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)庫類型
主機類型
是否有存儲 無
是否有備份 無
硬件平臺需求分析：
1、院方影像科會有多少臺應(yīng)用服務(wù)器（PACS、RIS、B超，體檢，內(nèi)鏡等）？是單機還是雙機運行？從業(yè)務(wù)連續(xù)性方面考慮，若其中某臺服務(wù)器因故障宕機，是否會造成該應(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？對于各個應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是否都需要集中存儲和管理？
3、影像工作站有多少臺？最大的并發(fā)訪問量會有多大？每天采納標準壓縮算法壓縮后的圖像文件大概增量是多大？
需求目標：1、建設(shè)全院級PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲平臺（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) 影像存儲架構(gòu)分析
一、 PACS中的存儲
PACS(Picture Archiving Communication System)是近年來隨著數(shù)字成像技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步而迅速發(fā)展起來的，旨在全面解決醫(yī)學圖像的獲取、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，如何存儲其海量數(shù)據(jù)是PACS規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵，關(guān)系到PACS運行的整體性能、容錯能力和可伸縮性。在規(guī)劃PACS存儲方案時，要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件、數(shù)據(jù)流量和用戶分布情況，采用不同的存儲策略。
二、存儲架構(gòu)分析
FC-SAN與IP-SAN詳細技術(shù)比較
1) 連接拓撲結(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撲，其主要連接方式有如下三種：
點對點：首先各個組成設(shè)備通過登陸建立初始連接，然后即采用全帶寬進行工作，其實際的鏈路利用率為每個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)大小來決定。但其只適用于小規(guī)模存儲設(shè)備的方案，不具備共享功能。
仲裁環(huán)：允許兩臺以上的設(shè)備通過一個共享帶寬進行通信與交流，在此拓撲結(jié)構(gòu)中，任意一個進程的創(chuàng)建者在發(fā)送一段報文之前，都將首先與傳輸介質(zhì)就如何存取信息達成協(xié)議，因此所有設(shè)備均能通過仲裁協(xié)議實現(xiàn)對通信介質(zhì)的有序訪問。
全交換：通過鏈路層交換提供及時、多路的點對點的連接。通過專用、高性能的光纖通道交換機進行連接，同時可進行多對設(shè)備之間點對點的通信，從而使整個系統(tǒng)的總帶寬隨設(shè)備的增多而相應(yīng)增大，在增多的同時絲毫不影響這個系統(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，但其實質(zhì)為帶沖突檢測多路載波偵聽（CSMA/CD）方式進行廣播式數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩�拓撲，因此隨著負載以及網(wǎng)絡(luò)中通信客戶端的增加，其實際效率會隨著相應(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程中各種電磁干擾，而且可以有效達到遠距離的I/O通道連接。在FC-SAN 中所使用的核心交換設(shè)備——光纖交換機均帶具有高可靠性及高性能的ASIC芯片設(shè)計，使整個處理過程完全基于硬件級別的高效處理。同樣在連接至主機的HBA設(shè)計中，絕大多數(shù)操作獨立處理，完全不耗費主機處理資源。
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)進行信號的傳輸，但在普通的廉價介質(zhì)存在信號衰減嚴重等缺點，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路由器進行傳輸，但根據(jù)其距離遠近，會產(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，受傳輸協(xié)議本身的限制，其實際處理效率不高。在主機端通常使用廉價的各種速率的網(wǎng)卡，存在大量耗費主機的應(yīng)用處理資源問題。
總之，在進行大數(shù)據(jù)量的信息存儲傳輸與處理中，光纖通道性能有著網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)階段無法比擬的優(yōu)勢。
3) 存儲能夠響應(yīng)的并發(fā)操作能力比較
從應(yīng)用上來說，相對于IP-SAN，F(xiàn)C-SAN可以承接更多的并發(fā)訪問用戶數(shù)。當并發(fā)訪問Storage的用戶數(shù)不多的情況時，F(xiàn)C-SAN對比IP-SAN二者性能相差無幾。但一旦當外接用戶數(shù)呈大規(guī)模增長趨勢時，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，不會像IP-SAN由于自身傳輸帶寬的瓶頸而導致整個系統(tǒng)的被拖垮。面對大規(guī)模并發(fā)訪問，無論是從外接用戶數(shù)規(guī)模來說還是從傳輸性能和穩(wěn)定性來說，F(xiàn)C-SAN都有著IP-SAN不可比擬的優(yōu)勢。
4) 存儲區(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實現(xiàn)的，如后端存儲子系統(tǒng)的存儲虛擬通過帶有高性能處理器的專用RAID 控制器來實現(xiàn)，中間的數(shù)據(jù)交換層通過專用的高性能ASIC來進行基于硬件級的交換處理，在主機端通過帶有ASIC 芯片的專用HBA 來進行數(shù)據(jù)信息的處理。因此在大量減少主機處理開銷的同時，也大大提高了整個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，絕大部分依賴于軟件來實現(xiàn)，而軟件的不穩(wěn)定性因素也隨軟件的復雜度的增加而呈指數(shù)級增加，從而在大型的網(wǎng)絡(luò)中，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會隨之降低。
5) 存儲區(qū)域網(wǎng)的可擴展性比較
在全交換（FC-SW Fibre Channel switch fabric）的FC-SAN 中，各通信終端通過FC端口登陸后來進行數(shù)據(jù)的傳輸與處理，而每個端口會提供專用的24位的FC端口地址（WWN）來進行數(shù)據(jù)通信，根據(jù)其地址分配策略，在FC-SW中FC-SAN實際可用的地址值達到1550 萬，因此在實際的企業(yè)級應(yīng)用中，完全可以滿足任何規(guī)模的存儲網(wǎng)絡(luò)的建立。
同時在FC 網(wǎng)絡(luò)中，由于所有的介質(zhì)均選用光媒質(zhì)來進行傳輸，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)用的情況下對現(xiàn)有的FC-SAN 網(wǎng)絡(luò)進行擴展，如增加新的服務(wù)器、增加新的存儲空間等等，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)連接拓撲也同樣具有好的可擴展性。但在使用IP 存儲時，由于通常使用了專有的存儲虛擬軟件，所有的存儲分配與虛擬均通過軟件來實現(xiàn)，所以在進行存儲的擴展時，很大程度取決于存儲虛擬軟件的設(shè)計性能以及架構(gòu)等等。
6) 存儲區(qū)域網(wǎng)的可靠性比較
FC-SAN的設(shè)計初衷是基于企業(yè)級的核心數(shù)據(jù)以及應(yīng)用而設(shè)計的，因此在其興起、發(fā)展直至成熟，對整個系統(tǒng)的可靠性均有著很高的要求。在整個系統(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設(shè)計，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，如存儲子系統(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載均衡等等。另大部分設(shè)計是基于硬件的，所以方便使用高可靠、高性能的嵌入式系統(tǒng)來進行數(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，如增加冗余的功能、提供HA 模式等等。因為是基于軟件設(shè)計的，因此在功能上會有所豐富的表現(xiàn)，但其可靠性也同樣是基于軟件的復雜度的增加而降低，同時也可能會引起性能下降的副作用。
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