運(yùn)用存儲虛擬化技術(shù)提高醫(yī)院數(shù)據(jù)管理水平

趙立川

（四川省川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川 南充 637000）

運(yùn)用存儲虛擬化技術(shù)提高醫(yī)院數(shù)據(jù)管理水平

趙立川

（四川省川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川 南充 637000）

本文簡要介紹運(yùn)用存儲虛擬化技術(shù)中的同步鏡像、持續(xù)性數(shù)據(jù)保護(hù)、精簡配置、緩存加速等先進(jìn)技術(shù)，改造數(shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)，更加有利于醫(yī)院高效、方便地統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)，極大地方便了信息中心的數(shù)據(jù)維護(hù)工作，使醫(yī)院的數(shù)據(jù)管理維護(hù)水平上了一個(gè)新的臺階。

存儲虛擬化；數(shù)據(jù)管理；災(zāi)備系統(tǒng)

1 引 言

隨著醫(yī)院信息化的不斷深入，醫(yī)院對計(jì)算機(jī)越來越依賴。由于醫(yī)院的特殊性，任何原因所導(dǎo)致的醫(yī)院信息系統(tǒng)中斷，都會給醫(yī)院造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會影響。在這種背景下，醫(yī)院數(shù)據(jù)的管理也顯得尤為重要。

2 醫(yī)院數(shù)據(jù)管理的現(xiàn)狀分析

三甲醫(yī)院在建設(shè)完HIS、LIS、PACS之后，現(xiàn)各大醫(yī)院已陸續(xù)建設(shè)完成了EMR電子病歷，為全院的醫(yī)療工作起著關(guān)鍵的業(yè)務(wù)支撐IT信息平臺，也為以后的區(qū)域化醫(yī)療衛(wèi)生信息平臺數(shù)據(jù)共享提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺。由于一些歷史原因，醫(yī)院的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)一般都是隨著具體的業(yè)務(wù)系統(tǒng)上線而上線的，這樣的方式導(dǎo)致了醫(yī)院的存儲資源見圖1。

圖1

數(shù)據(jù)存儲資源的現(xiàn)狀為信息中心的維護(hù)人員在日常工作中帶來諸多的不便：①業(yè)務(wù)系統(tǒng)存儲空間無法準(zhǔn)確預(yù)估，信息中心維護(hù)人員在前期做存儲空間分配的時(shí)候往往過度分配，導(dǎo)致后期無法合理回收。②雖然存儲設(shè)備在購置的時(shí)候往往會配置較多的磁盤空間，但是由于傳統(tǒng)的豎井式業(yè)務(wù)體系，導(dǎo)致即使總的存儲容量夠，但是一旦某些業(yè)務(wù)系統(tǒng)存儲空間告急，冗余的存儲資源還是無法有效分配給該業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用（存儲空間可以映射給業(yè)務(wù)服務(wù)器，但是操作系統(tǒng)不能有效將其納入原有的存儲空間）。③由于豎井式的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致雖然擁有了多個(gè)存儲設(shè)備（磁盤陣列），但是彼此是完全孤立的，這也給容災(zāi)備份帶來了諸多不便，給業(yè)務(wù)連續(xù)性帶來了隱患。④醫(yī)院最先上線的一般都是HIS系統(tǒng)，存儲設(shè)備的購置也較早，隨著醫(yī)院業(yè)務(wù)量不斷增加，HIS系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)不斷加大；雖然服務(wù)器系統(tǒng)在不斷升級（加CPU，擴(kuò)容內(nèi)存），但是由于數(shù)據(jù)遷移的困難，存儲設(shè)備一般不會輕易更換，這樣導(dǎo)致了服務(wù)器資源很充足，存儲資源漸顯不足這樣“頭重腳輕”的尷尬局面。⑤備份工作任務(wù)繁重：由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)越來越多，數(shù)據(jù)量不斷增加，傳統(tǒng)的備份方式已經(jīng)越來越不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

3 存儲虛擬化的技術(shù)革新

存儲虛擬化(Storage Virtualization)最通俗的理解就是對存儲硬件資源進(jìn)行抽象化表現(xiàn)。通過將一個(gè)（或多個(gè)）目標(biāo)服務(wù)或功能與其他附加的功能集成，統(tǒng)一提供有用的全面功能服務(wù)。

存儲虛擬化的概念在上世紀(jì)90年代，在美國就已經(jīng)早早提出，但是由于早些年存儲設(shè)備的昂貴以及存儲上游資源的壟斷，存儲虛擬化技術(shù)并沒有得到大力的推廣。近些年存儲虛擬化技術(shù)得以廣泛的應(yīng)用，歸其原因如下：①存儲設(shè)備的價(jià)格不斷下滑，加之存儲上游資源的不斷開放。②Intel存儲處理器的功能不斷強(qiáng)大，X86架構(gòu)作為存儲設(shè)備的基礎(chǔ)平臺不斷推廣，得到了廣泛的用戶支持。③服務(wù)器虛擬化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，讓越來越多的用戶體驗(yàn)到了虛擬化技術(shù)帶來的實(shí)實(shí)在在的好處。

存儲虛擬化技術(shù)可以幫助用戶有效的減少存儲設(shè)備的數(shù)量，集中資源，提供智能化和安全的共享，即使您的存儲設(shè)備是由不同的型號及品牌組成。

通過存儲虛擬化技術(shù)，創(chuàng)建獨(dú)立的存儲池，成為業(yè)務(wù)服務(wù)器信息共享的一部分。在創(chuàng)建過程中，可以根據(jù)磁盤成本/性能和可用性特征，分隔成不同層的資源，進(jìn)行集中管理。隨著時(shí)間的推移，可以升級存儲池或者因?yàn)槔匣∠碌暮笈_存儲設(shè)備，或簡單把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到二線設(shè)備，因?yàn)橛行?yīng)用服務(wù)器對存儲的性能要求并不高。

存儲虛擬化整合方案，利用在線擴(kuò)充機(jī)制，可以在系統(tǒng)運(yùn)行的情況下進(jìn)行容量擴(kuò)充，操作過程中應(yīng)用主機(jī)無需中斷或宕機(jī)。存儲虛擬池間的實(shí)時(shí)鏡像機(jī)制，允許在線替換存儲設(shè)備，替換的設(shè)備可以用于其他系統(tǒng)應(yīng)用。

4 存儲虛擬化提高我院信息數(shù)據(jù)管理水平

我院在2012年底，使用了美國Datacore和賽門鐵克公司提供的存儲虛擬化技術(shù)，通過災(zāi)備系統(tǒng)項(xiàng)目改造整合了我院的存儲設(shè)備和資源。

4.1 改造方法

①在中心機(jī)房和災(zāi)備機(jī)房分別放置了一臺存儲虛擬網(wǎng)關(guān)，將我院現(xiàn)有的存儲設(shè)備納入統(tǒng)一的存儲池（現(xiàn)有HP EVA4400和HP P6300）。②將存儲池中的資源重新按需分配給各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（HIS/LIS/EMR/PACS），使用了精簡配置的虛擬化技術(shù)，每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)都預(yù)分配了很大的存儲空間。③針對HISLISEMRPACS的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，我們利用了CDP（持續(xù)性數(shù)據(jù)保護(hù)）技術(shù)，做到一旦數(shù)據(jù)庫本身遇到邏輯故障，可以回滾到前一秒鐘。④中心機(jī)房和災(zāi)備機(jī)房的存儲網(wǎng)關(guān)設(shè)備主機(jī)通過8GB的光纖，做到彼此管理的存儲空間互為鏡像。⑤通過存儲虛擬網(wǎng)關(guān)的緩存加速功能，存儲系統(tǒng)的IOPS從原先的只有4000～5000的水平（單個(gè)系統(tǒng)），躍升到10000的水平上下，有效應(yīng)對了業(yè)務(wù)不斷增長帶給存儲系統(tǒng)的壓力。⑥通過存儲虛擬NAS機(jī)頭，PACS圖片的訪問，不再使用原先的網(wǎng)絡(luò)——服務(wù)器——存儲的方式，而直接通過網(wǎng)絡(luò)——存儲的方式，大幅提高PACS圖片的讀取速度。改造后的拓?fù)?，見圖2。

圖2

4.2 改造效果

經(jīng)過上述存儲虛擬化的改造，我院信息中心對于數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)連續(xù)性的管理水平大幅提高，效果如下：①所有存儲設(shè)備在存儲池中統(tǒng)一管理，我院總共20 TB左右的存儲空間，但現(xiàn)在分配給前端空間總?cè)萘恳堰_(dá)40 TB；實(shí)際使用量在接近16 TB（80%）時(shí)，存儲網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)會自動(dòng)告警，通知管理員可以新購新的存儲設(shè)備。我院可以根據(jù)實(shí)際需求和性價(jià)比靈活地采購多個(gè)廠家的存儲設(shè)備，不受存儲廠家型號限制。②兩臺原先HP不同型號的存儲設(shè)備，可以互為鏡像同步，做到硬件級的災(zāi)備冗余。③在災(zāi)備機(jī)房的存儲池中，劃出一定空間存放CDP（持續(xù)性數(shù)據(jù)保護(hù)）的時(shí)間戳（指針），可以在出現(xiàn)任何數(shù)據(jù)庫、文件的邏輯故障時(shí)（誤刪除、中病毒、數(shù)據(jù)庫一致性錯(cuò)誤等），回滾至上一秒鐘，徹底擺脫業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)帶來的數(shù)據(jù)丟失的困擾，真正做到業(yè)務(wù)零停機(jī)數(shù)據(jù)零丟失。④通過存儲網(wǎng)關(guān)的加速功能，又讓原先EVA4400的使用周期進(jìn)一步延長，擴(kuò)大了投資回報(bào)率；通過虛擬NAS機(jī)頭的并行處理能力，使得PACS的圖片調(diào)取速度進(jìn)一步加快。⑤在不久的將來，我院還可以利用SSD（閃存）加速技術(shù)，進(jìn)一步提高整個(gè)存儲資源的對外服務(wù)性能。

5 結(jié) 語

整套系統(tǒng)上線已經(jīng)一年，在2013年年初，我院中心機(jī)房由于空調(diào)故障，導(dǎo)致生產(chǎn)機(jī)房溫度超過上限，整套災(zāi)備系統(tǒng)順利將業(yè)務(wù)快速轉(zhuǎn)移至災(zāi)備機(jī)房，前端的HIS、LIS、EMR、PACS業(yè)務(wù)沒有受到影響，數(shù)據(jù)沒有任何丟失，其中存儲虛擬化技術(shù)功不可沒。

[1] 許強(qiáng).實(shí)施存儲虛擬化及應(yīng)用容災(zāi)保障醫(yī)院信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)連續(xù)性[J].江蘇衛(wèi)生事業(yè)管理,2013,24(6):164-166.

[2] 陳金雄,劉雄飛,王慶森.建立數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)提高醫(yī)院管理決策水平[J].解放軍醫(yī)院管理雜志,2005,12(4): 350-351.

[3] 張小龍.存儲虛擬化技術(shù)在存儲整合中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013(23): 210-211.

[4] 王磊.存儲虛擬化技術(shù)及應(yīng)用趨勢分析[J].軟件產(chǎn)業(yè)與工程,2012 (4): 31-35.

[5] 馬錫坤,于京杰,楊國斌.存儲虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)平臺中的作用[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,26(10):39-40.

[6] 楊國良. 虛擬化技術(shù)在構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)院中的應(yīng)用[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué), 2009,15(9):2-4.

[7] 張小龍.存儲虛擬化技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J].硅谷,2013,5(23):13-15.

The Application of Storage Virtualization Technology to Improve the Level of Hospital Management in Data

ZHAO Li-chuan
(Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, China)

This article briefly describes the use of synchronous mirroring, continuous data protection, compact configuration, caching, acceleration and other advanced technologies of storage virtualization, transforming data disaster recovery and backup system to facilitate the efficient and easy unified hospital data management, which greatly promotes the work of data maintenance in the information center, and drives the hospital data management and maintenance to a new level.

Storage virtualization; Data management; Disaster recovery and backup systems

R197.3

C

1671-8194（2014）19-0375-03