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    亳州市人民医院:基于EDS打造智慧医院数据存储底座
    背景图 2024-04-17 16:39:39

    亳州市人民医院成立于1949年,现为国家三级甲等综合性医院,安徽医科大学附属亳州医院,安徽理工大学亳州临床医学院,安庆医药高等专科学校双主体教学合作医院,全国百姓放心百佳示范医院,是一所集医疗、护理、急救、康复、科研、教学和医养为一体的三级甲等医院。目前医院编制床位2000张,2022年门诊量169万人次,住院8.4万人次。

    亳州市人民医院

    随着新设备和技术的应用,亳州市人民医院在引进多台高端CT后,医院数据增长越来越快、种类越来越多,访问和调取也越来越频繁,传统的数据存储环境已经无法满足医院的业务需求,同时独立存储扩容的价格昂贵。为了给患者提供更加高效、便捷的医疗服务,亳州市人民医院紧跟数字时代步伐,决定尝试采用架构领先的分布式存储,并且明确了存储应用的关键目标

    1. 需完成现有PACS存储数据存储,并支撑未来至少3年的存储容量发展需求,同时具备优秀的可扩展性,不绑定硬件。
    2. 保障医护人员有更流畅的阅片体验。
    3. 数据具有可靠性,可通过多副本、纠删码等方式,构建数据可用能力。
    4. 完成现有数据的平滑迁移,同时提供块存储迁移能力,保障当前旧存储数据迁移清空后,可进行重新配置,并完成非PACS存储数据的回迁。

    深信服分布式存储助力PACS阅片迈入高速时代

    深信服根据亳州市人民医院的具体业务需求,针对性设计了解决方案:在主数据中心部署3节点4U高端分布式存储一体机,一期建设提供不少于600TB的存储容量。除了能将老存储数据迁移到该集群外,还能够提供文件存储集群,满足小文件读写的性能要求。存储和业务网络均采用万兆网络,满足高性能和高并发需求。最终通过一套分布式存储集群,同时提供块存储、文件存储、对象存储服务,集群容量和性能线性扩展。

    医疗PACS场景MR影像调阅PK

    结合医院PACS阅片场景,以普通CT影像为例,访问57KB的1张CT影像,元数据操作(Open,Close)的时延占比达到2/3,因此,小文件性能是影响PACS阅片效率的关键因素。信服EDS通过小文件合并技术提高资源利用率,通过多活MDS实现元数据并发访问,通过预读取机制大幅提升医生工作效率。

    1. 巨量级元数据处理能力

    深信服EDS通过矩阵式存储机制和启发式内存预读机制,使元数据规模提高7倍以上,同时经过内存,将热点数据优先调用给前端阅片医生,海量小文件全目录随机读场景下,保持90%以上的元数据命中率,大幅提高医生的阅片效率,轻松应对医院现有业务及未来业务的发展。

    存储架构性能对比

    2. 低时延的大性能层

    当海量小文件写入时,传统存储会产生大量的文件碎片,并造成严重的写放大问题。为了充分满足医疗PACS场景海量小文件长期存储、频繁调阅的需求,深信服分布式存储构建了独立空间的大性能层。当小文件IO写入SSD时,按照数据热度、IO逻辑位等参数进行整合,使聚合后的数据追加写入HDD空间,解决海量小文件写放大导致的空间严重浪费问题,并充分利用机械盘顺序写性能优点,提升数据回写速度。

    深信服EDS V5新架构小文件读写流程

    3. 接入协议性能优化

    深信服EDS针对Windows CIFS协议进行了共享性能优化,通过语义合并技术解决操作放大问题,相比于传统NAS产品,CIFS共享性能更好。同时,EDS原生支持NTFS OpLock锁语义,相比于Ceph系产品,无文件被多客户端写坏的风险。

    深信服分布式存储基于NFS+技术优化的存储系统,通过RDMA技术、多路径并行访问以及多级缓存机制,在4K小文件混合读写IOPS和1M大文件混合读写吞吐方面性能领先开源存储数倍。通过高效、可扩展的分布式存储系统,实现医学影像数据的快速访问和长期保存。这一解决方案不仅大幅提升了医学影像的存储和管理效率,还为医生提供了更加便捷、准确的诊断依据。

    基于异构容灾建设,全面保障数据高可靠、高可用

    同时,为实现实现高水平容灾数据中心的目标,深信服针对医院数据中心建设通过10台高性能超融合服务器进行资源池化。针对主业务PACS服务器组、数据库服务器、HIS、LIS等四组关键业务进行容灾建设。网络现状采用扁平化结构,两机房核心直连,统一网络出口。通过异构容灾软件实现两数据中心之间的容灾功能。

    数据中心架构图

    当在医院某个数据中心发生故障时,系统可以自动或者手动地将该数据中心承载的业务系统快速、平滑地切换到另一个数据中心,保障核心业务的连续性,降低单数据中心的故障风险,同时完善容灾机房的安全体系建设,保障其安全性,满足医院电子病历六级的评级要求。两个机房的数据中心云资源使用统一云管理平台进行管理,保障容灾机房和主机房具备完整统一的处理能力和优秀的兼容性。

     

    PACS影像阅片对医生和患者来说,是十分关键的诊疗场景。医生更高的阅片效率意味着能给病人争取更多有效治疗的时间。亳州市人民医院通过前沿IT技术,提高医院关键业务流程的运行效率,不仅提升了医院的管理水平和服务质量,更为患者带来更加高效便捷的医疗服务体验。