医院数据存储及容灾系统建设及经验

医院数据存储及容灾系统建设及经验
彭红波;蔡宏伟;韩晟;邵庆东
【摘要】目的:建立医院数据存储及容灾系统.方法:采用异地备份的架构,以存储设备和数据管理软件相结合的方式为医院提供一体化的解决方案,对医院的各种数据进行集中备份、复制及归档.结果:实现了医院数据的安全存储和快速恢复.结论:根据实际情况量身定做建设方案,建设各方的通力合作以及周密的实施计划是系统成功建设的关键.%Objective To set up hospital data strage and disaster recovery system.Methods Storage device and data management software were integrated to provide a complete solution for different place data-storage structure.Results After the implementation of this system,the goal of data redundancy and rapid recovery from different place was
achieved.Conclusion A suitable scheme,the cooperation of relevant and a careful coordinated plan are the keys to the success of this
systerm.[Chinese Medical Equipment Journal, 2011 ,32 ( 4 ) : 40-41 , 48]【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2011(032)004
【总页数】3页(P40-41,48)
【关键词】医院信息系统;备份;容灾;一体化数据管理
【作者】彭红波;蔡宏伟;韩晟;邵庆东
【作者单位】710032,西安,第四军医大学口腔医院信息科;710032,西安,第四军医
大学口腔医院信息科;710032,西安,第四军医大学口腔医院信息科;710032,西安,第
四军医大学口腔医院信息科
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.8;TP393.1
我院是一所口腔专科医院，2004年开始实施“军卫一号”工程，先后实现了身份登记、挂号预约、收费、医生站、护士站及药库间通信系统、医学影像管理与通讯系统（picture archiving and communication system，PACS）、检验信息管
理系统（laboratory information system，LIS）等 50 多个子系统的建设和应用。

但是，随着系统功能模块的不断完善，日常医疗工作对其依赖性不断增强，它在提高医院的管理水平和工作效率的同时，所承担的任务和压力也越来越大[1]。

一旦
出现医疗数据破坏或丢失，就会给医院造成不可估量的损失[2]。

因此，为保护数
据的安全，保证各信息系统的业务连续性，容灾体系的建设已经刻不容缓[3]。

“军卫一号”工程采用Oracle作为其应用数据的后台处理系统，它满足了医院信息系统（hospital information system，HIS）数据量大、数据类型复杂和事务
并发多的要求，同时在数据安全性与数据完整性控制方面有其优越的性能。

我院HIS服务器是基于Windows平台架构的，数据库选择的是Oracle8i版本，日产
生数据量为150 MB。

前期，我们主要是利用Oracle数据保护技术dataguard及定期进行数据库冷备份来保障数据安全。

我院PACS是购买成熟的商业软件，服
务器选用的是Windows 2003操作系统，安装服务端软件，利用集群技术进行双机热备[4]，保证服务的持续运行。

PACS双机热备系统的拓扑如图1所示,存储设
备为 HP MSA 1500，RAID 5，容量 1 TB，用于保存影像资料，现日平均产生数据4 GB（峰值 6 GB）。

由此可以看出，原来的数据保护措施并不能满足数据完
整性、可靠性、安生性方面的需求，同时，也不能保证系统提供不间断的应
用服务。

如果HIS服务器出现故障，虽然可以启用standby服务器，那又如何找回未归档的数据？如果用户误将数据删除，该如何还原？如果存储设备出现问题，影像资料如何恢复？容灾则是解决上述问题的一种有效办法，其主要目标是在各种灾难损害发生后，通过特定的容灾机制最大限度地保障计算机信息系统提供正常的应用服务[3]。

（1）安全性，稳定性。

系统应保障关键应用的连续性；提供多种有效可行的安全措施，保护数据安全。

保证当意外情况发生时，能够及时启动备用系统，使其能继续平稳、正常地运行。

（2）通用性。

设备具有较高的通用性，具备良好的兼容性，支持Windows、Linux、Unix等主流操作系统，支持系统今后的扩充。

（3）可管理性。

可以通过完善统一的控制界面来管理和监控，对系统进行实时的监控和维护，以降低运行成本。

（4）投资保护性。

现在的投资在将来系统升级时能够平滑地接入新的系统，以期得到最大的投资保护效益。

（5）系统分级存储。

HIS/PACS，不同系统间的差异需要分别考虑，有条件进行分类分级存储。

（1）HIS/PACS的数据能够实现自动的备份。

（2）HIS/PACS数据能够实现自动的复制，实现数据的异地保存。

（3）PACS数据能够实现自动的迁移归档，实现数据的分级存储自动回迁。

新系统功能设计拓扑图如图2所示。

基于以上的系统需求，我院在比较了多家厂商解决方案后，选择了富士通ETERNUS存储硬件平台与CommVault公司数据管理软件。

（1）数据中心机房（门诊机房）。

采用一台富士通（Fujitsu）企业级中高端磁盘
阵列ETERNUS 4 000 Model 600作为核心存储系统，划分在线存储区（8块
300 GB 15 000 r/s FC硬盘）和近线存储区（15块1 TB 7 500 r/s SATA硬盘）。

其中，在线存储区用于存放需要快速访问的数据，即HIS数据和PACS的3个月
内的数据。

近线存储区用于存放容量较大，但是访问速度需求不高的数据，如PACS系统的归档数据。

（2）灾备中心机房（住院机房）。

采用一台富士通（Fujitsu）企业级中低端磁盘阵列ETERNUS DX80作为容灾存储系统，划分近线存储区（15块1 TB 7 500
r/s近线SAS硬盘）。

近线存储区存放HIS及PACS从核心存储系统远程复制过
来的数据，和HIS及PACS的备份数据以及快照数据。

（3）一体化数据管理软件。

采用CommVault数据管理软件为整套存储系统提供一体化的解决方案，为现有的HIS、PACS建立统一的数据管理平台，即实现HIS 复制、备份，PACS备份、复制以及归档功能。

同时，整个系统满足易管理、易维护、快速恢复等管理和性能方面的要求。

（1）HIS/PACS数据备份。

采用CommVault备份软件，对HIS、PACS双机系
统进行快速的备份/恢复：① 在HIS、PACS主机安装相应的备份软件模块，包括Windows文件系统、Oracle数据库以及MediaAgent介质代理等模块，组成SAN的备份架构；②备份设备选择在远端的一台容灾磁盘阵列。

（2）HIS/PACS异步复制。

在实现HIS、PACS备份的基础上，配置 Comm vault CDR（continuous data replicator）连续数据复制功能，实现整个应用系
统的持续数据保护，即实现异步数据复制功能：①在HIS、PACS主机安装相应的CDR软件模块，组成CDR复制对；②复制目标设备选择在远端的容灾磁盘阵列。

（3）PACS迁移归档。

配置CommVault数据迁移归档功能模块，实现PACS数据的分级存储管理，实现数据生命周期管理：① 在PACS主机安装相应的Archive软件模块；② 目前存储为核心存储系统，根据磁盘性能，将核心存储划
分出主PACS存储区和PACS二级存储区；③在核心存储系统上的PACS主存储
区存放近期、访问频率高或重要的数据；通过CommVault按照一定的条件将部
分访问频率低的文档定期迁移到PACS二级存储区上。

考虑到HIS/PACS需要进行数据迁移，数据的安全、可靠及完整尤为重要。

因此，在实施存储及容灾系统方案之前，我们做了大量而又充分的准备工作：
（1）讨论确定存储卷RAID及容量划分。

（2）讨论确定HIS、PACS及数据管理软件服务器需要识别哪些存储卷。

（3）讨论确定数据管理软件客户端需要在哪些服务器上安装。

（4）讨论确定数据复制、备份及归档策略。

（5）讨论确定HIS/PACS数据迁移
方案。

按照上述制定的实施方案，我们顺利地完成了存储及容灾系统的安装及调试，并进行了容灾恢复演练，基本达到了预期的效果。

该系统在我院已经运行近1 a时间，保障了各种系统应用的高效稳定安全运行。

该方案以SAN存储架构来整合数据，利用先进的数据管理软件来保护数据，从而实现医院的一体化数据管理平台的建立。

在资源的合理利用上，所有的存储空间都在存储阵列上，可以通过管理软件按应用需求进行划分；在可扩展性上，未来若要扩容，只要通过增加硬盘，就可以达到扩容的要求，而整个扩容过程不会中断业务，不会停机，保证了业务的连续性；在可靠性上，全冗余的架构，整个架构不存在单点故障，任何的单点失效不会影响业务的运行[2]。

我院存储及容灾系统的建设，不仅满足了医院信息系统安全方面的需求，也为我们提供了简单高效的数据管理手段。

我们认为系统在我院成功的关键点在于：
（1）适合的才是最好的。

不是越昂贵越复杂的系统越好，而是要在系统性能、建设成本以及维护成本之间找到一个最佳的结合点。

在设计方案中，充分考虑了我院的实际情况，以及我们希望达到的目标，并以此为依据选择了适合我院的方案。

（2）各相关厂家在实施中的紧密配合。

目前，能够由一个厂家来独立完成的医院项目越来越少，因为该项目涉及多个厂家的技术和设备，相关各方的协调配合是该项目成功实施的重要保证。

（3）合理的计划安排。

我们对实施过程进行了反复讨论，确定了合理的实施步骤，保证在基本不中断医疗业务的情况下，完成对原有数据的平滑迁移和系统升级。

当然，整体设计仍有不足之处，如：因为Oracle版本过低，一体化数据管理软件不支持对HIS进行实时连续拷贝；多厂家系统之间衔接的潜在故障点增多，服务器、存储及网络的正常运行缺一不可。

随着信息技术的飞速发展，我们只有依据本单位实际，合理规划，量身定做所需的最优解决方案[5]，才能在有限的投入下，保证医院信息系统的安全、稳定运行，
做到网络不断，数据不丢和快速恢复[6]。

【相关文献】
[1]郑蕾，翁盛鑫，黄影.医院信息系统客户端的安全管理和实践[J].医疗卫生装备，2010，31（3）：62-63.
[2]陆维嘉.医院信息系统容灾建设浅析[J].中国医疗设备，2009，24（4）：86-87.
[3]胡敏，徐旭东，张曙光，等.医院信息系统容灾方案的设计与实施[J].医疗卫生装备，2009，30（11）：44-45.
[4]薛雁.集群、备份和容灾技术在医院信息系统中的应用[J].中国数字医学，2008，8（1）：58-61.
[5]黄志中，王占明.医院信息系统容灾技术浅谈[J].医疗卫生装备，2009，30（6）：48-50.
[6]郝尚永.基于SAN架构的医院网络数据存储系统设计与实现[J].医疗卫生装备，2009，30（12）：47-48.。