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LeoStor PACS胶片存储生产系统配置方案

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摘要:LeoStor以其优异的小文件数据吞吐能力和简单易用的横向扩展,超过传统的NAS over FC-SAN、IP-SAN和开源Ceph,可广泛使用在PACS胶片存储的生产、归档和科研平台的存储系统中,优异的并行文件读写性能同时满足三个场景的使用,让系统的性价比更高。

总体需求

PACS系统作为医院四大关键业务系统之一,承担着医师的“影像辅助分析”的关键功能,PACS胶片存储系统是支撑该业务的关键平台,有以下几个特点:

  1. 时间长:按照相关的法律法规,患者PACS数据需要保存15年;
  2. 周期长:医师需要分析患者3~5年的影像资料来评估病情的发展;
  3. 高可靠性:硬件故障时,系统要有自愈能力,系统访问不受影响;

在存储体系上,可以设计成两个模式: 1)生产和归档分离方式:生产系统采用SSD全闪存,归档系统采用普通SATA盘,通过归档软件,定期将生产系统的数据归档到归档系统中;2)一体化方式:需要存储系统具有更高的性价比,这2种方式,LeoStor均支持。

第一种,通过龙骧LDM归档系统进行增量归档,同时进行S3对象存储化;第二种,LeoStor单线程128K小文件可达200MB/s,满足生产系统的效率要求,同时支持NAS和S3对象存储的一体化设计,减少客户在对象存储的投资。以某三甲医院为例:

  1. 存储容量:每天需保存500GB数据,3年规划 ;
  2. 可靠性:至少满足2块盘同时故障,或2个节点同时故障 ;
  3. 自愈性:硬盘故障数据自动恢复,每TB不超过15分钟 ;
  4. 扩展性:无需停止共享文件卷,可在线以扩展硬盘或节点方式扩展文件卷 ;
  5. 医生端:秒级打开第一张图,翻页流畅 ;
分项 数据 3年
数据写入量 500GB/日 约548TB
文件数量 200万/日 约20亿
目录数量 4万/日 约4000万

存储系统设计

LeoStor支持目前所有品牌设备,包括飞腾和鲲鹏设备,LeoStor小文件聚集技术,智能将成百数千个PACS小文件,聚集成一个大文件,同时还能保持每个小文件的多读多写特性,通过客户端、存储节点和元数据节点等三点缓存技术,确保秒开和流畅翻阅;

LeoStor支持多副本和纠删码模式的数据冗余,满足1、2、3、4个节点或硬盘同时故障,基于成本和性能的考虑,我们建议使用LeoRaid 4+2:2(N+M:M)冗余模式,可用率达66%,裸容量= 548TB ÷ 66% = 830TB ,系统可在节点数不够的情况下,自动从Server Raid转成Disk Raid。

与友商系统对比优势:

  1. Ceph系分布式:较Ceph产品化程度更高,扩展体系架构更清晰,系统扩充更简单,融合部署更简单,硬盘利用率更高,性能持久可预测,数据恢复更快;
  2. 超融合系统:较超融合系统稳定性更高,系统架构更清晰,存储扩展更容易,硬盘利用率更高,交付成本更低,更多存储文件协议,数据备份归档更清晰;

MDS节点配置

LeoStor支持元数据节点可以与存储节点融合部署,友商产品需要在节点上增加2块SSD盘做缓存以增加性能,且趋势亦是使用U.2 SSD,所以,LeoStor并没有比友商增加硬件成本。

  1. CPU:2颗,每颗8核以上,主频不小于2.2GHz,有条件的可以配置4215R,主频3.2GHz
  2. 元数据盘:建议配置容量不小于1.92GB Intel S4610 SSD盘,有条件的可以配置U.2 SSD(P4610);
  3. 元数据节点数量:增加元数据节点,可显著改善20亿级规模文件的检索效率,有条件的可以配置4台;
分项 配置
节点数量 2台
CPU 2 * 银牌/金牌CPU
内存 64GB
元数据盘 2 * 1.92TB U.2/SATA SSD HBA
网络 2 * 10GE SFP+ / 25GE SFP28

OSS节点配置

LeoRaid 4+2:2方案中,安全节点数量最少需要配置4+2+2=8个节点,每个节点可以不用满配硬盘,优先保证节点数量;LeoStor可配置全闪存存储、全机械盘存储或混合存储;由于PACS系统不是访问密集型,所以,网络带宽可配置2*10GE SFP+万兆接口,全闪存存储可配置成2*25GE SFP28。

单硬盘容量 硬盘数量 12盘位设备 24盘位设备 36盘位设备
2TB 415 36 18 12
4TB 208 18 9 6
8TB 104 9 5 3
10TB 83 7 4 3
12TB 70 6 3 2

备注:均为满配,绿色区域代表可选,机械盘建议选择希捷企业级X16系列10TB以上NL-SAS盘。

  • 标准型参考配置

    1. 方案型号:DF1200-E
    2. 存储节点:2U 3.5" 4+12盘位设备
    3. 存储节点数量:8台
    4. 存储硬盘:8 * 10TB ST X16 NL-SAS盘
    5. CPU: 2 * Intel 4215R
    6. 内存:64G内存
    7. 网络:2 * 10GE
    8. LeoStor容量许可
  • 全闪存型参考配置

    1. 方案型号:DF1200-P
    2. 存储节点:2U 2.5" 24盘位设备
    3. 存储节点数量:10台
    4. 存储硬盘:16 * 3.84TB SATA SSD盘
    5. CPU: 2 * 金牌 CPU
    6. 内存:128G内存
    7. 网络:2 * 25GE SFP28
    8. LeoStor容量许可

支持华为、华三、迈普、盛科等25GE交换机,建议选择盛科E680-48Y8C,其具有48个10GE/25GE和8个100GE端口。