亳州市人民醫院成立于1949年,現為國家三級甲等綜合性醫院,安徽醫科大學附屬亳州醫院,安徽理工大學亳州臨床醫學院,安慶醫藥高等??茖W校雙主體教學合作醫院,全國百姓放心百佳示范醫院,是一所集醫療、護理、急救、康復、科研、教學和醫養為一體的三級甲等醫院。目前醫院編制床位2000張,2022年門診量169萬人次,住院8.4萬人次。
隨著新設備和技術的應用,亳州市人民醫院在引進多臺高端CT后,醫院數據增長越來越快、種類越來越多,訪問和調取也越來越頻繁,傳統的數據存儲環境已經無法滿足醫院的業務需求,同時獨立存儲擴容的價格昂貴。為了給患者提供更加高效、便捷的醫療服務,亳州市人民醫院緊跟數字時代步伐,決定嘗試采用架構領先的分布式存儲,并且明確了存儲應用的關鍵目標:
- 需完成現有PACS存儲數據存儲,并支撐未來至少3年的存儲容量發展需求,同時具備優秀的可擴展性,不綁定硬件。
- 保障醫護人員有更流暢的閱片體驗。
- 數據具有可靠性,可通過多副本、糾刪碼等方式,構建數據可用能力。
- 完成現有數據的平滑遷移,同時提供塊存儲遷移能力,保障當前舊存儲數據遷移清空后,可進行重新配置,并完成非PACS存儲數據的回遷。
深信服分布式存儲助力PACS閱片邁入高速時代
深信服根據亳州市人民醫院的具體業務需求,針對性設計了解決方案:在主數據中心部署3節點4U高端分布式存儲一體機,一期建設提供不少于600TB的存儲容量。除了能將老存儲數據遷移到該集群外,還能夠提供文件存儲集群,滿足小文件讀寫的性能要求。存儲和業務網絡均采用萬兆網絡,滿足高性能和高并發需求。最終通過一套分布式存儲集群,同時提供塊存儲、文件存儲、對象存儲服務,集群容量和性能線性擴展。
結合醫院PACS閱片場景,以普通CT影像為例,訪問57KB的1張CT影像,元數據操作(Open,Close)的時延占比達到2/3,因此,小文件性能是影響PACS閱片效率的關鍵因素。深信服EDS通過小文件合并技術提高資源利用率,通過多活MDS實現元數據并發訪問,通過預讀取機制大幅提升醫生工作效率。
1. 巨量級元數據處理能力
深信服EDS通過矩陣式存儲機制和啟發式內存預讀機制,使元數據規模提高7倍以上,同時經過內存,將熱點數據優先調用給前端閱片醫生,海量小文件全目錄隨機讀場景下,保持90%以上的元數據命中率,大幅提高醫生的閱片效率,輕松應對醫院現有業務及未來業務的發展。
2. 極低時延的大性能層
當海量小文件寫入時,傳統存儲會產生大量的文件碎片,并造成嚴重的寫放大問題。為了充分滿足醫療PACS場景海量小文件長期存儲、頻繁調閱的需求,深信服分布式存儲構建了獨立空間的大性能層。當小文件IO寫入SSD時,按照數據熱度、IO邏輯位等參數進行整合,使聚合后的數據追加寫入HDD空間,解決海量小文件寫放大導致的空間嚴重浪費問題,并充分利用機械盤順序寫性能優點,提升數據回寫速度。
3. 接入協議性能優化
深信服EDS針對Windows CIFS協議進行了共享性能優化,通過語義合并技術解決操作放大問題,相比于傳統NAS產品,CIFS共享性能更好。同時,EDS原生支持NTFS OpLock鎖語義,相比于Ceph系產品,無文件被多客戶端寫壞的風險。
深信服分布式存儲基于NFS+技術優化的存儲系統,通過RDMA技術、多路徑并行訪問以及多級緩存機制,在4K小文件混合讀寫IOPS和1M大文件混合讀寫吞吐方面性能領先開源存儲數倍。通過高效、可擴展的分布式存儲系統,實現醫學影像數據的快速訪問和長期保存。這一解決方案不僅大幅提升了醫學影像的存儲和管理效率,還為醫生提供了更加便捷、準確的診斷依據。
基于異構容災建設,全面保障數據高可靠、高可用
同時,為實現實現高水平容災數據中心的目標,深信服針對醫院數據中心建設通過10臺高性能超融合服務器進行資源池化。針對主業務PACS服務器組、數據庫服務器、HIS、LIS等四組關鍵業務進行容災建設。網絡現狀采用扁平化結構,兩機房核心直連,統一網絡出口。通過異構容災軟件實現兩數據中心之間的容災功能。
當在醫院某個數據中心發生故障時,系統可以自動或者手動地將該數據中心承載的業務系統快速、平滑地切換到另一個數據中心,保障核心業務的連續性,降低單數據中心的故障風險,同時完善容災機房的安全體系建設,保障其安全性,滿足醫院電子病歷六級的評級要求。兩個機房的數據中心云資源使用統一云管理平臺進行管理,保障容災機房和主機房具備完整統一的處理能力和優秀的兼容性。
PACS影像閱片對醫生和患者來說,是十分關鍵的診療場景。醫生更高的閱片效率意味著能給病人爭取更多有效治療的時間。亳州市人民醫院通過前沿IT技術,提高醫院關鍵業務流程的運行效率,不僅提升了醫院的管理水平和服務質量,更為患者帶來更加高效便捷的醫療服務體驗。