我院已于去年建设了医院信息系统集成平台,我们建设的模式是单纯的集成平台,没有建集成平台+私有云,因此,我们还是采用传统的集中存储模式。虽然,从目前看,这种集中存储对于系统的稳定性、安全性、数据的一致性还是能满足我们医院现有业务的需求,但是我们所关注的是,随成医院业务的扩展,我们现有的这种模式是否适合分布式存储?
从技术发展角度以及存储容灾角度,目前对于中大型多院区的医院而言,传统的双活容灾系统可以满足容灾的需求,但是发挥不出来多院区的优势,往往多院区设置多个双活系统。目前我较为倾向于使用超融合体系,结合多院区,降低成本,真正实现同城异地灾备系统。
收起从理论上说上层应用架构决定下层基础设施架构,采用传统数据库(如 Oracle )的应用适合采用集中式存储,采用分布式数据库(如 MySql )的应用适合采用分布式存储。
另一方面,集中式存储的优势在于低时延,分布式存储的优点在于高弹性(高扩展性)。
表明上看,存储架构选型需要根据应用特点和存储特点来确定,但这容易导致医疗行业的存储架构选项走入重视集中式还是分布式,重视 IOPS 、时延、节点扩展规模的误区。
因为从医疗行业的应用特点和应用规模来看,无论是传统应用( HIS ),还是新兴应用(集成平台、 CDR ),在集中式存储和分布式存储上都运行得非常好。这是因为医院的数据库应用几乎没有跑到 10 万 IOPS 以上,也很少有 10TB 以上的数据库。即使是数十 TB 的数据库,和互联网、金融、运营商等行业的应用比较起来,也是非常小的。
简单来说,医疗行业的应用不管是传统应用( HIS , PACS ),还是新兴应用( CDR 、数据中台)的规模都太小,十万以下的 IOPS 、 5 毫秒以下的时延要求、 20-30 个左右的节点规模,无论是集中存储还是分布式存储都能很好支撑上层应用。
存储除了支撑业务运行外,其上保存的是数据,是医院最重要的资产之一。因此“医疗行业”存储选型考虑的指标有以下几点:
从医院实践看。很多医院选择的是集中存储 + 分布式存储的架构,有时也成为双模 IT 架构或者稳态 + 敏态架构。这样既能确保传统应用获得高可靠、高性能,又能确保高弹性,高灵活性。
再补充一点,医疗行业的数据库类应用无论是集中存储还是分布式存储都能很好满足需求。反而是影像类应用( PACS ,影像 AI 等),才需要认真考虑是选择集中存储还是分布式存储,或者集中 + 分布存储;
收起医院的需要什么类型的存储,是根据数据类型来分的,总体来看,需要落盘存储的数据大致可以分成两大类:
两大类数据对存储的需有所区别,下面分开讲解:
(1).由于独立存储的特点,采购往往采用“提前采购”的方式,即一次规划就计划3-5年的数据使用量以及性能需求,一次性的前期投入,这种方法一次性投入的成本高,且很难预估准确未来几年的发展情况,往往有投资浪费
(2).相反的情况是,采购独立存储时,预估不足,导致容量或者性能瓶颈。如果是容量瓶颈则需要扩容硬盘空间,而传统磁盘阵列往往的经营模式是扩容时价格比较高,结果就导致了后续使用成本高;如果是性能不足,如果硬盘少导致硬盘通道少进而导致性能不足的话需要扩展更多的硬盘,不但需要停机调整业务,扩容的成本也很高,如果传统存储的瓶颈发生在磁盘阵列控制器上,就更麻烦,因为好多中端存储的磁盘控制器是很难扩展的,导致了性能瓶颈一直存在难以解决,如果是高端磁盘阵列,往往需要采用增加控制器的方式进行性能扩容,这时候扩容的成本又居高不下,经过再三考虑,往往不得不重新采购新的存储,这又牵扯到了数据迁移的时间与风险,也消耗人手。
(3).部分医院出于需要更高等级的业务可用性,往往做了存储阵列级别的容灾备份或者双活,但这样的成本非常高,因为需要至少两套的独立磁盘阵列和对应的授权以及服务费,这也导致了医院只能在最核心的业务上实现存储双活或存储灾备保护,很多也是很关键的业务,比如电子病历等,因为受制与成本太高,导致没有高可用保护,存在单点故障影响业务可用性,甚至可能导致数据损坏的风险。
(4)服务器,虚拟化,存储,存储双活,数据库双活分开管理,管理很复杂。如有管理配置表维护不慎,则可能引发管理风险,管理的效率也低,而且随着医院的发展,IT系统也越来越复杂,需要IT管理人员投入更多的精力支撑业务发展,医院本来管理IT的人手就不,人手不足的情况就会越来越明显,不论什么存储,只要是和主机,虚拟化分开管理的,哪怕是独立的分布式SAN存储,都会遇到这样的问题。
基于以上原因,目前越来越多的医院,放弃了采购传统的SAN存储,而采用无单点故障的,自带数据多副本功能的,可按需投资在线扩容的,无传统SAN存储控制器性能瓶颈分布式块存储(如SmartX的ZBS分布式快存储),对传统存储进行替换。而且,从各级医院实际的落地案例看,医院往往更多也并不是采用存储单独替换的方式进行存储基础架构的建设,而是把服务器,虚拟化,SAN交换,SAN存储四者的更新合并到一起,选择用带有分布式块存储功能超融合方案,逐步的进行连带上述四个部分的整体基础架构转型。超融合是采用通用多台x86服务器组成集群,加上超融合系统里自带的的分布式存储软件以及虚拟化软件,将x86服务器上的硬盘作为存储资源池,将x86服务器作为计算资源池,进行整体的,分步的超融合转型,因为这么做的话,上述的四大问可以同时得到解决:
(1)首先基础架构的管理得到极大简化,超融合不需要独立的SAN交换机和SAN存储,往往就一个界面,各种资源一目了然,管理效率极大提升的同时,也极大的降低了管理的风险,解放了双手;(
(2)超融合是可以基于节点扩展的,计算或存储资源不足时,可以线性在线扩展节点进超融合集群即可,无需停机,无需数据迁移,在线扩容,且一些品牌如SmartX的数据可以自动均衡至新扩节点,整个过程高效且低风险,同时,可线性扩展就意味着可以按需投资,不用一次先规划5年的资源了,完全可以在需要时再进行超融合集群,保护了投资
(3)以SmartX超融合为例,超融合自带的ZBS分布式块存储软件具备了多数据副本的能力,数据被切块且生成2-3个副本(几个副本看实际业务选择,重要的业务副本就多)到了多个节点,数据就具备了高可用性,一个节点出现故障时,业务虚拟机可以在3分钟内,自动漂移至完好的节点上运行,且过程是自动的,数据无丢失,相当于基于超融合支撑的所有主机,都自动的具备了高可用能力,这就扩大了业务高可用的覆盖面,使得所有业务都具备高可用的能力,此外超融合也支持远程灾备与双活,投资的性价比很高。
至于超融合的性能和可用性能否支持医院的核心业务,目前超融合SmartX已经具备众多的医院案例,从大型三甲医院到二级医院,均有使用超融合,Smart X超融合有有大三甲医院案例,分别把HIS的核心数据库,CDR数据仓库,电子病历,集成平台等核心业务系统以及对应的oracle数据库承载在Smart X超融合上,且性能优异,使用多年没出过什么问题,SmartX超融合作作为中国金融行业的超融合软件占有率第一名,其超融合提供的安全性,而可用性,性能和稳定性也是金融核心生产级的,完全可以做到统一支撑三甲医院到二级医院的全部业务,包括核心业务,综合业务,内网和外网的所有业务,都可以通过超融合进行安全,高效的统一承载。
由于正好热/温层PACS数据对服务器资源的需求也比较高,因此一些医院干脆选择一步到位,直接用带分布式存储功能的超融合直接承载了近三年的PACS数据,并将三年以上的冷PACS数据放至软件定义的,低成本的,独立的分布式NAS存储资源池上,SmartX就有这样的三甲医院的案例,以上回答了医院不同类型的数据需要什么样的存储,以及医院在实际建设中,往往会选择什么样的方案。至于存储介质,一般HIS系统和数据库若需要较高的IOPS,则可根据情况选择全闪的存储;若IOPS不是很高,则可以选择SSD+SAS盘的混合盘配置,用SSD进行加速;至于NAS,一般以大容量SATA/NL-SAS盘为主,对于PACS近期的热数据,为了保证访问的性能,可以考虑SSD+SAS或 SSD+NL-SAS两种配置的存储介质。
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