在“健康中国2030”国家战略的指导下,北京协和医院不断加快智慧医院的建设进程。PACS系统作为医院数据量最庞大的核心业务系统,其稳定、可靠、高效运行是医院为患者提供全流程化诊疗服务的保障。为了让医护人员工作效率更高,提高医生阅片的效率,进而让患者获得更好的就医体验,同时为满足国家影像数据法规要求至少保存15年以上要求,PACS系统的长期安全保存成为其发挥医学价值的关键。本文结合北京协和医院采用NAS存储解决方案在PACS系统的应用实践,从安全性、管理性、易用性多方面分析了NAS存储对于医院影像数据的价值优势点。全篇共分为三个部分:《需求分析篇》、《思路与方案设计篇》、《方案与实现效果篇》,本文为第三部分方案与实现效果篇,希望能为医疗同仁带来参考。
PACS影像系统涉及PACS数据库和PACS影像文件两类系统架构,对应的存储服务需要同时提供SAN和NAS服务。通过采用SAN/NAS一体化设计,不再需要NAS网关设备,一套软硬件同时支持SAN和NAS,支持NFS、CIFS、FTP、HTTP等文件访问协议,以及NDMP文件备份协议。通过采用一体化方案设计,优势如下:
极简架构:一套设备即可支持SAN和NAS业务,简化IT系统硬件架构,组网简单清晰,降低了日常众多设备运维管理的难度。
高性能:新一代SAN和NAS一体化中的NAS采用分布式文件系统架构,文件系统没有控制器归属约束,将文件系统均分到每个控制器,实现每个控制器性能和容量的负载均衡。
低成本:相较于传统的SAN存储加NAS存储的方式,一体化解决方案省去了购买多余存储所需要的额外费用,降低了用户的投资成本。
高可靠:在采用一体化解决方案的同时,提供SAN和NAS的数据保护能力,例如快照、双活等,保证架构简单统一的同时保证了系统的可靠性,使两种场景均不受硬故障、软故障的影响。保证业务持续在线。
文件系统和LUN是平行的部署在Space子系统之上,下面是基于RAID2.0+的块虚拟化存储池子系统。在这个架构中,文件系统和LUN都直接与底层的Space子系统交互。文件系统架构是基于对象的,每个文件或文件夹是一个对象,每个文件系统是由对象组成的对象集。对于LUN来说,LUN分Thin LUN和传统的Thick LUN。两种LUN也都来自于Pool和Space系统,并没有建立在文件系统之上。这样简化的软件栈带来的存储效率比传统的统一存储架构效率要高,同时LUN和文件系统各自保持独立,互不影响。
存储的文件系统是基于Extent的ROW型(Redirect On Write,写时重定向)文件系统。所谓ROW型文件系统,是指向文件系统新写入或者修改写入数据时,新数据不会覆盖掉原来的旧数据,而是在存储介质上新分配空间来写入数据,此种方式保证了数据的高可靠性和文件系统的高扩展性。
整个文件系统布局呈树型结构,数据写入不会覆盖原有数据,而是分配新磁盘空间写入,写入完成后,直接删除(或延迟删除)原有数据。数据每次写入都会记录一个时间点信息,表明写入的时序。时间点实际是一个依次递增的序列号。
(1)NAS自动分级
文件系统SmartTier是为了简化数据生命周期管理,提升介质利用效率,降低客户成本而推出的面向文件系统的分级特性。文件系统SmartTier的功能是以文件为粒度在不同的介质中进行迁移的技术,介质层分为SSD和HDD(包含SAS或NL_SAS)两层。SmartTier支持两种迁移模式:智能迁移模式和自定义迁移模式(自定义迁移包括周期/每周/立即迁移)。智能迁移模式,是指文件优先写入SSD,然后根据SSD的使用率、文件的访问时间等条件自动进行文件迁移,保证SSD使用率始终保持在一个合理的水平。自定义迁移模式,是指根据用户指定的文件策略(例如:文件名、文件大小、文件类型、文件创建时间、SSD使用率等)和迁移周期,使文件在SSD和HDD之间进行迁移。
(2)安全归档
针对PACS应用的离线数据,按照国家规定进行15年以上的离线归档保存。此类数据不要求实时查看,对性能没有较高要求,要求实现低成本、低功耗、易管理的长时间留存。
针对PACS的数据特点和法规要求,提出的安全归档留存解决方案由归档平台(归档软件)+归档介质存储等核心组件组成,通过多个核心组件的配合,实现医疗数据的安全长期留存,其实现原理分别如下:
统一管理员控制台 – 该控制台可以安装在Windows或Mac OS工作站,通过IP连接ADA服务器。通过控制台,用户能够配置和管理归档系统,监控归档作业,搜集归档日志等。利用该控制台,授权用户也可以手工归档、检索和取回归档的文件。利用该控制台,管理员可以:
基于华为企业级NAS存储在医院PACS类场景的建设和应用,从可靠性、性能、可用性、运维管理性等多个方面带来诸多优势:
NAS数据存储在医院PACS场景的应用与探索——需求分析篇;
NAS数据存储在医院PACS场景的应用与探索——思路与方案设计篇;
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2023-01-03 16:55
2022-12-29 22:19
2022-12-29 15:59
2022-12-29 11:32