最近國(guó)內(nèi)大中型醫(yī)院的增加,針對(duì)大中型醫(yī)院(主要是三甲醫(yī)院)數(shù)據(jù)大集中存儲(chǔ)的問題越來越多,以下選擇幾個(gè)與性能瓶頸突破及架構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的問題解讀分析,供朋友們參考。
隨著HIS應(yīng)用面的擴(kuò)大和使用時(shí)間的延長(zhǎng),其數(shù)據(jù)量越來越大,特別是醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)(PACS)的應(yīng)用,以往陳舊的SCSI存儲(chǔ)架構(gòu)已不能滿足用戶的需求,而高性能的SAN架構(gòu)卻是用戶的上佳之選,我們?cè)趺辞宄目闯鰞煞N存儲(chǔ)的優(yōu)劣?(ISCSI SAN和FC SAN 2中存儲(chǔ)的比較)
FC-SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)主要具有如下技術(shù)特點(diǎn):
(1) 采用可伸縮的FC-Switch網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過高速光纖通道(目前FC的單向速率為200 MB/s)連接,提供SAN內(nèi)部任意節(jié)點(diǎn)之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換,設(shè)備訪問的網(wǎng)絡(luò)擁塞處理也交由高速交換機(jī)處理,使得連接設(shè)備的增多幾乎不影響各個(gè)設(shè)備的訪問速度。
(2) Switch規(guī)模越大,吞吐率就越高,
(3) 支持熱拔插,高可靠性、可用性、可維護(hù)性(RAS)。
至少在今后兩年中,或者性價(jià)比良好的IP和InfiniBand解決方案進(jìn)入市場(chǎng)之前,光纖通道還將繼續(xù)是SAN的主流,即使到了IP和InfiniBand進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)候,光纖通道結(jié)構(gòu)也不會(huì)完全被取代。
FC-SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)雖然性能優(yōu)越,可擴(kuò)展性好,但受限于現(xiàn)有的光纖傳輸方式,其價(jià)格昂貴。因此,基于普通IP協(xié)議和以太網(wǎng)的SAN應(yīng)運(yùn)而生,這就是IP存儲(chǔ)(IPS),它將SCSI協(xié)議映射到TCP/IP協(xié)議上,使得SCSI的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)可以在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)上傳輸。
IP存儲(chǔ)系統(tǒng)在整個(gè)IP網(wǎng)上創(chuàng)建了一個(gè)共享存儲(chǔ)環(huán)境,很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程訪問;由于采用的是SCSI、以太網(wǎng)、TCP/IP等現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)施,造價(jià)低,便于構(gòu)建和維護(hù)。IP存儲(chǔ)互操作性好,且克服了FC-SAN的距離限制,把共享存儲(chǔ)系統(tǒng)擴(kuò)展到LAN、WAN甚至Internet上。
IP存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展有其階段性,首先是對(duì)SAN的擴(kuò)展階段,在這一階段,IP-SAN遵循FC-IP或iFCP協(xié)議,利用FC-IP橋、FC-IP路由器或FC-IP網(wǎng)關(guān)將超過光纖通道允許距離的FC-SAN連接到IP網(wǎng)絡(luò)上;第二階段是小范圍地實(shí)現(xiàn)基于IP的SAN,或?qū)SCSI卡集成到NAS存儲(chǔ)設(shè)備上,以支持?jǐn)?shù)據(jù)塊形式的I/O訪問;真正的IP-SAN是主機(jī)通過帶TCP下載引擎(TOE)的iSCSI HBA接至IP網(wǎng)絡(luò),訪問iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)全球的iSCSI-SAN。
IP存儲(chǔ)采用潛在不可靠的IP網(wǎng)絡(luò)(如: Internet)傳輸數(shù)據(jù),因而可靠性不高。由于IP環(huán)境不安全,iSCSI存儲(chǔ)要求采用多種安全措施以提高數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。通常采用的安全方法主要有:KRBs、SPKM、SPR(遠(yuǎn)程安全密碼)以及CHAP(握手認(rèn)證協(xié)議)等。
同一地區(qū)的集團(tuán)化醫(yī)院,間隔20KM左右,準(zhǔn)備建設(shè)雙活數(shù)據(jù)中心,在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上怎樣最合理?在存儲(chǔ)設(shè)備選型上怎樣考慮?
雙活數(shù)據(jù)中心,20KM可以,網(wǎng)絡(luò)上考慮使裸光纖+波分復(fù)用設(shè)備,這樣可以保證數(shù)據(jù)中心之間時(shí)延在可允許的范圍內(nèi),還能保證客戶投資利益,也就是性價(jià)比很高。
雙活中心一定要考慮是什么層面的雙活,這個(gè)在投資上差別還是很大的,應(yīng)用級(jí),還是數(shù)據(jù)級(jí),是否全部為虛擬化架構(gòu)。
如果是應(yīng)用級(jí),后臺(tái)全部為虛擬化架構(gòu)模式,雙活數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)是個(gè)必須解決的問題,而且還需要打通兩個(gè)數(shù)據(jù)中心的大二層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,以便于虛擬機(jī)的跨數(shù)據(jù)中心遷移,此時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備最好是統(tǒng)一品牌,像華為,華三,都是自己的大二層解決方案,而且也都是基于同一種技術(shù)或是協(xié)議,但是彼此又都一些自己私有的東西加進(jìn)去,所以 最好選擇同一品牌的。
存儲(chǔ)設(shè)備也是同樣的,最好是同一品牌,同一規(guī)格,同一配置,而且是存儲(chǔ)間的雙活,不要網(wǎng)關(guān)。
建議關(guān)注:
1)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)復(fù)制的能力。同步異步?;ハ嗲袚Q的能力。響應(yīng)。
2)提供的軟件功能。
3)成功案例。
4)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是錢多少的問題,夠用就行。
在存儲(chǔ)選型上以考察一下SVC的ESC方案:
SVC EnhancedStretched Cluster(ESC)是基于虛擬化存儲(chǔ)平臺(tái)之上的Active-Active數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)雙活解決方案,為上層應(yīng)用提供存儲(chǔ)A-A雙活或高可用架構(gòu),確保存儲(chǔ)層的任一組件故障不會(huì)對(duì)上層應(yīng)用產(chǎn)生中斷影響。
ESC架構(gòu)特點(diǎn):
每個(gè)I/O Group內(nèi)互為保護(hù)模式的雙節(jié)點(diǎn)跨站點(diǎn)進(jìn)行拉伸;
任一節(jié)點(diǎn)故障,I/O自動(dòng)切換到存活節(jié)點(diǎn);
數(shù)據(jù)通過VDM鏡像到兩個(gè)站點(diǎn)上的兩個(gè)存儲(chǔ)上,任一存儲(chǔ)故障不影響上層數(shù)據(jù)的正常訪問;
站點(diǎn)感知功能:本地讀I/O優(yōu)化,本地寫I/O優(yōu)化,確保I/O本地化,避免遠(yuǎn)程I/O訪問帶來的性能影響;
第三站點(diǎn)仲裁可防止腦裂現(xiàn)象發(fā)生。
面對(duì)三甲醫(yī)院龐大的數(shù)據(jù)量,數(shù)據(jù)容災(zāi)項(xiàng)目上有哪些考量指標(biāo)?
從使用角度來說,主要考慮兩個(gè)方面:切換時(shí)間指標(biāo)(RTO)和 數(shù)據(jù)保護(hù)的指標(biāo)(RPO) ,其余的具體業(yè)務(wù)需求均根據(jù)這兩點(diǎn)要求為出發(fā)點(diǎn)。
而從實(shí)際項(xiàng)目上來說,主要考慮投資成本(TCO)和項(xiàng)目回報(bào)率(ROI),所謂有多少錢做多少事。具體情況還是需要具體分析。
三甲醫(yī)院要升級(jí)核心存儲(chǔ),可以在不影響業(yè)務(wù)的情況下,做到無縫升級(jí)嗎?
存儲(chǔ)是升級(jí),不影響業(yè)務(wù),而且還要看你存儲(chǔ)設(shè)備升級(jí)的是什么內(nèi)容。
軟件功能、硬件部件、硬盤還是其他內(nèi)容,還是其他存儲(chǔ)設(shè)備接管,這些都需要做好數(shù)據(jù)的備份或是遷移等,保障數(shù)據(jù)安全和可靠的前提下進(jìn)行。
SVC是為一個(gè)完全開放的存儲(chǔ)環(huán)境設(shè)計(jì)的, 兼容各種不同的存儲(chǔ)設(shè)備。用戶可以將各種存儲(chǔ)方案融合其中,而不用擔(dān)心SVC會(huì)有什么封閉性,具備靈活的擴(kuò)展能力,在存儲(chǔ)性能和存儲(chǔ)容量方面是可以做到平滑無縫升級(jí)的。
例如,擴(kuò)展控制器個(gè)數(shù)可以增加性能,而往存儲(chǔ)池中增加磁盤則可以增加容量, 這兩方面的擴(kuò)張都可以在線完成,不需要中止應(yīng)用。SVC的主控臺(tái)提供了自動(dòng)向IBM服務(wù)中心報(bào)警和遠(yuǎn)程支持的能力。
解決HIS系統(tǒng)存儲(chǔ)性能瓶頸從何處著手?
對(duì)于HIS系統(tǒng),最好從分析整個(gè)HIS的業(yè)務(wù)流程下手去分析、解決。整個(gè)HIS系統(tǒng)包括終端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、HIS軟件系統(tǒng),涉及的設(shè)備繁多,需要排除很多的硬件、軟件的因素去綜合考慮;存儲(chǔ)瓶頸和上述的因素均或多或少有關(guān)系,各個(gè)醫(yī)院的架構(gòu)和各種歷史問題都不相同,可以按照這個(gè)思路來梳理、分析、解決。
當(dāng)用戶訪問高峰期時(shí),HIS系統(tǒng)卡,反應(yīng)慢,如何判斷HIS系統(tǒng)瓶頸,是服務(wù)器的CPU內(nèi)存等硬件,還是存儲(chǔ)、核心交換機(jī)有什么技術(shù)指標(biāo)能清晰看出?
1)os中的vmstat,iostat,等待情況……
2)盤柜,svc的卷的訪問iops,塊的大小,通道均衡,控制器均衡,磁盤均衡……
3)交換機(jī),san故障?充實(shí),丟幀?……
4)有沒有RAID重建?
等等。
PACS對(duì)存儲(chǔ)要求容量和讀寫速度要求相對(duì)高,那么,存儲(chǔ)如何優(yōu)化?
★塊要合適,不能太大太小。
★壓力均衡,通道,控制器,raid,group,盤……
★簡(jiǎn)易采用flash+taped 分級(jí)存儲(chǔ)方案。
★PACS的數(shù)據(jù)多為醫(yī)療影像,容量肯定會(huì)很大,但不是問題,只要有足夠的硬盤即可,但是性能也是同時(shí)需要的。為了解決性能,可以在存儲(chǔ)設(shè)備中增加SSD盤,通過數(shù)據(jù)分層技術(shù),將熱點(diǎn)數(shù)據(jù)存放在SSD盤中,縮短響應(yīng)時(shí)間。
★加大緩存,縮短響應(yīng)時(shí)間。
★改變存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò):電改成光,千兆改成萬兆等。