的瓶頸，能夠滿足高帶寬和高并發(fā)的海昂戈件存取

的需求，為用戶帶來前所未有的存儲性能體驗。

3.2.2.方案拓撲結構

PACS等應用服務器

數據

遷移

Parastor200存儲方案拓撲結構如上圖所示。

Parastor200存儲系統包括管理控制器MGR、索引控制器oPara、數據控制器oStorn

其中管理控制器通過管理網絡監(jiān)控系統的各個模塊的狀態(tài)，提供統一的控制管理界面，實

現存儲系統的集中部署和監(jiān)控，1套Paraslor2()0只需要配置1臺管理控制器即可；索引控

制器用于管理存儲系統的所有索引數據和命名空間，對外提供單一的全局映像，1套

Parastor200存儲系統至少需要2個索引控制器，2個索引控制器以Active-Active高可靠

模式運行，?個控制器出現問題，不會影響存儲系統的工常運行，索引控制器可以按需以

成對的方式進行擴展；數據控制器用于提供文件數據I/O通道和實際的數據存儲空間，并

實現存取的動作，數據控制器根據用戶實際的帶寬以及容量需要進行配置.，并可以按需進

行動態(tài)添加，I/O通道具有千兆、萬兆和IB多種選擇,并且parastor200支持多個I/O通

道的冗余和負載均衡，為了保證數據的高可靠性，數據存儲采用了多副本的數據保護技

術。

oStor可同時為實時影像數據提供高性能在線SAS存儲空間以及為歷史影響數據提供大

容量近線SATA存儲空間。Parastor支持基于策略的數據遷移功能，在線數據會在規(guī)定的時

間內訐移到近線存儲空間里去。由于每臺oStor支持靈活混合配置SAS在線存儲空間和SATA

近線存儲空間，數據的遷移在oStor內部即可完成，大大減輕數據網絡的負載，不影響前端

應用存儲訪問的性能。

PACS、ERM等前端的應用服務器可以通過兩種方式訪問Parastor200存儲系統：一種方

式是通過200提供的專有Linux、Windows客戶端軟件，這種方式沒有額外的開銷，性能較

好；另?種方式是通過Parastor200的集群NAS模塊提供的通用NFS、CIFS協議，這種方式

支持的操作類型更為豐富，使用也更為簡單，但是性能與第一種方式相比有所降低.

3.2.3.推薦配置

設備組成配置數量

高性能64位處理器，12GBCache,2個管理網絡接口，

P200-MGR內嵌曙光并行存儲管理軟件，中文圖形界面，包含系統配

曙光并行存儲

(管理控制置、客戶端管理、性能優(yōu)化、監(jiān)控告警等功能模塊，實現1

系統

器)存儲系統的集中化部署、管理、監(jiān)控和維護，提供命令行

Parastor200

支持

P200-oPara高性能64位處理器，48GBCache,1個管理網絡接口，2

（索引控制5個1Gb訪問接口Raid10模式保護的290GB高口」靠SAS

器）存儲空間，冗余電源，內嵌高性能數據索引引擎，管理客

戶端的并行訪問，實現全局統一命名空間，并支持兩個索

引控制器以Active-Active方式運行。

高性能64位處理器，24GBCache,1個管理網絡端口，

內嵌高性能數據存取引擎,千兆存取網絡，可選萬兆高速

P200-oStor

存取網絡，支持SAS、SATA兩種存儲介質，單節(jié)點提供

（數據控制8

7.2TB高性能SAS存儲空間和24TB大容量SATA存儲空

器）

間，支持兩個副本或更多副本容錯，支持自動處理磁盤失

效，半自動處理節(jié)點失效；支持按需動態(tài)在線擴展；

內嵌曙光并行存儲管理軟件系統，中文界面，圖形化顯示，

包含文件系統管理、客戶端管理、安裝配置、系統監(jiān)控等

管理軟件1

多個功能模塊，實現存儲系統的集中化部署、管理、監(jiān)控

和維護

3.2.4.方案特色

ParaStor200存儲系統采用了代表存儲技術、網絡通信技術以及數據管理技術發(fā)展方向

的并行體系架構，是一款面向海量非結構化數據處理、擁有自主知識產權的高端存儲系統。

它具有如下特色和優(yōu)勢：

■單一命名存儲空間，集中化共享虛擬存儲池

ParaStor200可以智能地將數據存放到存儲系統的數據節(jié)點上，創(chuàng)建一個集中化的共享

虛擬存儲池，提供全局單一的命名空間。目前業(yè)界有很多存儲系統也聲明支持PB級的單一

命名空間，但是底層無一不是通過將若干卷掛載在同一個根目錄下來形成的大容量統一命名

空間，其效率和出現存儲熱點時的性能，將會大大低于將上PB級別的存儲空間置于同一個

文件系統下管理的統一命名空間。

可以帶來如下好處：U)提高存儲空間的利用率，高達90%；(2)簡化海量數據管理

的復雜性，用戶可以直接對虛擬資源池進行管理和控制，無需考慮存儲設備的布局方式；(3)

超越傳統存儲架構容量和性能的極限。

■高性能并行存儲系統，支持并發(fā)I/O讀寫，提供高達數百GB/s的聚合帶寬

衡量一個存儲架構的優(yōu)劣，無外乎從讀寫兩個方面來看，ParaStor200的聚合性能可隨

著數據控制器節(jié)點的增加而增加，根據實際測試結果，ParaSlor系統數據控制器節(jié)點每個插

兩塊雙口千兆以太網卡，提供4個數據傳輸通道，單節(jié)點可以提供高達150MB/S的寫帶寬

和360MB/S的讀帶寬。Pa「aStor200系統的聚合帶寬，可以用每節(jié)點帶寬乘以節(jié)點數來計算,

系統性能可實現線性增長，部署于深圳云計算中心的、系統總容量16PB的ParaStor200系

統可提供高達一百多GB/s的聚合帶寬！

那么，ParaStor200是如何達到超高性能的呢？我們可以通過ParaStor2()0系統的讀寫機

制來分析。

某個客戶端發(fā)起讀寫請求，通過核心交換機，向ParaSlor200系統發(fā)起讀寫請求。以兩

個索引控制器和八個數據控制器為例，索引控制器首先會接收此次讀寫請求，并通過分析數

據控制器的狀態(tài)來確定將文件如何分割以及寫到哪些數據控制器上，然后將此信息反饋給客

戶端，客戶端通過讀取此信息，利用勺數據控制器相連的數據通道并發(fā)的將文件塊寫入到對

應的節(jié)點磁盤上。反過來看讀一個文件，這個非常好理解，就是寫的一個反過程。形象地舉

個例子，傳統架構數據要寫到磁盤上或從磁盤上讀取數據，相當于一個人(一個機頭)搬八

個箱子，而ParaSlor200并行存儲系統是八個人搬八個箱子，效率和速度大大提高，這種并

行架構決定「系統讀寫的性能比一般的存儲性能高很多。

■存儲系統自動實現數據分層，有效的提升讀寫性能、降低構建成本

數據遷移

虛擬

儲

幫

池

Parastor200的存儲介質可以根據實際需要選擇高性能SSD、FC、SAS硬盤或是大容量

高性價比SATA硬盤，這種靈活的構建方式可以極為方便的為PACS應用構建高性能存儲區(qū)

和大容量低速存儲區(qū)，高性能存儲區(qū)可以用來存儲用戶最新的一些訪問頻繁的醫(yī)學影像素材

及病歷信息，低速存儲區(qū)用來存儲用戶海量的歷史醫(yī)學數據和病歷信息，Parastor200支持用

戶采用自動或是手動的方式實現數據在這兩個區(qū)的遷移。

Paraslor200這種靈活的分層存儲架構和對數據遷移功能的支持，使得PACS、ERM存

儲系統不需要額外的數據遷移管理系統，有效的降低了存儲系統的構建復雜度，同時提高了

存儲系統的可靠性以及查詢的效率，在最大程度上降低用戶的投資成本以及使用和管理成

本。

■Scale-out擴展方式，性能和容量隨數據控制器數量的增加而線性增長

首先，解釋一個概念，Scale-up和Scale-out是什么？

Scale-叩向更強大的CPU,內存，通道及其他設備擴展，而Scale-out則是通過一定的

技術將一個個獨立的低成本存儲節(jié)點聚合成一個大而強的系統。對于用戶來講，Scale-up架

構的存儲系統其設備處理能力上限在購買時已經確定，如果需求超過上限，只能重新購買更

高性能的設備；而Scale-out架構的系統可以采用搭積木的方式，通過把成百上千臺個體聚

合起來，來滿足不斷增長的存儲容量和性能的需求。

ParaSlor200系統就是一款基于Scale-ou（架構的高端存儲系統！

由于采用了Scale-oul橫向動態(tài)擴展技術，ParaStor290系統可以為用戶提供如下好處：

（1）打破了傳統架構的擴展限制，容量可擴展到EB級，同時可以保證存儲系統容量和性

能的均衡；（2）避免由于用戶需求的不斷增長而帶來的數據遷移和應用中斷的問題，可隨業(yè)

務需求變化而動態(tài)調整資源，帶寬、處理能力和存儲容量都可以實時調整和擴展；（3）存儲

容量和聚合帶寬隨著數據控制器的增加動態(tài)線性擴展；（4）所有擴容操作均可以在線進行,

無須中斷應用的正常執(zhí)行。

■Parastor200采用多副本、全冗余架構等多種先進的數據保護機制確保整套存儲系

統安全可靠，無單點故障，提供始終如一的高可用性

傳統的NAS和SAN存儲構架都存在固有的單點故障，容易形成“數據孤島”，一旦

NAS頭或者磁盤陣列機頭出現問題，發(fā)生數據不可用的危險就會大增。此外，傳統的RAID

技術，包括RAID4、RAID5,在過去很長一段時期中都能基本滿足需求，提供單個磁盤驅

動器發(fā)生故障時的數據保護。但是現在我們都采用大容量磁盤驅動器，發(fā)生第二塊、第三塊

磁盤故障的概率大增。面密度以將近100%的復合年增長率在不斷加大，但是磁盤卵動器的

可靠性和性能并沒有同步提高，而且由于大容量磁盤需要更長的RAID重建時間，極大地增

加了同時發(fā)生幾個磁盤故障的可能性，數據丟失的風險不可小視。再者，傳統存儲系統在發(fā)

現和處理故障硬件部件問題時，都是被動反應，而非預先應對。因為不具備有預知功能的智

能軟件，不能預判什么時候會發(fā)生故障，傳統存儲系統洛用戶的數據置F危險之中。

而ParaStor200系統由于采用了全冗余架構、數據多副本技術以及高效數據容錯重構技

術和故障自動恢復機制，系統可靠性和數據安全性非常而！

ParaStor200可以提供針對系統級和文件數據級的兩個級別容錯。

系統級容錯：數據讀取和傳輸過程中，當某一個模塊(可以是索引控制器、數據控制器

或者交換機)發(fā)生問題宕掉了，通過系統級容錯，冗余模塊可以接替問題模塊繼續(xù)工作，系

統仍是可用的，數據仍然是安全的、完整的，用戶端感覺不到任何變化。整套系統沒有單點

故障！

文件數據級容錯：ParaStor200系統通過條帶化技術將文件分塊存儲在多個數據控制器

上，其中每一個分塊都會有兩個以上的副本存放在不同的數據控制器上。當客戶端讀取的數

據塊所在的數據控制器無法訪問時，依然可以通過訪問該數據塊副本所在的數據控制器來讀

取數據，同時系統將會自動的在另一臺可用數據控制器上生成此數據塊的新副本。這種容錯

機制可以保證只要系統中剩余空間的容量大于損失的硬件中所存儲數據的容量，系統即可自

動進行數據恢復。同時,由卜每一個存儲設備卜的數據所對應的另一個副本是分布在其他所

有的存儲設備上的，存儲系統數據的恢復重構過程是一個多到多的數據復制過程，其恢復速

度大大高于傳統的存儲系統，保證了業(yè)務的連續(xù)性和數據的安全性。

ParaStor200系統恢復重構1TB的數據只需半個小時左右，而傳統基于RAID技術的存

儲系統，即使是高端磁盤陣列，重構1TB的數據都需要十幾個小時！

■豐富的使用方式

Para30r20()為用戶提供了豐富的使用方式「Paras〔or200為追求極致性能的客戶提供私

有Linux、Windows接口應用模式，該應用模式在需要在客戶端安裝曙光提供的客戶端軟件,

客戶端軟件不用修改和編譯操作系統內核，這種直接訪問方式沒有額外的開銷，因此具有最

好的性能。

Parastor200還為用戶提供間接應用模式，在該應用模式下，Parastor200的集群NAS模

塊為用戶提供NFS、C1FS標準訪問協議，用戶的前端應用服務器通過這些標準訪問協議訪

問后端存儲系統，這種方式對客戶端沒有影響，使用最簡單。

■管理方便

Parastor200集成圖形化的并行存儲管理軟件系統，實現存儲系統的統一管理和監(jiān)控，有

效的減輕管理工作負擔！

ParaStor并行存儲管理系統是專為ParaStor系列產品開發(fā)的統一監(jiān)控管理平臺，提供系

統配置、客戶端管理、性能優(yōu)化、監(jiān)控告警等功能，直觀易懂的中文圖形化界面方便用戶實

時監(jiān)控系統的軟硬件狀態(tài)和性能，簡化安裝和維護過程，提高管理效率。

ParaStor

1MliMMlniiillhi

ParaStor并行存儲管理系統主要提供以下功能：

?萱理維迪—提供服務啟動停止和節(jié)點上線離線功能

?文件系統管理：提供文件系統查詢、文件系統創(chuàng)建、文件系統刪除功能

令客戶端管理：提供客戶端查詢、增加刪除客戶端以及修改客戶端功能

令安裝配置：為管理員提供系統的安裝卸載、節(jié)點擴容刪除、系統升級、數據刪

除、數據磁盤增加刪除、配置修改、配置冬份恢復功能

?監(jiān)控管理：握供索引控制器、數據控制器，以及并行文件系統和整個存儲系統

的監(jiān)控

■針對典型行業(yè)應用特點提供便捷的快速優(yōu)化接=1,為用戶帶來最佳應用性能

海量數據處理的典型應用基本分為三種類型：高IOPS、高帶寬和均衡型。ParaStcr200

根據以上不同應用的特點，提供專門優(yōu)化的軟硬件平臺：ParaStor200hParaStor200W.

ParaStor200B,滿足不同需求特點用戶的需要。

其中Parastor200I專為PACS、ERM等海量小文件處理的高IOPS應用設計，通過配置

深度調優(yōu)參數、高性能處理器、大容量緩存以及高速Flash存儲介質，顯著提升存儲系統的

IOPS性能，滿足海量圖像文件并發(fā)加載和更新的隨機讀寫性能需求。

3.3.容災備份系統

3.3.1.一體化備份容災方案介紹

考慮到大范圍內災難或故障發(fā)生的可能性，為了保障數據安全，利用現有存儲設備資源

為大量的主流平臺用戶制定完備的備份和容災方案，構建簡單、經濟、可靠的備份及容災系

統，增強系統的抗災能力，最大限度地減少損失有著十分重要意義。

備份容災系統是應用系統的補充，起到將應用系統中的數據（比如文件系統當中的文件、

數據庫中表的數據）形成副本，最終存放到適當存儲介質（比如磁盤陣列、虛擬帶庫、磁帶

庫等）當中，在應用系統數據損壞或者應用系統本身出現問題需要進行重建時，數據的副本

為重建提供完整的數據來源，從而為應用系統提供最后一道安全防線。

曙光公司基于多年在備份容災領域的深厚技術積淀,推出軟件硬件一體的完整解決方案

DRstor.省去客戶選擇軟、硬件所要經歷的繁瑣兼容性測試過程，提供軟硬一體的設計和維

護服務，具有極高的性價比。

曙光DBSto門00備份存儲系統，通過采用兩級方式對醫(yī)療行業(yè)的關鍵數據進行保護。

數據在本地進行備份，然后遠程保留一份，實現遠程容災。DBSTOR100備份存儲系統通過一

個統一的管理界面.，對所有關鍵數據統一管理.，實現數據保護，保證用戶的業(yè)務連續(xù)性。

3.3.2.方案拓撲結構

備份專網

HIS服務器

備份容災系統拓撲圖如上所示。備份方案首先使用DBstor設置合適的備份策略在本地

進行備份。備份的數據類型可以是HIS、0A等應用中的數據庫，也可以是PACS、ERM等應用

中的圖片、病歷檔案等文件。備份網絡可以通過以太網絡，有條件的用戶也可以選擇具有更

高帶寬的Lan-free備份方式，通過FCSAN網絡把數據庫數據直接復制到DBstor的備份空

間里。本地局域網的帶寬較大，可適當加大備份的頻率。

容災方案需要在遠程的容災中心配置?臺容災服務器和?個磁盤陣列，容災服務器上配

置DBstor的一個智能客戶端模塊，利用DBstor的Datacopy功能將本地備份的數據拷貝到

遠程智能客戶端所管理的磁盤陣列里備份網絡需要租月運營商帶寬或建設專網，并要根據

網絡狀況和拷貝的數據量設置合適的時間點和策略。

DBstor自身可以配置高達48TB的VTL或是帶重復數據刪除的SmartDisk備份存儲空

間，如果備份空間不夠，還可以通過掛接磁盤陣列的方式進行備份空間的擴展。

如果應用系統出現人為誤操作或是不可恢復的硬件故障所導致的數據錯誤，可以利用本

地的備份數據進行恢復；如果本地的生產數據和備份數據因為自然災害等原因全部出現故

障，可以利用拷貝到容災中心的數據恢好到用戶的備用生產系統，接管客戶應用。

3.3.3.推薦配置

方案三：Dbstor備份系統

4U機架式備份存儲系統,64位高性能處理器、8GBCache,2個300GB15K

SAS系統盤、內嵌Windows2008標準簡體中文版與企業(yè)版?zhèn)浞蒈浖?40W

2+1冗余電源，集成2個千兆備份接口，己配置導軌；配置曙光DBsto門00

Dbstor備

8GB雙口HBA卡

份存儲系套1

企業(yè)版?zhèn)浞荽鎯ο到y，windows0S,含7個異構客戶端，1個異構客戶端；

統

48TBVTL：曙光DBstorlOOMySQL插件許可forWindows：曙光DBstorlOO

Sybase插件許可forWindows；曙光DBstorlOOOracle企業(yè)版插件許可

forWindows：曙光DBstorlOO企業(yè)版SQLServer插件許可forWindows

單控制器，配置4個8Gb主機接口：配置鋰電池和永久緩存?zhèn)浞?/p>

備份存儲

DS600單元，無斷電時間限制：支持RAID。、1、3、5、6、10；配置80套1

系統

塊2TB7200RPMSATA硬盤；冗余電源和風扇

3.3.4.方案特色

該方案基于數據備份技術實現，主要用F解決高端容災（實時數據保護）不能解決的問

題：人為誤操作、惡意性操作等。這類操作，計算機系統是不能區(qū)分的，一旦執(zhí)行，招造成

數據中心、災備中心同時修改；對于數據庫系統，在日志方式下，可以通過回滾方式修改，

對于文件系統、操作系統等其他配置信息是不能回滾的，將造成毀滅性的結果。因此在建設

高端容災系統的前提，一定要做好本地系統的備份，這是容災技術的起點。

曙光軟硬?體的備份容災方案具有如下特色和優(yōu)勢：

我們能給客戶提供完整的軟件、硬件一體化的備份容災系統，并且備份系統同時又能升

級為容災系統，實施、使用、維護簡單，大大減輕用戶的工作負擔和人力資源投入

DBslor獨有集成VTL模塊，不需要單獨VTL設備的支撐，減少用戶的投入成本，簡化

管理工作；同時由于DBsm可以虛擬任意多的驅動器，可以實現多臺數據庫同時備份，擁

有較高的備份頻率，實現RPO很小；支持LAN-Free備份，可以得到很高的備份和恢復速

度

DBstor還可以提供性價比最好的SmartDisk備份存儲介質，具備重復數據刪除技術，

憑借其強大的基于軟件的字節(jié)級可變數據塊去重技術，可以減少存儲成本

DBstor具有良好的兼容性,支持Windows,Linux,AIX.HP-Unix.Vmawre等各種異構

客戶端,同時支持ORAClc、RAC（LINUX版本）、SQLServer.Sybase、MySQL等數據庫的備

份

簡單，自動化，無需腳本。將文件備份、數據庫備份、操作系統備份集中在一個統一的

管理界面下，對各種介質的管理，各種備份設備的管理，策略的管理，集中在一個統一的軟

件中；支持數據庫在線聯機備份，定制策略和恢復過程純圖形界面，不需要編輯腳本。

部分點采用光纖帶庫，LAN-Free備份，可以得到很高的備份和恢復速度

基于圖形界面的集中化數據備份方式，中文操作界面，便于用戶使用、維護，尤其是

ReportManager,可以通過基于顏色的圖形界面，發(fā)現備份的問題，便于多點集中監(jiān)控；自

動通知功能非常方便，可以通過郵件發(fā)送報告

對于將來增加的數據庫服務器、應用等服務器，只需在新增相應主機上安裝相關的客戶

端軟件、SmartClient軟件（如果接入到SAN中）、相應數據庫接II軟件包（如果運行數據

庫）即可，便于備份的擴充。

第四章曙光方案優(yōu)勢

曙光醫(yī)療行業(yè)云存儲解決方案從用戶的實際需求出發(fā)，針對不同應用類型對存儲系統的

差異化需求，具體問題具體分析，分別提出結構化數據高可用存儲