鄂州中心医院数据中心存储平台建设方案V1.doc

鄂州中心医院医疗平台存储建议方案美国EMC公司上海分公司目 录1 项目需求分析 31.1 数据的类别和特点 31.2 应用系统需求分析 51.3 数据备份及容灾建设目标 52 存储系统方案描述 72.1 系统详细设计方案 72.1.1 数据中心建议方案架构图 73 产品介绍 93.1 Vplex虚拟化存储引擎 93.2 VNX系列产品介绍 163.2.1.1 通过自动化更高效地使用存储容量 203.2.1.2 EMC VNX FAST VP 203.2.1.3 轻松管理、监控和调整存储资产 203.2.1.4 适合虚拟环境的最佳存储 213.2.1.5 业内最齐全的存储软件产品 223.3 Network备份软件介绍 24本文档仅限给予美国EMC公司和被呈送方内部使用，未经许可，请勿扩散到第三方第 2 页 共 26 页1 项目需求分析1.1 数据的类别和特点随着数据中心的发展，其上运行的各种业务系统也将日益增多不同的业务系统所产生的数据类型是不同，这就意味着用来存放数据的存储系统需要采用不同的技术和手段来满足不同的应用的要求，从根本上实现应用的紧耦合，以达到高可靠、高性能、高可扩展性和高管理灵活性的特点。

通常，我们可以把前端业务系统所产生的数据分为结构化数据和非结构化数据两大类结构化数据的定义是，以行和列为组织形式，存放在存储设备上的数据典型的结构化数据是各种数据库数据，包括Oracle、SQL Server和DB2等商用数据库结构化数据的特点是，数据的I/O通常与一个数据库的事务相关，每个I/O的数据量相对较小而通常的商用数据库都是用来运行事务处理（OLTP）操作OLTP的特点是，每次I/O的数据量不大，但是I/O的频率很高也就是每秒钟I/O的次数（IOPS）很高因此，在为结构化数据应用（通常是数据库）提供存储服务时，要求存储系统具有较高的IOPS性能非结构化数据的定义是以文件为组织形式存放在存储设备上的数据典型的非结构化数据是PACS影像数据、多媒体文件（音频、视频和图片）、微软Office文件、PDF文件和AutoCAD生成的矢量图形文件等随着IT技术的不断发展，人们日常生活中不断产生大量的这类型数据，非结构化数据的数据量正在呈爆炸式的增长通常，前端应用系统对非结构化数据的I/O通常采用大数据快顺序读写的方式，也就是每次I/O的数据量相对较大，但是I/O的次数较少因此，针对非结构化数据，后端存储系统需要提供尽可能大的I/O带宽。

同时，由于非结构化数据的数据量通常很大，也要求存储系统能够支持尽可能大的存储容量和扩展性针对不同类型数据的性能提升技术根据以上的分析，如果需要针对不同类型的数据提供尽可能高的性能，存储系统本身需要采用各种技术来从不同的方面进行优化针对结构化数据，由于其主要要求存储提供尽可能高的随机读写性能，因此，我们可以采用减少I/O响应时间的办法来提高IOPS性能主要技术有跨多块磁盘的数据条带化、更大的系统读写缓存和闪存盘作为存储系统基本的功能，跨多块磁盘的数据条带化能够将一份数据打散到多个磁盘上，在前端应用系统请求数据的时候，能够实现后端多块磁盘同时I/O，从而实现了提高IOPS性能的目的更大的系统读写缓存，能够在保证缓存命中率的同时，让更多的热点数据驻留在系统缓存中，使得前端应用请求数据的时候，能够在高速的系统缓存中直接找到所需要的那部分数据，而不用等待后段磁盘系统的慢速响应从而大大提高存储系统的IOPS性能闪存盘作为一个成熟的技术，已经被广泛应用到对IOPS性能要求极高的业务系统中经测试和实践证明，一块闪存盘的IOPS性能是15000RPM传统硬盘的30倍因此，采用闪存盘来存放结构化数据，能够极大地提高系统的IOPS性能。

针对非结构化数据来说，需要强大的带宽处理能力支撑，为了提高存储系统的带宽处理能力需要加大前端主机的I/O带宽、采用更强劲的CPU和采用更先进更大的后端磁盘带宽目前，前端主机与后端存储互联的技术主要有FC、FCoE、iSCSI和NAS四种，四种连接方式中，最适合用来提供非结构化数据存储服务的是NAS技术而且目前主流技术的单端口I/O带宽已经达到了1Gbps，甚至是10Gbps为高性能的非结构化数据I/O提供了技术基础存储设备的CPU用来进行存储数据I/O的处理随着技术的发展，CPU的处理能力也不断提升，更高的CPU配置能够使得非结构化数据的I/O能够充分利用端口带宽，提供更高的带宽性能后端磁盘带宽是整个存储系统的核心性能指标目前，采用SAS 2.0技术的后端磁盘接口带宽能够达到单端口6Gbps，聚合带宽通常能够达到至少96Gbps更高的后端带宽为前端的高性能非结构化文件存储服务提供了基本保障1.2 应用系统需求分析不同的应用系统针对后端存储的要求是不相同的，为了能够为前端应用系统提供更高的性能和更可靠的数据存储服务，需要充分考虑到前端应用的应用类型、数据结构和对存储的要求，做到应用紧耦合，从而使得整个系统的效率发挥到极致。

中心医院规划中的八十多个业务模块中，包含了HIS系统、LIS系统、电子病历以及PACS等多个业务系统，涉及了不同的数据类型的需求；针对HIS系统、LIS系统等以数据库为核心的业务系统，对数据的访问要求响应时间短，I/O性能高，通常采用基于企业级闪存盘的高性能存储；针对PACS影像系统等以文件为核心的业务系统，对数据的访问要求带宽高，能够应对影像系统的大容量图像的并发访问，由于对数据的容量要求比较大，所以通常采用基于近线SAS硬盘等大容量磁盘系统；1.3 数据备份及容灾建设目标为了提高整个系统的稳定性和可靠性，防止非硬件故障导致的数据丢失，需要对核心的业务数据库平台数据进行数据本地备份及远程容灾保护，以满足数据恢复的需求中心医院数据中心的建设，可以按照如下步骤建设：Ø 整合存储，构建存储虚拟化平台，实现信息生命周期管理：通过使用虚拟化存储系统来统一管理数据中心的存储设备，构建一个强健的虚拟化存储；对于计算平台的存储需求，能够轻松的在存储平台分配存储空间，无需关注空间是从哪一台存储系统分配；同时整个虚拟化存储平台能够实现存储整合、无缝扩展，具有高度的稳定性、安全性，实现存储资源的灵活调配和自由流动；同时按照信息生命周期规律对数据进行分级管理；Ø 集中式全网备份：对于虚拟化数据中心，通过提供完整的备份，实现整个数据中心的高效备份，定义全面的备份体系结构，可以对业务关键数据实现近线保护和快速恢复。

本文档仅限给予美国EMC公司和被呈送方内部使用，未经许可，请勿扩散到第三方第 6 页 共 26 页2 存储系统方案描述2.1 系统详细设计方案2.1.1 数据中心建议方案架构图方案说明：1. 将整个数据中心的存储系统整合到EMC VPLEX存储虚拟化引擎下，构建一个虚拟化存储平台；在存储虚拟化引擎下，可以通过部署多台存储系统，来扩展整个存储空间，这些存储都由虚拟化引擎统一管理、统一配置以及统一供给；对于计算 平台的空间需求，通过虚拟化引擎，应用系统无需关心存储空间分配在哪台存储上，由虚拟化引擎通过高可用的方式进行统一分配；通过虚拟化引擎，能够实现异构存储的统一管理，简化管理操作；能够通过向存储云添加物理存储实现存储空间轻松无缝的扩展，实现整个存储云的扩展，而对业务系统、计算云没有任何影响；能够实现存储空间的高度可用性，通过虚拟化引擎将存储LUN在不同存储之间镜像，任何一台存储的故障也不影响应用计算平台的正常运行；能够通过横向扩展虚拟化引擎实现存储性能的线性增长，能够最大程度的满足中心医院业务系统对性能、可靠性的要求；在虚拟化存储平台后端的数据存储采用两台光纤存储系统VNX5100；每台EMC VNX5100存储系统提供高达5个9的高可用性；通过虚拟化引擎在两台VNX5100存储之间进行数据镜像，任何一台存储系统发生故障，整个虚拟化存储平台没有任何影响；而采用传统的存储镜像软件进行存储的镜像是需要一定的时间进行存储卷的切换，是有中断时间的，通过存储虚拟化引擎构建的数据中心存储系统，提高了业务的可靠性和持续性。

2. 针对PACS影像文件数据，通过PACS软件实现服务器的双写，将PACS影象数据分别写入PACS存储系统和核心备存储系统，实现PACS影像数据的双备份，通过PACS软件实现存储的冗余备份，提高PACS影像数据的安全性3. 备份方式采用了EMC Networker备份软件实现D2D的备份方式，同时利旧原有的IBM DS4700存储系统，将DS4700存储系统作为数据备份存储设备，实现数据的集中备份保护；通过设定备份策略，比如每天晚上定时将HIS、EMR等数据库以及PACS数据库系统的数据备份到备份设备DS4700中，实现数据的定时备份；根据备份客户端的需求，EMC Networker备份软件分别配置相应客户端以及数据库备份代理，以及相应的磁盘备份许可，3 产品介绍3.1 Vplex虚拟化存储引擎EMC存储虚拟化VPlex解决方案用于在数据中心内、跨数据中心和在数据中心之间进行信息虚拟化、访问、共享和迁移它是世界上第一个同时提供本地联合和分布式联合的平台 本地联合提供站点内信息基础架构的透明协作分布式联合跨远距离扩展两个位置之间的访问能力VPLEX 是一个用于联合 EMC 和非 EMC 存储 的解决方案。

EMC VPLEX 引入了一种新的体系结构，它吸收了 EMC 在 20 多年设计、实施和完善企业级智能缓存和分布式数据保护解决方案实践中取得的丰富经验 以可扩展、高可用的处理器引擎为基础，EMC VPLEX 设计为可从小型配置无缝扩展到大型配置VPLEX 驻留在服务器和异构存储资产之间，使用独特的群集体系结构，该体系结构允许多个数据中心的服务器具有对共享块存储设备的读/写访问权限新体系结构的独特特征包括： • 横向扩展群集硬件，允许您从小配置开始并以可预知的服务级别逐步扩展 • 高级数据缓存，它利用大规模 SDRAM 缓存提高性能并减少 I/O 延迟和阵列争用 • 分布式缓存吻合性，可跨整个群集自动执行 I/O 的共享、平衡和故障切换 • 一个统一视图显示跨 VPLEX 群集的一个或多个 LUN（这些群集可以是在同一数据中心内相距几英尺，也可以是跨同步距离），从而实现新的高可用性和工作负载移置模式 VPLEX 系列包括两个产品：VPLEX Local 和 VPLEX Metro • VPLEX Local 支持本地联合,可跨异构阵列提供简化的管理和无中断数据移动 • VPLEX Metro 提供分布式联合能力，扩展了同步距离内两个位置间的访问能力。

VPLEX Metro 利用 AccessAnywhere 支持跨远距离共享、访问和移置单个数据拷贝提供同步距离内两个 VPLEX 群集之间的数据访问和移动 运行 EMC GeoSynchrony™ 操作系统的 EMC® VPLEX™ 系列产品为信息架构架构整合和云计算时代提供了非常广泛的新特性和功能下面将对三种应用场景进行具体分析:• 跨数据中心移动虚拟化的应用程序 • 实现跨阵列的不中断应用的数据迁移• 聚合数据中心并提供全天候 IT 服务 将VPlex应用于VMware虚拟化平台EMC VPLEX 可提供本地联合和分布式联合，这一能力允许单个站点内或跨两个不同地理位置的物理数据元素的透明协作，并允许 IT 管理员打破物理壁垒，扩展他们基于 VMware 的云解决方案图示如下:EMC存储虚拟。