第1章信息存儲與管理的介紹.ppt

1、信息存儲與管理,衛(wèi)生信息管理系,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,教材：,教材： 信息存儲與管理 數(shù)字信息的存儲、管理和保護(hù) G.Somasundaram Alok Shrivastava著 人民郵電出版社 2010年5月第1版 ISBN:978-7-115-22624-2,南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校衛(wèi)生管理系,課 程 框 架,信息存儲與管理,第1部分 存 儲 系 統(tǒng),第2部分 存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬化,第3部分 業(yè)務(wù)連續(xù)性,第4部分 存儲安全與管理,1 信息存儲與管 理介紹 2 存儲系統(tǒng)環(huán)境 3 數(shù)據(jù)保護(hù)： RAID 4 智能存儲系統(tǒng),5 直連存儲和SCSI 6 SAN互聯(lián)機制 7 網(wǎng)絡(luò)連接存儲 8 I

2、P SAN 9 內(nèi)容尋址存儲 10 存儲虛擬化,11 業(yè)務(wù)連續(xù)性 概述 12 備份和恢復(fù) 13 本地復(fù)制 14 遠(yuǎn)程復(fù)制,15 確保存儲基礎(chǔ) 設(shè)施安全 管理存儲基礎(chǔ) 設(shè)施,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,第1章 信息存儲與管理介紹,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,信息存儲與管理介紹,信息在日常生活中變得越來越重要。 越來越多的信息由個人產(chǎn)生。 當(dāng)個人產(chǎn)生的信息被其他人共享時，信息就會增值。 信息產(chǎn)生時，通常存儲在本地設(shè)備上；共享時，則需要通過網(wǎng)絡(luò)上傳。 商業(yè)世界信息的重要性、依賴性及數(shù)據(jù)量保持著驚人的增長速度。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1 信息存儲,數(shù)據(jù) 信息 數(shù)據(jù)類型 存儲,南陽

3、醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)據(jù)是原始事實的集合，從中可以得出一些結(jié)論。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：可以用計算機生成并存儲為0和1的字串,1.1.1 數(shù)據(jù),南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1.1 數(shù)據(jù),南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)據(jù)創(chuàng)建,數(shù)據(jù)正以不斷增長的速度創(chuàng)建 創(chuàng)建/生成的數(shù)據(jù)以每年超過 50% 的速度增加 以更易于訪問的方式、更長時間地存儲數(shù)據(jù)的需求也與日俱增 信息技術(shù) (IT) 預(yù)算隨之增長 IT 預(yù)算通常必須考慮服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲、人員等方面的開支 為滿足數(shù)據(jù)存儲需要，存儲方面的 IT 開支已相應(yīng)增加 據(jù)估計，約 40% 的 IT 開支是數(shù)據(jù)存儲方面的支出,南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校衛(wèi)生管理系,

4、鑒于當(dāng)前數(shù)據(jù)不斷增長的趨勢以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲和管理需要，對于既了解數(shù)據(jù)存儲又洞悉企業(yè)數(shù)據(jù)價值的人員的需求呈不斷增長態(tài)勢。此角色尚沒有明確的定義，我們姑且稱之為“存儲技術(shù)人員”。研究一下誰在創(chuàng)建數(shù)據(jù)、創(chuàng)建了什么類型的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)何時成為信息將大有裨益。,數(shù)據(jù)創(chuàng)建,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)據(jù)創(chuàng)建：個人,哪些數(shù)據(jù)是由個人創(chuàng)建的 包括： 照片 文檔 電子表格 視頻 個人會不斷創(chuàng)建圖片、文本文檔、電子表格等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)需要存儲很長時間。另外，部分?jǐn)?shù)據(jù)或全部數(shù)據(jù)還必須立等可用。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)據(jù)存儲在哪兒 可以存儲在： 相機 MP3 播放器 電腦的硬盤驅(qū)動器 CDROM/D

5、VD USB 驅(qū)動器 個人生成的數(shù)據(jù)存儲在各種介質(zhì)上，如幻燈片中列出的那些介質(zhì)。管理分布在多種不同介質(zhì)上的數(shù)據(jù)可能會相當(dāng)困難。,數(shù)據(jù)創(chuàng)建：個人,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,哪些數(shù)據(jù)是由企業(yè)創(chuàng)建的 企業(yè)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包括： 產(chǎn)品數(shù)據(jù)：庫存、說明、定價、可用性、銷售數(shù)字和預(yù)測 客戶數(shù)據(jù)：訂單、貨運詳細(xì)信息 帳戶數(shù)據(jù)：銀行、金融服務(wù)行業(yè) 醫(yī)療數(shù)據(jù)：醫(yī)療保健提供商、保險行業(yè)、醫(yī)院 企業(yè)會生成并維護(hù)大量數(shù)據(jù)，其中可能包括客戶名稱、合作伙伴、庫存以及產(chǎn)品和服務(wù)的定價。例如，銀行必須準(zhǔn)確并安全地維護(hù)數(shù)百萬客戶的帳戶信息。在當(dāng)前 24 小時營業(yè)的時代，這些信息必須可供客戶“根據(jù)需要”（全天候）訪問。,數(shù)據(jù)創(chuàng)建

6、：企業(yè),南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)據(jù)存儲在哪兒 企業(yè)數(shù)據(jù)可存儲在： 員工工作站 服務(wù)器 磁盤陣列 磁帶 CDROM/DVD 脫機庫 企業(yè)數(shù)據(jù)的存儲位置取決于企業(yè)的規(guī)模以及數(shù)據(jù)的類型和價值。它可能位于各個工作站、筆記本電腦或集中式磁盤陣列上。,數(shù)據(jù)創(chuàng)建：企業(yè),南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1.2 數(shù)據(jù)類型,數(shù)據(jù)可以是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也可以是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)按行和列這種嚴(yán)格的格式組織，通常用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)存儲。 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通常存儲為不同類型的文件（*.doc、*.txt、*.pdf、*.xml 等）。這些文件需要完善的內(nèi)容管理系統(tǒng)才能通過某種方式進(jìn)行組織。 數(shù)據(jù)可以是簡單的文

7、件集合，也可以組織為數(shù)據(jù)庫，較常用的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)相比，在搜索和檢索非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給最終用戶時可能需要做更多的工作。企業(yè)生成的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的形式有電子郵件附件、表格、市場營銷材料、網(wǎng)頁等。目前估計超過 80% 的企業(yè)信息都是非結(jié)構(gòu)化信息。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1.2 數(shù)據(jù)類型,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1.3 大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)量超出了常規(guī)軟件工具在可接受的時間內(nèi)的抓取、存儲、管理和處理能力。它既包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。 大數(shù)據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)： 1、設(shè)備 2、數(shù)據(jù)收集器 3、數(shù)據(jù)聚合工具 4、數(shù)據(jù)用戶和買家,南陽醫(yī)學(xué)高等?？?/p>

8、學(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1.4 信息,信息是從數(shù)據(jù)中提取出來的智慧和知識，是數(shù)據(jù)對企業(yè)的價值。 企業(yè)根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建信息。數(shù)據(jù)挖掘是一項饒有興趣的事情，可幫助分析數(shù)據(jù)以識別并提取有意義的模式和趨勢。例如，可以從收集到的顧客購買家居用品的相關(guān)數(shù)據(jù)來提取他們喜愛的產(chǎn)品、品牌等相關(guān)信息。 信息舉例： 客戶的購買習(xí)慣和模式 患者的健康檔案 信用卡的使用地點,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,信息對企業(yè)的價值,發(fā)現(xiàn)新的商機 購買/消費模式：網(wǎng)上商店、零售店、超市 客戶滿意度/服務(wù)：跟蹤貨運和交付 找出會導(dǎo)致現(xiàn)有業(yè)務(wù)發(fā)生更改的模式 降低成本：即時庫存，可避免產(chǎn)品積壓，優(yōu)化貨運和交付 新型服務(wù)：對使用“被盜”

9、信用卡購物發(fā)出安全警報 有針對性的市場營銷活動：向具有高支票帳戶余額的銀行客戶宣傳特殊儲蓄計劃 創(chuàng)造競爭優(yōu)勢,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,個人數(shù)據(jù)對企業(yè)的價值,個人創(chuàng)建的哪些數(shù)據(jù)可能對企業(yè)有價值 個人數(shù)據(jù)對企業(yè)所體現(xiàn)的價值示例包括： 在線職位搜索服務(wù) 在線照片存儲和共享服務(wù),南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.1.5 存 儲,在一個計算環(huán)境下，用來存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為存儲設(shè)備。 存儲設(shè)備的類型取決于數(shù)據(jù)類型以及數(shù)據(jù)創(chuàng)建和使用的頻率。 個人存儲實例：優(yōu)盤、手機或相機的內(nèi)存、DVD、光盤、硬盤等 商業(yè)存儲實例：內(nèi)部硬盤、外部磁盤陣列、磁帶等,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.2 存儲技術(shù)和架構(gòu)

10、的發(fā)展,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)據(jù)存儲模型的演變 集中式：終端連接到與內(nèi)部或外部存儲設(shè)備（磁盤、磁帶）相連的大型機 分散式：開放系統(tǒng)出現(xiàn)后，企業(yè)內(nèi)的業(yè)務(wù)部門紛紛采用客戶端 服務(wù)器模型 集中式：網(wǎng)絡(luò)存儲（當(dāng)前 IT 環(huán)境中使用的“最佳做法”模型）,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,常用數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)和解決方案,磁帶庫：磁帶機和磁帶的集合 光盤庫：光盤和驅(qū)動器的集合 磁盤陣列：硬盤的集合 每個解決方案分別滿足特定的數(shù)據(jù)存儲和管理需要。 磁帶庫 備份/恢復(fù)；數(shù)據(jù)歸檔 光盤機 通常存儲長期不變的內(nèi)容 磁盤陣列 存儲必須可供用戶立即在線訪問的數(shù)據(jù),南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,磁帶存儲系統(tǒng),與磁

11、盤陣列相比，基于磁帶的存儲比較便宜。 在早期，它們曾用作主要的存儲解決方案。 磁帶機使用讀/寫磁頭將數(shù)據(jù)位記錄到磁帶表面的磁性材料上。 此項技術(shù)后來不斷發(fā)展，可提供更大的存儲容量、更高的可靠性，并改進(jìn)了性能。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,在磁帶上存儲數(shù)據(jù),一個字節(jié)接著一個字節(jié)，按順序從頭到尾記錄數(shù)據(jù)。 因為數(shù)據(jù)是沿磁帶長度線性存儲的，所以隨機訪問特定數(shù)據(jù)位會很慢且非常耗時。這嚴(yán)重限制了磁帶作為實時快速訪問數(shù)據(jù)的介質(zhì)的用途。 磁帶無法在多個用戶或應(yīng)用程序之間同時共享。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,光盤數(shù)據(jù)存儲,隨著光盤的出現(xiàn)，“寫保護(hù)”數(shù)據(jù)和隨機訪問的優(yōu)勢隨即凸現(xiàn)。大量此類磁盤被組裝到“

12、光盤機”中，這種解決方案提供了此類介質(zhì)的相對大容量陣列，從而實現(xiàn)了可通過網(wǎng)絡(luò)訪問的集中式存儲。不過，單張光盤的容量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磁帶或硬盤。 在小型單用戶計算環(huán)境中非常流行。 經(jīng)常由個人用于存儲和共享數(shù)據(jù)或用作備份解決方案。還用作應(yīng)用程序的分發(fā)介質(zhì)或者在計算機之間傳輸少量數(shù)據(jù)的一種方式。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,磁盤驅(qū)動器自問世以來就是存儲數(shù)據(jù)的首選介質(zhì)?；诖疟P的存儲提供了磁帶和光盤解決方案所不具備的許多優(yōu)勢： 可以非常快速地隨機訪問數(shù)據(jù) 更大的容量 與磁帶相比，磨損較少 多個用戶和應(yīng)用程序可以實現(xiàn)同時訪問 具有許多選擇來確保數(shù)據(jù)可用性 數(shù)據(jù)的增長要求這些驅(qū)動器具有越來越大的容量，從而產(chǎn)

13、生了介質(zhì)存儲陣列。陣列能夠同時為多個服務(wù)器提供數(shù)據(jù)。,基于磁盤的存儲,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.3 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,1.3.1 核心部件,五個核心要素包括： 應(yīng)用程序 用于操作通常存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的特殊專用軟件 數(shù)據(jù)庫 更常見的是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)，它提供一種結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲方法，將數(shù)據(jù)存儲在按邏輯組織的表中，這些表之間存在關(guān)聯(lián)。它們優(yōu)化了數(shù)據(jù)的存儲和檢索 服務(wù)器/操作系統(tǒng) 提供運行應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫所需的計算平臺 網(wǎng)絡(luò) 在客戶端與服務(wù)器或服務(wù)器與存儲之間提供數(shù)據(jù)通信路徑 存儲陣列 存儲數(shù)據(jù)和信息的地方,南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校衛(wèi)生管理系,數(shù)

14、據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)的示例,假設(shè)一個訂單處理系統(tǒng)由以下部分組成： 訂單錄入應(yīng)用程序 用于存儲客戶和產(chǎn)品信息的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS) 運行應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫程序的服務(wù)器/操作系統(tǒng) (OS) 提供以下連通性的網(wǎng)絡(luò) 客戶端與應(yīng)用程序/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的連通性（局域網(wǎng)） 服務(wù)器與存儲系統(tǒng)之間的連通性 (SAN) 存儲陣列 數(shù)據(jù)庫存儲在存儲陣列中的物理磁盤上,局域網(wǎng),存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),存儲陣列,客戶端,服務(wù)器,應(yīng)用程序用戶界面,OS 和 DBMS,數(shù)據(jù)庫,南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校衛(wèi)生管理系,示例 深入了解,客戶訂單通過客戶端的應(yīng)用程序用戶界面錄入,局域網(wǎng),存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),客戶端,服務(wù)器,應(yīng)用程序用戶界面,存儲陣列,

15、OS 和 DBMS,數(shù)據(jù)庫,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,示例 深入了解（續(xù)）,客戶端通過局域網(wǎng)訪問服務(wù)器,存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),客戶端,服務(wù)器,存儲陣列,局域網(wǎng),OS 和 DBMS,數(shù)據(jù)庫,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,示例 深入了解（續(xù)）,DBMS 使用服務(wù)器上的操作系統(tǒng)讀取此數(shù)據(jù)，并將其寫入磁盤上的物理位置,存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),客戶端,服務(wù)器,O/S 和 DBMS,存儲陣列,局域網(wǎng),數(shù)據(jù)庫,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,示例 深入了解（續(xù)）,專用存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)器與存儲陣列之間的通信鏈路，并在服務(wù)器與存儲陣列之間傳輸讀/寫命令和數(shù)據(jù),存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),客戶端,服務(wù)器,存儲陣列,局域網(wǎng),O/S 和

16、 DBMS,數(shù)據(jù)庫,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,示例 深入了解（續(xù)）,存儲陣列從服務(wù)器那里接收讀/寫命令和數(shù)據(jù)，并執(zhí)行必要的操作，以便在物理磁盤上存儲數(shù)據(jù),存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),客戶端,服務(wù)器,存儲陣列,局域網(wǎng),數(shù)據(jù)庫,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,最佳訂單處理示例,應(yīng)對應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠與 DBMS 快速交互 應(yīng)小心仔細(xì)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫中的表，以最大程度減少讀/寫操作的次數(shù) 服務(wù)器應(yīng)擁有足夠的 CPU 和內(nèi)存資源，以滿足應(yīng)用程序和 DBMS 的需求 各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)在客戶端與服務(wù)器、以及服務(wù)器與存儲陣列之間提供快速通信 存儲陣列應(yīng)滿足服務(wù)器的讀/寫請求，以獲得最佳性能 如果五個要素中的任何一個要素

17、無效，訂單錄入處理就無法完成。比方說，如果磁盤故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)失效，訂單就無法完成。訂單錄入處理的速度，取決于這五個要素的優(yōu)化。,南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校衛(wèi)生管理系,最后了解數(shù)據(jù)訪問 示例,DBMS 收到應(yīng)用程序提出的請求時： 它首先搜索服務(wù)器內(nèi)存；如果在那里找到所需的數(shù)據(jù)，大約只需一毫秒即可完成操作 如果在內(nèi)存中找不到所需數(shù)據(jù)，它就會使用操作系統(tǒng)請求存儲陣列中的數(shù)據(jù) 專用高速網(wǎng)絡(luò)將這個請求傳輸?shù)酱鎯﹃嚵?智能存儲陣列能夠在幾毫秒內(nèi)提供所需數(shù)據(jù)，而且一般都進(jìn)行了配置，能夠在驅(qū)動器發(fā)生故障時對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù) 存儲陣列響應(yīng)服務(wù)器提出的 I/O 請求的速度和效率對于最大程度縮短事務(wù)響應(yīng)時間非常重要。,南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校衛(wèi)生管理系,1.3.2 數(shù)據(jù)中心部件的關(guān)鍵要求,可用性,數(shù)據(jù)