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第一節(jié) 現(xiàn)狀和需求分析
名稱 PACS RIS B超 內(nèi)鏡 病理 體檢
操作系統(tǒng)
容量大小
數(shù)據(jù)庫(kù)類型
主機(jī)類型
是否有存儲(chǔ) 無(wú)
是否有備份 無(wú)
硬件平臺(tái)需求分析：
1、院方影像科會(huì)有多少臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器（PACS、RIS、B超，體檢，內(nèi)鏡等）？是單機(jī)還是雙機(jī)運(yùn)行？從業(yè)務(wù)連續(xù)性方面考慮，若其中某臺(tái)服務(wù)器因故障宕機(jī)，是否會(huì)造成該應(yīng)用的中斷，從而影響院方的正常工作流程？
2、數(shù)據(jù)是否分散？對(duì)于各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是否都需要集中存儲(chǔ)和管理？
3、影像工作站有多少臺(tái)？最大的并發(fā)訪問(wèn)量會(huì)有多大？每天采納標(biāo)準(zhǔn)壓縮算法壓縮后的圖像文件大概增量是多大？
需求目標(biāo)：1、建設(shè)全院級(jí)PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)（本期）。
2、考慮數(shù)據(jù)的備份、HIS系統(tǒng)與PACS系統(tǒng)的容災(zāi)（后期）。
第二節(jié) 影像存儲(chǔ)架構(gòu)分析
一、 PACS中的存儲(chǔ)
PACS(Picture Archiving Communication System)是近年來(lái)隨著數(shù)字成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來(lái)的，旨在全面解決醫(yī)學(xué)圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統(tǒng)。它與醫(yī)院信息系統(tǒng)其它部分的最顯著差異，就是其數(shù)據(jù)量的巨大。因此，如何存儲(chǔ)其海量數(shù)據(jù)是PACS規(guī)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，關(guān)系到PACS運(yùn)行的整體性能、容錯(cuò)能力和可伸縮性。在規(guī)劃PACS存儲(chǔ)方案時(shí)，要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件、數(shù)據(jù)流量和用戶分布情況，采用不同的存儲(chǔ)策略。
二、存儲(chǔ)架構(gòu)分析
FC-SAN與IP-SAN詳細(xì)技術(shù)比較
1) 連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較
在FC-SAN 中存在著其靈活的連接方式，可根據(jù)不通的應(yīng)用需求而選擇不同的連接拓?fù)洌渲饕B接方式有如下三種：
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)：首先各個(gè)組成設(shè)備通過(guò)登陸建立初始連接，然后即采用全帶寬進(jìn)行工作，其實(shí)際的鏈路利用率為每個(gè)終端的光纖通道控制器以及發(fā)送與接收數(shù)據(jù)可獲得緩沖區(qū)大小來(lái)決定。但其只適用于小規(guī)模存儲(chǔ)設(shè)備的方案，不具備共享功能。
仲裁環(huán)：允許兩臺(tái)以上的設(shè)備通過(guò)一個(gè)共享帶寬進(jìn)行通信與交流，在此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，任意一個(gè)進(jìn)程的創(chuàng)建者在發(fā)送一段報(bào)文之前，都將首先與傳輸介質(zhì)就如何存取信息達(dá)成協(xié)議，因此所有設(shè)備均能通過(guò)仲裁協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)通信介質(zhì)的有序訪問(wèn)。
全交換：通過(guò)鏈路層交換提供及時(shí)、多路的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。通過(guò)專用、高性能的光纖通道交換機(jī)進(jìn)行連接，同時(shí)可進(jìn)行多對(duì)設(shè)備之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，從而使整個(gè)系統(tǒng)的總帶寬隨設(shè)備的增多而相應(yīng)增大，在增多的同時(shí)絲毫不影響這個(gè)系統(tǒng)的性能。
在IP-SAN 中基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸與存取中，雖然在物理上可體現(xiàn)為總線或者星型連接，但其實(shí)質(zhì)為帶沖突檢測(cè)多路載波偵聽(tīng)（CSMA/CD）方式進(jìn)行廣播式數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩�拓?fù)�，因此隨著負(fù)載以及網(wǎng)絡(luò)中通信客戶端的增加，其實(shí)際效率會(huì)隨著相應(yīng)的降低。
2) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及傳輸介質(zhì)比較
FC-SAN：使用專用光纖通道設(shè)備
在鏈路中使用光纖介質(zhì)，不僅完全可以避免因傳輸過(guò)程中各種電磁干擾，而且可以有效達(dá)到遠(yuǎn)距離的I/O通道連接。在FC-SAN 中所使用的核心交換設(shè)備——光纖交換機(jī)均帶具有高可靠性及高性能的ASIC芯片設(shè)計(jì)，使整個(gè)處理過(guò)程完全基于硬件級(jí)別的高效處理。同樣在連接至主機(jī)的HBA設(shè)計(jì)中，絕大多數(shù)操作獨(dú)立處理，完全不耗費(fèi)主機(jī)處理資源。
IP-SAN：使用通用的IP網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備
在傳輸介質(zhì)中使用銅纜、雙絞線、光纖等介質(zhì)進(jìn)行信號(hào)的傳輸，但在普通的廉價(jià)介質(zhì)存在信號(hào)衰減嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而使用光纖也同樣需要特有的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備等。在IP網(wǎng)絡(luò)中，可借助IP路由器進(jìn)行傳輸，但根據(jù)其距離遠(yuǎn)近，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的傳輸延遲。核心層使用各種性能的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，受傳輸協(xié)議本身的限制，其實(shí)際處理效率不高。在主機(jī)端通常使用廉價(jià)的各種速率的網(wǎng)卡，存在大量耗費(fèi)主機(jī)的應(yīng)用處理資源問(wèn)題。
總之，在進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的信息存儲(chǔ)傳輸與處理中，光纖通道性能有著網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)階段無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
3) 存儲(chǔ)能夠響應(yīng)的并發(fā)操作能力比較
從應(yīng)用上來(lái)說(shuō)，相對(duì)于IP-SAN，F(xiàn)C-SAN可以承接更多的并發(fā)訪問(wèn)用戶數(shù)。當(dāng)并發(fā)訪問(wèn)Storage的用戶數(shù)不多的情況時(shí)，F(xiàn)C-SAN對(duì)比IP-SAN二者性能相差無(wú)幾。但一旦當(dāng)外接用戶數(shù)呈大規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí)，F(xiàn)C-SAN就顯示出其在穩(wěn)定、安全、以及高性能傳輸率等方面的優(yōu)勢(shì)，不會(huì)像IP-SAN由于自身傳輸帶寬的瓶頸而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的被拖垮。面對(duì)大規(guī)模并發(fā)訪問(wèn)，無(wú)論是從外接用戶數(shù)規(guī)模來(lái)說(shuō)還是從傳輸性能和穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，F(xiàn)C-SAN都有著IP-SAN不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
4) 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)中設(shè)備穩(wěn)定性比較
FC-SAN 由于使用高效的光纖通道協(xié)議，因此大部分功能都基于硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如后端存儲(chǔ)子系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬通過(guò)帶有高性能處理器的專用RAID 控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，中間的數(shù)據(jù)交換層通過(guò)專用的高性能ASIC來(lái)進(jìn)行基于硬件級(jí)的交換處理，在主機(jī)端通過(guò)帶有ASIC 芯片的專用HBA 來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理。因此在大量減少主機(jī)處理開(kāi)銷的同時(shí)，也大大提高了整個(gè)FC-SAN的穩(wěn)定性。
IP-SAN 使用通用的IP 協(xié)議，而所有的協(xié)議轉(zhuǎn)換及處理時(shí)，絕大部分依賴于軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而軟件的不穩(wěn)定性因素也隨軟件的復(fù)雜度的增加而呈指數(shù)級(jí)增加，從而在大型的網(wǎng)絡(luò)中，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會(huì)隨之降低。
5) 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)的可擴(kuò)展性比較
在全交換（FC-SW Fibre Channel switch fabric）的FC-SAN 中，各通信終端通過(guò)FC端口登陸后來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與處理，而每個(gè)端口會(huì)提供專用的24位的FC端口地址（WWN）來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，根據(jù)其地址分配策略，在FC-SW中FC-SAN實(shí)際可用的地址值達(dá)到1550 萬(wàn)，因此在實(shí)際的企業(yè)級(jí)應(yīng)用中，完全可以滿足任何規(guī)模的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建立。
同時(shí)在FC 網(wǎng)絡(luò)中，由于所有的介質(zhì)均選用光媒質(zhì)來(lái)進(jìn)行傳輸，所以其設(shè)備均具有熱插拔的能力，因此不管在已有的或者新建立的FC-SAN 網(wǎng)絡(luò)里可在線完全非中斷應(yīng)用的情況下對(duì)現(xiàn)有的FC-SAN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，如增加新的服務(wù)器、增加新的存儲(chǔ)空間等等，并且完全不影響已有系統(tǒng)的性能。
在IP-SAN中，由于借助原有的IP網(wǎng)絡(luò)，因此在其網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)湟餐瑯泳哂泻玫目蓴U(kuò)展性。但在使用IP 存儲(chǔ)時(shí)，由于通常使用了專有的存儲(chǔ)虛擬軟件，所有的存儲(chǔ)分配與虛擬均通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在進(jìn)行存儲(chǔ)的擴(kuò)展時(shí)，很大程度取決于存儲(chǔ)虛擬軟件的設(shè)計(jì)性能以及架構(gòu)等等。
6) 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)的可靠性比較
FC-SAN的設(shè)計(jì)初衷是基于企業(yè)級(jí)的核心數(shù)據(jù)以及應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，因此在其興起、發(fā)展直至成熟，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性均有著很高的要求。在整個(gè)系統(tǒng)中，除了本身系統(tǒng)即基于高靠的環(huán)境中外，所有設(shè)備均采用高可靠性的硬件及芯片來(lái)設(shè)計(jì)，并且系統(tǒng)的核心部件以及相關(guān)的所有鏈路等均可采用熱插拔雙冗余的設(shè)計(jì)，如存儲(chǔ)子系統(tǒng)的冗余控制器、冗余電源等；鏈路可采用多路徑冗余或者負(fù)載均衡等等。另大部分設(shè)計(jì)是基于硬件的，所以方便使用高可靠、高性能的嵌入式系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。
IP-SAN 本身即基于不可靠的IP 網(wǎng)絡(luò)，因此其可靠性必須在已有的軟件中增加其可靠性的設(shè)計(jì)，如增加冗余的功能、提供HA 模式等等。因?yàn)槭腔谲浖O(shè)計(jì)的，因此在功能上會(huì)有所豐富的表現(xiàn)，但其可靠性也同樣是基于軟件的復(fù)雜度的增加而降低，同時(shí)也可能會(huì)引起性能下降的副作用。
掃碼立享400積分
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