超融合是什么 意思？为什么必须是软硬件一体

一、超融合是什么意思？

超融合是一种融合的、统一的 IT 基础架构，它包含了传统数据中心常见的元素: 计算、存储、网络以及管理工具。超融合基础架构解决方案是以软件为中心，结合 x86 或 ARM 架构的硬件替代传统架构中昂贵的专用硬件，解决了传统架构管理复杂、难以扩展等问题。

二、超融合的交付形式有哪些？

超融合方案的选择可以是一体机，也可以是软件。

超融合一体机：出厂时将超融合软件预装在经过验证的商用服务器硬件中，以软、硬件一体的形式交付给用户。

软件交付：由客户自行提供（新购或者利旧）符合超融合系统兼容性要求的商用服务器，超融合协助将软件部署到该服务器之上。

三、超融合选择纯软方案还是一体机，各有什么优势？

超融合一体机：简化硬件选择的流程，开箱即用；超融合厂家提供统一的软、硬件售后维护接口；根据一体机硬件的功能优化。

1) 简化了部署，加快了业务上线时间

以前企业在部署自己的IT系统时，往往需要采购不同的设备，安装调试过程比较长，甚至会影响业务的上线时间。有了超融合一体机，企业只需要购买一台这样的产品即可，安装和调试过程非常方便，大大简化了部署难度，加快了业务的上线时间。

2) 降低了运维难度和成本

以前公司有多少种不同的硬件设备，就需要多少个不同专业的技术人员，采用超融合一体机后，系统管理难度降低，一个技术人员就可以轻松搞定，降低了运维的难度和成本。

3) 提高了设备的可靠性和可用性

超融合一体机在设备故障方面要低很多，即使出现问题，解决起来也相对比较简单和快速，这就很好提高了它的可靠性和可用性。

软件交付：服务器品牌的选择自由度更高，配置更为灵活；可以利用现有的服务器硬件，降低成本。

结构层次

（一） 物理层次

从物理层次结构上，PACS可以分为4层：网络用户层、接入层、核

PACS应用层次结构示意图

PACS应用层次结构示意图

心层、资源提供层，自下而上构成一个"金字塔"结构。其中：网络用户层是网络中的众多的终端或工作站；接入层是指与网络用户层中的终端或工作站相连接，为这些终端或工作站进行网络互联的网络设备集合（如二级交换机、集线器等）；核心层是指将接入层网络设备汇集起来，形成全网互联的网络设备的集合，如（服务器、路由器、防火墙等）；资源提供层是指PACS网络中的众多的医疗器械终端，如（CT、US、DR等）。

（二） 应用层次

从应用层次结构上，PACS可以分为3层：MINI-PACS、科室

PACS应用层次结构示意图

PACS应用层次结构示意图

级PACS、全院级PACS，自内而外构成一个"内嵌型"结构。其中：MINI-PACS是指针对小型医疗院所或单一科室规划的系统，MINI-PACS系统也必须包含超声波、内窥镜等图文并茂的专业影像报告系统；科室级PACS是指针对中型医院所提出的科室架构，紧密整合院方已有的HIS/RIS系统 ，建立以患者为中心的科室影像中心；全院级PACS主要是针对大型医院所提出的全院性架构，完全实现全院影像科室数字化读片诊断工作流程、实现全院影像科室电子化管理。

工作流程

现有主流PACS厂商，在研发PACS系统之初，都遵从了以下标准流程。

PACS业务流程图

PACS业务流程图

（一） 检查信息登记输入

前台登记工作站录入患者基本信息及检查申请信息，也可通过检索HIS系统（如果存在HIS并与PACS/RIS融合）进行病人信息自动录入，并对病人进行分诊登记、复诊登记、申请单扫描、申请单打印、分诊安排等工作。

（二） WorkList服务

病人信息一经录入，其他工作站可直接从PACS系统主数据库中自动调用，无需重新手动录入；具有WorkList服务的医疗影像设备可直接由服务器提取相关病人基本信息列表，不具备WorkList功能影像设备通过医疗影像设备操作台输入病人信息资料或通过分诊台提取登记信息。

（三） 影像获取

对于标准 DICOM 设备，采集工作站可在检查完成后或检查过程中自动 ( 或手动 ) 将影像转发至PACS主服务器。

（四） 非DICOM转换

对于非DICOM设备，采集工作站可使用MiVideo DICOM网关收到登记信息后，在检查过程中进行影像采集，采集的影像自动（或由设备操作技师手动转发）转发至PACS主服务器。

（五） 图像调阅

患者在检查室完成影像检查后，医师可通过阅片室的网络进行影像调阅、浏览及处理，并可进行胶片打印输出后交付患者。

需要调阅影像时PACS系统自动按照后台设定路径从主服务器磁盘阵列或与之连接的前置服务器中调用。

在图像显示界面，医师一般可以进行一些测量长度、角度、面积等图像后处理，在主流PACS中，除了测量功能外，都会提供缩放、移动、镜像、反相、旋转、滤波、锐化、伪彩、播放、窗宽窗位调节等图像后处理功能。

（六） 报告编辑

患者完成影像检查后由专业人员对影像质量进行评审，并进行质量分析。完成质量评审控制后的影像，诊断医生可进行影像诊断报告编辑，并根据诊断医师权限，分别进行初诊报告、报告审核工作。在书写报告过程中，可使用诊断常用词语模版，以减少医生键盘输入工作量。诊断报告审核过程中可对修改内容进行修改痕迹保留、可获得临床诊断、详细病史、历史诊断等信息、可将报告存储为典型病例供其它类似诊断使用，供整个科室内学习提高使用。

审核完成的报告通过打印机进行输出后由医师签字后提交，同时诊断报告上传至主服务器存储备份。打印完成后的报告不能再进行修改，但可以只读方式调阅参考。

6架构数据

存储技术架构

PACS有别于HIS、LIS等其它医学信息系统的最重要一点就是：海量数据存储。合理设计PACS的数据存储结构，是成功建设PACS的关键。一个大型的医院拥有大批现代化的大型医疗影像设备，每天影像检查产生的数据量多达4个GB左右（未压缩的原始数据），一年数据总量多约(1200GB)。而随着医院的业务飞速发展和新的影像设备的引进，这一数据量还可能进一步增长。此外，如何提高在线数据随机存取的效率也是一个非常关键的问题。

基于这一原因，现有的PACS医疗影像信息系统提供商多采用分级存储（HSM）的策略，将PACS存储分成在线存储和离线存储两级结构。用两种不同性能的存储介质来分别完成高容量和高效率的要求，低速超大容量存储设备（离线存储服务器）用作永久存储；高速存储设备（SAN）用作在线数据存储，确保在线数据的极高效存取。对于2年以上的历史数据保存在离线存储设备里，在线存储设备仅保存最近三年的数据。

文件格式

DICOM文件是指按照DICOM标准而存储的医学文件。

DICOM文件由多个数据集组成。数据集表现了现实世界信息对象的相关属性，如病人姓名、性别、身高和体重等。数据集由数据元素组成，数据元素包含进行编 码的信息对象属性的值，并由数据元素标签（Tag）唯一标识。数据元素具有三种结构，其中两种具有类型表示VR（是否出现由传输语法决定），差别在于其长 度的表达方式，另外一种不包括类型表示。类型表示指明了该数据元素中的数据是哪种类型,它是一个长度为2的字符串,例如一个数据元素的VR为FL，表示该数据元素中存储的数据类型为浮点型。所有数据元素都包含标签、值长度和数据值体。

标签是一个16位无符号整数对,按顺序排列包括组号和元素号。数据集中的数据元素应按数据元素标签号的递增顺序组织，且在一个数据集中最多出现一次。

值长度是一个16或32位（取决于显式VR或隐式VR)无符号整数,表明了准确的数据值的长度,按字节数目（为偶数)记录。此长度不包含数据元素标签、VR、值长度字段。

数据值体表明了数据元素的值，其长度为偶数字节,该字段的数据类型是由数据元素的VR所明确定义。数据元素字段由三个公共字段和一个可选字段组成。

数据结构

以现广东市场上的主流SUPER PACS系统为例。

目前SUPER PACS系统数据库共有36个表，按用途分为：公用表、数字胶片室专用表、放射专用表、超声专用表、远程专用表。其中起到关键性作用的是Patient、Study、Series、Image四个主表。

Patient表用于存放病人的基本信息，应用范围涉及到SUPER PACS的所有子系统；Study表用于存放病人的检查信息，应用范围涉及到SUPER PACS的所有子系统；Series表用于图象序列表的生成，应用范围涉及到SUPERPACSR DICOM放射系统；Image表用于保存系统图象记录。

选型？还是转型？抑或运营？姑且认为你是在问传统架构转型超融合的准备与注意事项吧。

超融合架构相对传统架构具有高性能、部署维护简单、易扩展等一系列优点，在使用模式、部署模式和维护模式都有较大区别，是传统 IT 架构向新型 IT 架构的升级。所以在决定转向超融合的时候，需要全面考虑以下几点：

1. 现状和需求分析

如上所述，超融合架构对 IT 基础架构的改进是全面的，但用户应该首先梳理当前的主要痛点有哪些，从而在产品选择时，进行更有针对性的评估。

2. 超融合产品的选型

通过深入了解各厂商产品的优劣势，然后进行 POC 测试验证，结合预算等方面进行超融合产品的选定。

3. 虚拟化平台的选择

因为超融合可以支持多种虚拟化平台，所以需要结合医院现使用的虚拟化平台进行考虑，是否继续选用现使用的虚拟化，还是采用其他虚拟化平台，因为关系到未来业务系统迁移的复杂程度。

4. 资源规划

如果是传统架构淘汰，更换为新的超融合基础架构，需要统计现有资源的使用情况，来规划能够承载现有业务系统的资源，另外再加一部分预留资源，给予故障后承载。

如果是新建数据中心或者是新上业务系统采用超融合，那么可以计算和存储资源均衡的方式进行构建，未来资源不足的情况下，可以直接扩充。

5. 业务系统的迁移规划

比如一些要求的停机时间窗口较小的场景（如医院），需要提前进行各业务系统分析，选择最佳的迁移方式，进行测试模拟，规划出准确的停机时间，以及回退方案。

6. 整体方案规划

不论是先试点还是一次性全部替代，最好能够有一个整体规划，包括备份、双活、网络、安全等等方面，能够采用超融合基础架构逐步地去完成。

整体来说，由于超融合架构比较简单，而且使用标准的 x86 服务器和以太网交换机，所以切换是比较容易的，对团队的要求也比较低，不需要太多的准备条件。

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