解决方案
+ 大容量存储解决方案
+ 高可用安全存储方案
+ 高速度存储解决方案
波希米亚人•背景描述
多米诺骨牌理论
金光集团 随着医学工程的进步，许多高科技临床医学检查仪器设备，不断地被设计制造以协助医生进行医疗诊断工作，如:电脑断层(CT)、核磁共振(MRL)、血管造影(DSA)、数字X光机(DR)、CR、超音波等，而这些医学仪器是医院不可缺的重要工具，但成本相当高。所以，如何善用这这些设备资源所产生的影像资料，以便迅速及时地送到医生手上以协助诊断工作，提高工作时效、节省资源，成为现代医院追求高服务品质的工作指标。
由于医疗影像信息化技术的飞速发展，使得PACS系统已经日益成为各级医院实现信息化建设的重要组成部分。当前的 PACS 产品支持医学图像的全数字获取、转换、解释、存储、传输和查阅。 PACS的发展也呈现出一个很大的特点：医院影象设备的发展使放射科图象数据量激增，图像的数据量为存储容量带来了很大的挑战，数据需要进行分级存储和归档，同时，数据需要备份容灾和异构存储环境的现状也越加突出，因此PACS系统需要一种可靠、灵活的大容量存储系统来满足其应用和发展。 •需求分析
与其他行业相比，医疗行业对影像的要求更加苛刻，PACS系统对存储系统有着自身的特点和要求，AXUS工程师分析认为主要有以下几方面的特点：
1．PACS系统和HIS系统等数据各有特点，特别在存储容量、访问响应速度、访问频率、存储可扩展性等方面存在差异，需要分别考虑，进行分类存储策略。
2．医疗PACS系统中的数据保存量大，数据量增长速度快，部分数据将作为归档数据，需要安全地保存和随时方便地调用，需采用分级存储策略。 3．部分影像资料用于科研和教学，重要性高，需要可靠有效的容灾数据保护方案。
4．随着医疗行业竞争日趋激烈，PACS存储系统的建设需要投资的总成本，降低总拥有成本（TCO），提高投资回报率。
5．PACS存储系统的设计需要具备高扩展性和灵活性，需要支持容量增长的高度可扩展架构 和对异构存储环境的支持。以实现将来无缝扩容，而且不增加因扩容带来的管理开销。
医院系统可以将数据按其自身特征划分为“PACS 数据”和“非PACS 数据”等两大类，前者专指PACS 系统的数据，后者包括HIS系统、电子病历系统与社会保险系统的全部数据。这两类数据的差别很大：前者主要是多媒体文档，其并发访问量小，但文件尺寸比较大；后
者包括传统文档和数据，其并发访问量大，但数据尺寸小。从系统本身的角度来看也是如此：无论是持续可用性、数据安全性，还是响应速度，其它三个系统都比PACS 系统的要求高。具体而言，就是对“PACS 数据”和“非PACS 数据”要分别加以存储。
因此医院的数据从安全性、数据尺寸大小、并发访问量等角度可以分为以下三种：
第一种是PACS 数据，它的特点是并发访问量小，但文件尺寸比较大，建议Stripe Size设置大一些性能会更好，例如128KB；安全性较之非PACS 数据要低一点，所以建议设置为RAID 5。
第二种是非PACS 数据，包括HIS系统、电子病历系统与社会保险系统的全部数据。它们的特点是并发访问量大，但文件尺寸比较小，建议Stripe Size设置小一些性能会更好，例如8KB；安全性要求高，所以建议设置为RAID 6，这样系统损坏了两块硬盘，上面存放的数据都不会丢失，而且系统还能正常使用。
第三种是临时数据，包括医院的大厅和过道的监控所产生的数据。它们需要保存的时间较短，数据量不大，因此没有必要采取保护措施，我们建议采用RAID 0格式，这样既提高了录像存储的速度，同时又节约存储空间。
同时，还有一些用来管理数据库的系统软件，以维护数据库并有效地访问数据库中任意部分数据。通常情况下，会存放在服务器上，但是处于安全性的考虑，我们建议将它存放在磁盘阵列上，以防止服务器宕机时数据丢失。它的特点是安全性要求高；数据量很小，大概50G的空间就可以；同时文件尺寸比较小。出于它自身的特殊性，我们会在下面的方案中做进一步分析。
•解决方案
•科室级PACS系统存储方案
科室级 PACS 系统要求存储系统具有良好的性能、可扩展、经济实用的特点。具体来说要求如下：
1．存储容量：0.5~5GB/日数据量。
2．存储架构：采用SAN架构，构建两级存储系统。
3．在线容量：为科室提供 3个月的一级在线影像资料查询。
根据上述要求，我们计算一下一级在线数据存储空间需求：
基本业务数据需求：0.5~5GB/日数据量以上，为临床医生提供 3个月的在线影像资料查询。因此，需保存的在线可用容量为0.5GB/日~5GB/日 * 365 = 182.5~1825GB；考虑存储空间达到总空间的 80% 时，性能将降低，因此，配置 20% 的冗余空间，因此，总空间需求为：182.5~1825GB/80%=228.1~2281GB；整体上按照RAID5 模式估算：存储裸容量需求为：228.1~2281GB /(3/4)=304.2~3042GB；考虑到数据库空间和文件损失，热备份盘等需求，推荐配置 800GB~4TB 的裸容量作为一级存储。 轴承油封
针对上述要求，AXUS推荐在科室级 PACS 系统采用AXUS的SAS系列磁盘阵列组建两级存储系统。拓扑图如下：
该方案满足科室级 PACS 系统对性能、可扩展性和价格诸方面的要求，主要特点如下：
1．采用AXUS YB系列24盘位 SAS磁盘阵列，它有2个4Gb光纤主机接口，总带宽800MB；同时， 可以插24块SAS/SATAII硬盘，一般每块SAS硬盘实际可以提供70-80MB的存储带宽，完全能够满足“PACS 数据”和“非PACS 数据”对于性能的要求。
2．因为YB系列对于SAS/SATAII硬盘的兼容性，使得构建两级存储系统变得非常轻松。一级存储采用24盘位SAS磁盘阵列插入24块300G的SAS硬盘，提供7.2T裸容量，完全满足了要求的800GB~4TB 总裸存储容量，用于PACS的数据库和短近期的医疗图像的存储；二级存储采用24盘位SAS磁盘阵列插入24块750G的SATAII硬盘，提供18T裸容量，用于存储不常用的历史数据，可帮助科室通过扩展自己的存储基础架构来跟上数据增长的脚步，通常是采用数据迁移技术自动将一级存储中不常用的数据迁移到二级存储设备上，数据访问的访问频率不是很高，但保证数据共享和快速在线访问。
3．24盘位SAS磁盘阵列扩容的潜力非常大，一台主柜插入300G SAS硬盘可以提供7.2T的裸容量，插入750G SATAII硬盘则可以提供18T裸容量。今后随着数据量的增大，可以直接在主柜后端使用扩展柜，整套设备可以提供76.8T或192T的存储空间。
4．之前对数据类型的分析，可以看出医院的数据大致有三种。AXUS的磁盘阵列具备的虚拟卷技术，可以根据他们不同的特点，对其存储的空间进行个性化设置；同时，对于数据库管理系统，存放的数据很重要，需要单独划出50G空间给它。传统的基于硬盘的存储方式需要单独用一块硬盘来存放，这样会造成空间的浪费，同时又不能达到很好的性能。而虚拟卷技术则是一种基于空间的新型存储理念，带来的好处是既提高了数据存储的速度，同时又节约存储空间。虚拟卷技术是传统的存储设备无法实现的，就算市面上专业存储设备能够做到的也较少。
•全院级PACS系统存储方案
全院级 PACS 系统必需具有高性能、高可靠性、高可用性以及高可扩展能力，并且有容灾功能的考虑和需求。因此，建设全院级 PACS 系统需要考虑 2 个中心的建设：主中心和容灾中心。具体来说要求如下：
1．适用医院：跨科室的全院 PACS 实施。
2．存储容量：20GB/日数据量以上。
3．充分考虑系统的实时性，安全性与稳定性；充分考虑数据的增长，存储应具有较大的扩展能力。
大瀑布的葬礼教学设计 4．存储架构：采用集中式 SAN 存储架构，构建三级存储系统。
5．在线容量：为临床医生提供 1 年内的一级在线影像资料查询。
6．备份存储：备份存储容量应大于全院 10 年的影像总量。
7．容灾功能：在异地建立独立的容灾备份中心，保证在发生灾难时对数据保护。
根据上述要求，我们对数据存储容量进行估算：
1．一级在线数据存储空间需求：
基本业务数据需求：20GB/日数据量以上，为临床医生提供1年内的在线影像资料查询。因此，需保存的在线可用容量为20GB/日 * 365 = 7300GB = 7.3TB；考虑存储空间达到总空间的 80% 时，性能将降低，因此，配置 20% 的冗余空间，因此，总空间需求为：7.3TB/80%=9.125TB；整体上按照RAID5 模式估算：存储裸容量需求为：9.125TB /(3/4)=
12.2TB；考虑数据库空间和文件损失，热备份盘等需求，推荐配置 15TB的裸容量作为一级存储。
2．备份存储空间需求：
备份存储容量应大于全院 10 年的影像总量，因此建议配置备份容量为 80TB。
河南省政法管理干部学院针对上述要求，AXUS推荐在全院级 PACS 系统采用AXUS磁盘阵列组建三级存储系统。一级存储采用YOTTA Sport系列24盘位磁盘阵列，它使用独立双控制器，共提供4个4Gb光纤主机接口，总带宽达到1600MB。一台主柜加两台扩展柜，使用SAS硬盘共提供了7.2×3＝21.6TB的裸容量，完全满足了一级在线存储最大15TB的容量需求。二级采用YB系列盘阵插入SATAII硬盘，保证了数据共享和快速在线访问的大容量存储需求。三级存储采用VTL代替传统的光盘库或磁带库，增强了备份数据管理特性、提高备份和恢复的速度，采用廉价的SATAII硬盘实现海量存储，也有效控制了成本。
该方案还利用Yotta Server Enclosure引擎，利用它将PACS系统重要的图像和数据传送给远端的灾备中心，实现数据的异地备份，保证在发生灾难时对数据进行快速恢复。拓扑图如下：
•方案特点
1）系统扩容升级方便
从全院级PACS系统存储解决方案中可以看出，系统的扩容无论是存储空间的扩容还是带宽的扩容都是在原有设备的基础上进行的，而且扩容的潜力非常大，我们一台24 盘位盘阵可以提供7.2T的裸空间（300G SAS硬盘），使用扩展柜，整套设备可以提供76.8T或192T的存储空间。另外，考虑到数据的有效性，一级存储中一些使用率减少的数据可以迁移到插有SATAII盘的二级存储上，随之迁移到三级存储。这样可以保证系统的整体性能，又有效控制了存储成本。同时，通过IP-SAN和FC-SAN的融合，使整个系统继承了两种SAN系统的优点，扩容升级更加方便。
2）系统的性价比较高
和传统的光纤存储方案相比，本系统的安全稳定性和以前差不多，但是整体的价格却下降了很多，如果整个存储系统采用主柜加扩展柜的策略，一级存储使用SAS硬盘以保证重要数据的存储空间需求和带宽需求，二、三级存储使用SATAII硬盘。 在保证性能的前提下，使得整个系统的性价比达到最佳。
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