医疗行业云存储架构解决方案
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• 业务需求：每一两年就需要进行一次存储扩容，投资巨大，扩容 实施难度大。
• 实现目标：实现海量历史影像数据存储与管理。
医疗行业云存储需求分析
3、医院业务特点
要求数据处理时间——快！ 要求数据存储空间——大！
➢ 医院存储的数据80%到85%的数据来自影像数据 ➢ 一次心血管CT检查的数据>2GB/次 ➢ 影像数据要中长期保存15-30年 ➢ 三甲医院每年新影像数据量增加近100TB/年
结构化数据存储
非架构化数据存储
存储备份
磁带库
SAS存储
NAS存储
NL SATA存储
医疗行业云存储架构设计
2、传统存储架构面临挑战
非结构化数据以每年60%—80%的速率增长，
从而可扩展性变成了最迫切的需求！
120 传统存储在面对非结构化数据的挑战：
* Exabytes
➢ 并非为非结构化内容设计或优化
推
广
在
线
医
疗
国务院关于积极推进 “互联网+”行动的
卫 生 新
指导意见。
模
国发 〔2015〕40号
式
•推动跨医院的医疗数据共享 •积极利用移动互联网提供便捷就 医服务 •引导医疗机构跨地区开展远程医 疗服务
重优 构化 医医 疗疗 服资 务源 生配 态置
2、医疗行业业务需求
分级诊疗服务
• 事实信息：重点医院床位紧张，而基层附属医院床位闲置，导致 医疗资源分布不均和浪费。
• 业务需求：需要大力推进医改工作，加强分级诊疗，建立双向转 诊制度，医疗资源合理布局，大幅提高基层医疗水平。打破信息 孤岛，共享医疗资源。
• 实现目标：建立共享数据资源，实现远程专家影像阅片及会诊， 提高诊断质量。
提高医院非结构化数据存储能力
• 事实信息：医院数据量的80%以上都是非结构化数据，PACS系统 产生的医疗影像数据在飞速增长。
提纲
医疗行业云存储需求分析
医疗行业云存储解决方案
医疗行业云存储架构及优势分析
1、传统存储架构
CT
MRI
DR
……..
标准DICOM接口设备
IP
HIS服务器
超声
内镜
DR
……..
非标准DICOM接口设备
影像采集DICOM重建
PACS服务器
医疗行业云存储架构设计
医生工作站
其他业务服务器
FC/IP SAN
医疗行业云存储架构 解决方案
PART 1
提纲
医疗行业云存储需求分析
医疗行业云存储解决方案
医疗行业云存储架构及优势分析
1、国家政策驱动
医疗行业云存储需求分析
“互联网+医疗健康”，通过改变健康管理方式、重构就医方式、改善就医体验、 重构购药方式、重构医患生态，提高医疗服务效率，降低医疗服务成本，从根本上 解决“看病难、看病贵”等问题。
对象(Object)
– 包含了文件数据以及相关的属性信息，可以进行 自我管理
基本存储单元
– 名字空间：对象ID – 数据 – 元数据
• 元数据类似于inode，描述了对象在磁盘 上的块分布
– 属性
• 根据需要而定义
传统块存储和对象存储
对象存储（Object-Based Storage, OBS)综合了NAS和SAN的优点，同时具有 SAN的高速直接访问和NAS的数据共享等优势。可以实现对象具有高性能、高可靠性、 跨平台以及安全的数据共享的存储体系，是块和文件之外的存储形式。
医疗行业云存储架构设计
3、传统存储架构分析（非结构化数据NAS存储系统）
NAS Filer 1
NAS Filer 2
NAS Filer 3
NAS Filer 4
传统方案存在容量和性能的瓶颈！
面临数据临界点
– 年增长率达 60%以上 – TB向PB级的扩展 – 传统NAS容量扩展有限
单机头NAS的性能瓶颈
– 集群NAS
不断增加NAS机头，TCO增加
– 无法灵活扩展 – 需要副本容灾
数据分布在多个NAS机头上
– 存储孤岛 – 管理困难
医疗行业云存储架构设计
4、传统存储架构分析（结构化数据SAN存储系统）
数据集中平台建设
1、无法异构存储资源实现数据集中 2、需要解决数据集中后的性能问题 3、医院存储系统需要更低TCO，更高ROI
传统SAN存储
医院核心业务系统
1、医院早高峰期需要解决数据库性能问题 2、数据索引、仓库类业务需要高性能 3、速度慢，用户体验差，患者满意度低
医院私有云建设
1、无法满足私有云混合工作负载能力 2、无法保证个别业务的I/O优先处理能力 3、无法实现软件定义存储资源的能力
医疗行业云存储架构设计
5、解决海量非结构化数据存储问题——对象存储
医疗行业云存储需求分析
门诊业务集中在早高峰 10：00—13：00门诊业务量大 11：00—12：00业务量最大化 HIS系统压力大，需要快速处理
医院IT系统需要应对高峰期的 业务变化！ 高峰期需要提高存储系统I/O性 能！
4、医院云存储需求
医疗行业云存储需求分析
在国家互联网+医疗健康战 略下医院云存储需求分析
公有云存储
影像科医生：
➢需要快速查看患者影像 ➢需要丰富的影像处理功能 ➢需要有效的区域协作 ➢需要远程影像应用
私有云存储
临床医生：
➢需要患者的全部影像数据 ➢需要针对临床的影像功能 ➢需要移动查房时看影像 ➢希望增强医患沟通
患者：
➢需要减少重复影像检查 ➢少花钱、看好病
5、医院云存储系统痛点总结
海量非结构化数据
• 对象大小增加 1000 倍 – 视频/图像/音频 – 物联网/社交媒体
• 不断增加的大型存储 – 年增长率达 40-60% – PB 级以上
• 传统存储成本效益相对较 低 – 架构无法扩展 – 复制驱动器 $$$$
对象存储适用区域
医疗行业云存储架构设计
6、解决海量非结构化数据存储问题——对象存储
100
➢ 成本过高
➢ 并非PB级的可扩展
80 ➢ 不支持永远在线
➢ 专有的一体机设备
60
40
20
就 对于数
诊 据处理
人 系统的
非结构化数据
数 逐
性能要 求在逐 年增加
年
增
加
结构化数据
0 2009
2010
2011
2012
2013
2014
ห้องสมุดไป่ตู้
2015
2016
2017
*1 exabyte = 1,000 petabytes =1 million terabytes = 1 billion gigabytes Source: IDC
医疗行业云存储需求分析
医院云存储需要存储结构化（占比20%）和大量非结构化数据（占比80%）
业务高峰期患者诊疗等待时间长，医患沟通效果差，服务效率低
需要实现医疗资源数据共享，建设存储资源池，实现分级诊疗
非结构化数据存储容量需求逐年增加，但是性能提升困难
医院数据量越来越庞多，数据管理难度加大
PART 2
• 实现目标：实现海量历史影像数据存储与管理。
医疗行业云存储需求分析
3、医院业务特点
要求数据处理时间——快！ 要求数据存储空间——大！
➢ 医院存储的数据80%到85%的数据来自影像数据 ➢ 一次心血管CT检查的数据>2GB/次 ➢ 影像数据要中长期保存15-30年 ➢ 三甲医院每年新影像数据量增加近100TB/年
结构化数据存储
非架构化数据存储
存储备份
磁带库
SAS存储
NAS存储
NL SATA存储
医疗行业云存储架构设计
2、传统存储架构面临挑战
非结构化数据以每年60%—80%的速率增长，
从而可扩展性变成了最迫切的需求！
120 传统存储在面对非结构化数据的挑战：
* Exabytes
➢ 并非为非结构化内容设计或优化
推
广
在
线
医
疗
国务院关于积极推进 “互联网+”行动的
卫 生 新
指导意见。
模
国发 〔2015〕40号
式
•推动跨医院的医疗数据共享 •积极利用移动互联网提供便捷就 医服务 •引导医疗机构跨地区开展远程医 疗服务
重优 构化 医医 疗疗 服资 务源 生配 态置
2、医疗行业业务需求
分级诊疗服务
• 事实信息：重点医院床位紧张，而基层附属医院床位闲置，导致 医疗资源分布不均和浪费。
• 业务需求：需要大力推进医改工作，加强分级诊疗，建立双向转 诊制度，医疗资源合理布局，大幅提高基层医疗水平。打破信息 孤岛，共享医疗资源。
• 实现目标：建立共享数据资源，实现远程专家影像阅片及会诊， 提高诊断质量。
提高医院非结构化数据存储能力
• 事实信息：医院数据量的80%以上都是非结构化数据，PACS系统 产生的医疗影像数据在飞速增长。
提纲
医疗行业云存储需求分析
医疗行业云存储解决方案
医疗行业云存储架构及优势分析
1、传统存储架构
CT
MRI
DR
……..
标准DICOM接口设备
IP
HIS服务器
超声
内镜
DR
……..
非标准DICOM接口设备
影像采集DICOM重建
PACS服务器
医疗行业云存储架构设计
医生工作站
其他业务服务器
FC/IP SAN
医疗行业云存储架构 解决方案
PART 1
提纲
医疗行业云存储需求分析
医疗行业云存储解决方案
医疗行业云存储架构及优势分析
1、国家政策驱动
医疗行业云存储需求分析
“互联网+医疗健康”，通过改变健康管理方式、重构就医方式、改善就医体验、 重构购药方式、重构医患生态，提高医疗服务效率，降低医疗服务成本，从根本上 解决“看病难、看病贵”等问题。
对象(Object)
– 包含了文件数据以及相关的属性信息，可以进行 自我管理
基本存储单元
– 名字空间：对象ID – 数据 – 元数据
• 元数据类似于inode，描述了对象在磁盘 上的块分布
– 属性
• 根据需要而定义
传统块存储和对象存储
对象存储（Object-Based Storage, OBS)综合了NAS和SAN的优点，同时具有 SAN的高速直接访问和NAS的数据共享等优势。可以实现对象具有高性能、高可靠性、 跨平台以及安全的数据共享的存储体系，是块和文件之外的存储形式。
医疗行业云存储架构设计
3、传统存储架构分析（非结构化数据NAS存储系统）
NAS Filer 1
NAS Filer 2
NAS Filer 3
NAS Filer 4
传统方案存在容量和性能的瓶颈！
面临数据临界点
– 年增长率达 60%以上 – TB向PB级的扩展 – 传统NAS容量扩展有限
单机头NAS的性能瓶颈
– 集群NAS
不断增加NAS机头，TCO增加
– 无法灵活扩展 – 需要副本容灾
数据分布在多个NAS机头上
– 存储孤岛 – 管理困难
医疗行业云存储架构设计
4、传统存储架构分析（结构化数据SAN存储系统）
数据集中平台建设
1、无法异构存储资源实现数据集中 2、需要解决数据集中后的性能问题 3、医院存储系统需要更低TCO，更高ROI
传统SAN存储
医院核心业务系统
1、医院早高峰期需要解决数据库性能问题 2、数据索引、仓库类业务需要高性能 3、速度慢，用户体验差，患者满意度低
医院私有云建设
1、无法满足私有云混合工作负载能力 2、无法保证个别业务的I/O优先处理能力 3、无法实现软件定义存储资源的能力
医疗行业云存储架构设计
5、解决海量非结构化数据存储问题——对象存储
医疗行业云存储需求分析
门诊业务集中在早高峰 10：00—13：00门诊业务量大 11：00—12：00业务量最大化 HIS系统压力大，需要快速处理
医院IT系统需要应对高峰期的 业务变化！ 高峰期需要提高存储系统I/O性 能！
4、医院云存储需求
医疗行业云存储需求分析
在国家互联网+医疗健康战 略下医院云存储需求分析
公有云存储
影像科医生：
➢需要快速查看患者影像 ➢需要丰富的影像处理功能 ➢需要有效的区域协作 ➢需要远程影像应用
私有云存储
临床医生：
➢需要患者的全部影像数据 ➢需要针对临床的影像功能 ➢需要移动查房时看影像 ➢希望增强医患沟通
患者：
➢需要减少重复影像检查 ➢少花钱、看好病
5、医院云存储系统痛点总结
海量非结构化数据
• 对象大小增加 1000 倍 – 视频/图像/音频 – 物联网/社交媒体
• 不断增加的大型存储 – 年增长率达 40-60% – PB 级以上
• 传统存储成本效益相对较 低 – 架构无法扩展 – 复制驱动器 $$$$
对象存储适用区域
医疗行业云存储架构设计
6、解决海量非结构化数据存储问题——对象存储
100
➢ 成本过高
➢ 并非PB级的可扩展
80 ➢ 不支持永远在线
➢ 专有的一体机设备
60
40
20
就 对于数
诊 据处理
人 系统的
非结构化数据
数 逐
性能要 求在逐 年增加
年
增
加
结构化数据
0 2009
2010
2011
2012
2013
2014
ห้องสมุดไป่ตู้
2015
2016
2017
*1 exabyte = 1,000 petabytes =1 million terabytes = 1 billion gigabytes Source: IDC
医疗行业云存储需求分析
医院云存储需要存储结构化（占比20%）和大量非结构化数据（占比80%）
业务高峰期患者诊疗等待时间长，医患沟通效果差，服务效率低
需要实现医疗资源数据共享，建设存储资源池，实现分级诊疗
非结构化数据存储容量需求逐年增加，但是性能提升困难
医院数据量越来越庞多，数据管理难度加大
PART 2