医疗云存储备份解决方案

一、建设背景

医院信息系统己经成为医院的基本设施,HISPACS两大应用系统逐渐成为医院信息技术的核心。这两个应用系统中的数据越来越多,数据价值也越来越大。数据丢失或系统停机造成的损失是用户不能接受的。如何有效保障及构架很有效率的医院信息系统体系,实现高效、面向发展、各系统紧密配合的一体化医疗信息系统,院信息系统的备份设计和建设成为各医院信息中心主管人员所关注的重中之重。

现有的三家客户医院,己经建立了基本的HA(高可用)群集系统,通过双机热备份方式避免服务器单点故障。数据存储在磁阵中,根据磁阵特性可以抗1-2块磁盘损坏。随着系统规模的扩大,数据量的增多,数据互联、远程备份以及安全上的需求己经越来越迫切,原有的数据局部安全性解决方案己经不能满足要求,迫切需要建立云存储数据中心和基于云存储的远程备份系统。

云存储数据中心和基于云存储的备份系统,为本次医疗云存储备份总体解决方案的两个主要部分。主要针对HISPACS两大应用系统的医疗影像大文件、数据库记录,以及其它各类数据的集中备份与灾难恢复的需求,首先建立一套具有高可靠、可在线弹性伸缩,满足高吞吐量并发访问需求的云存储平台。然后为医疗系统数据存储提供便捷、统一管理和高效应用的数据备份与灾难恢复系统。

 

二、系统方案

云存储数据中心采用南京云创大数据科技股份有限公司的cStor云存储资源管理系统,在多台普通商用服务器上构建高性能高可靠云存储系统,作为医疗存储云数据中心存储平台,其应用部署示意图如下图所示。

 

1 cStor云存储资源管理系统部署示意图

 

系统架构

在本项目的医疗云存储备份方案系统建设中,分为云存储和备份软件两个部分。

云存储系统属于基础平台支撑层,以用于数据集中存储和共享,实现对数据的统一管理和高效应用。将数据逻辑集中物理分散,以提供多并发高吞吐带宽,很大程度降低系统访问瓶颈。

备份软件同时部署在云存储数据中心和三家医院的客户端。其中云存储数据中心部署一台备份服务器和备份服务端软件,三家医院被备份系统(HISPACS)中部署备份的客户端软件。医院与云存储数据中心之间建立专线联系,保障带宽为至少两个千兆(2048Kb/s,或者256MB/s)。具体需要带宽要根据用户备份数据量和备份时间窗口确定。

 

系统基本组成

下图是包含了两家医院的云存储远程备份系统的示意图。

在现有的医院局域网系统中,己经基于双机系统加磁阵,建立了HIS双机系统,以及PACS影像库系统。此外还有一些其它应用。医生、护士通过办公室和护士站电脑访问医疗应用系统。HIS系统的数据库数据存储在磁阵中。磁阵也是连在医院局域网上的。

在远程数据中心基于云创大数据cStor云存储系统建立云存储IDC,部署分布式文件系统,作为备份介质。云存储的容量大小根据具体需求确定。由于云存储具备横向扩展能力,可在线扩容。

存储云中需要部署一台单独的linux备份服务器,版本为RedHat5.4以上,作为备份服务器,实现与备份介质的访问接口。存储云数据位于防火墙之后,通过专线与三家医院的三层交换机相连。每家医院与IDC中心之间的专网,至少包含两条独立的线路,防止单点故障。具体带宽要根据实际数据量确定,但不少于2个千兆带宽,即不小于2048Mb/s256MB/s。如有必要上万兆专线。

在医院局域网中,需要设置备份软件的客户端。它不需要单独的机器,可以部署在己有的HIS或者PACS服务器上,支持windowslinux等多种主流的操作系统。下图中把备份客户端单独列了出来,但不意味着一定要增加一台设备。

 

2 云存储远程备份系统的示意图

在现有的医院局域网系统中,已经基于双机系统加磁阵,建立了HIS双机系统,以及PACS影像库系统。此外还有一些其它应用。医生、护士通过办公室和护士站电脑访问医疗应用系统。HIS系统的数据库数据存储在磁阵中。磁阵也是连在医院局域网上的。

在远程数据中心基于云创大数据cStor云存储系统建立云存储IDC,部署分布式文件系统,作为备份介质。云存储的容量大小根据具体需求确定。由于云存储具备横向扩展能力,可在线扩容。

存储云中需要部署一台单独的linux备份服务器,版本为RedHat5.4以上,作为备份服务器,实现与备份介质的访问接口。存储云数据位于防火墙之后,通过专线与三家医院的三层交换机相连。每家医院与IDC中心之间的专网,至少包含两条独立的线路,防止单点故障。具体带宽要根据实际数据量确定,但不小少于2个千兆带宽,即不小于2048Mb/s256MB/s。如有必要上万兆专线。

在医院局域网中,需要设置备份软件的客户端。它不需要单独的机器,可以部署在已有的HIS或者PACS服务器上,支持windowslinux等多种主流的操作系统。下图中把备份客户端单独列了出来,但不意味着一定要增加一台设备。

 

三、客户受益

 

优异的性能

cStor采用控制流与数据流分离的技术,数据的存储或读取是与各个存储节点上并行读写,随着存储节点数目的增多,整个系统的吞吐量和IO性能将呈线性增长。同时,cStor采用负载均衡技术,自动均衡各服务器负载,使得各存储节点的性能调节到很高,实现资源优化配置。

 

更高的可靠性

任意节点宕机,系统不停止服务;任意硬盘、网卡等部件损坏,不影响系统服务,系统能够自动容错,将数据分散在各个节点上,不会出现丢失数据的现象。任务处理过程中,节点宕机,任务自动切换并保留现有进度,保障任务继续执行下去。

 

更方便的管理

提供基于WEB的管理控制平台,所有的管理工作均由cStor管理模块自动完成,使用人员无需任何专业知识便可以轻松管理整个系统。通过管理平台,可以对cStor中的所有节点实行实时监控,用户通过监控界面可以清楚地了解到每一个节点和磁盘的运行情况;同时也可以实现对文件级别的系统监控,支持损坏文件的查找和修复功能。系统提供用户安全认证及对不同用户进行配额设置与权限管理功能,满足应用的日常维护和安全管理需求。

 

优异的扩展性

在数据量和处理要求不断提高的实时业务中,平台扩容十分便捷,在不停机的情况下,添加节点或一体机数量,平台的存储及处理能力自动增加;随着业务内容需求的提升,仅需对分批对平台内设备的软件进行升级,平台服务不会中断。

 

降低成本

在数据量和处理要求不断提高的实时业务中,平台扩容十分便捷,在不停机的情况下,添加节点或一体机数量,平台的存储及处理能力自动增加;随着业务内容需求的提升,仅需对分批对平台内设备的软件进行升级,平台服务不会中断。

降低初期软硬件投入成本的同时降低能耗,以及长期管理和维护的成本。

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