利用VCS集群軟件保障醫(yī)院信息系統(tǒng)安全運行

陸偉

安慶市立醫(yī)院 信息管理科，安徽 安慶 246003

利用VCS集群軟件保障醫(yī)院信息系統(tǒng)安全運行

陸偉

安慶市立醫(yī)院 信息管理科，安徽 安慶 246003

本文介紹了利用VCS集群軟件重新構(gòu)建SAN結(jié)構(gòu)的新服務(wù)器、磁盤陣列的方法和實施步驟；利用VCS集群軟件解決了數(shù)據(jù)庫邏輯錯誤引起的系統(tǒng)運行異常故障，保證了醫(yī)院信息系統(tǒng)的安全運行。

HIS；LIS；VCS集群軟件； 服務(wù)器；磁盤陣列

0 前言

隨著信息化程度的不斷提高，醫(yī)院對信息系統(tǒng)的依賴性也越來越強。數(shù)據(jù)庫作為信息系統(tǒng)的核心，其數(shù)據(jù)安全非常重要。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性和開放性以及應(yīng)用環(huán)境的多樣化，如自然災(zāi)害、服務(wù)器宕機、網(wǎng)絡(luò)損害、操作失誤、軟件錯誤、病毒破壞、蓄意破壞等，都給應(yīng)用系統(tǒng)的運行帶來了許多不確定因素。這些因素輕則造成運行中斷，影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性；重則使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)部分或全部丟失，損失會十分慘重。因此對服務(wù)器和磁盤陣列的安全性也提出了更高的要求。

1 利用VCS重新構(gòu)建SAN結(jié)構(gòu)新服務(wù)器和磁盤陣列

由于原信息系統(tǒng)設(shè)備已運行4年，加上醫(yī)院工作量激增，數(shù)據(jù)快速增長，數(shù)據(jù)庫表越來越大，系統(tǒng)運行速度明顯下降。為了保證系統(tǒng)的運行，選擇了目前的主流技術(shù)，即采用SAN結(jié)構(gòu)[6]的雙服務(wù)器（一臺是新購的HP580G5四核服務(wù)器，一臺仍是原IBM xSeries 365）和新購的Hpeva4400磁盤陣列柜（S盤:500G---HIS，T盤:300G--LIS）做HIS、LIS雙機雙實例VCS群集。

經(jīng)過分析，認(rèn)為利用VCS優(yōu)越的性能，可以解決以上問題。步驟大致如下：

（1）首先將HP580G5服務(wù)器與Hpeva4400、SAN光纖交換機、兩臺連核心交換機相連，安裝操作系統(tǒng)。

（2）手動將原服務(wù)器群集中運行HIS的X365b，通過VCS切換至運行LIS的X365a上，這會使系統(tǒng)很慢，但我們選擇在業(yè)務(wù)發(fā)生量很小的晚上，所以還是能保證醫(yī)院信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)仍繼續(xù)正常工作。

（3）將X365b的HBA卡與M50磁盤陣列連接光纖線拔出后與SAN光纖交換機連接。

（4）安裝StorageWorks Command View EVA，創(chuàng)建盤柜磁盤空間做Raid1，并通過Hp Command View EVA使HP580G5和X365b服務(wù)器建立聯(lián)系。

集成步驟大致如下：

（1）在HP服務(wù)器上安裝Veritas的HA雙機容錯系統(tǒng)軟件。

（2）在HP580G5上用VCS對Hpeva4400劃分S、T盤，安裝SQL（HIS、LIS實例）及補丁。同時將M50磁盤陣列的HIS、LIS數(shù)據(jù)庫做全備，約1h完成。

2018年9月18日，該設(shè)施向一小片壓水堆燃料發(fā)射了持續(xù)幾秒的中子脈沖，對該燃料進行了輻照和加熱。這意味著美國恢復(fù)了一種對于核燃料研發(fā)至關(guān)重要的能力。美國的在運核電機組以及未來的先進反應(yīng)堆均將因此受益。

（3）通過VCS作一系列配置，完成群集并安全切換。

（4）安裝信息系統(tǒng)應(yīng)用文件拷貝至新盤柜的S和T盤。

（5）對THIS4數(shù)據(jù)庫做完全還原。

（6）在原x365a和M50群集中，通過VCS的off_line，斷開醫(yī)院信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)，然后立即進行數(shù)據(jù)庫差異備份[7]，并馬上在新的集群中對數(shù)據(jù)庫做差異還原，這樣只需用幾分鐘的時間即可完成數(shù)據(jù)庫的完整數(shù)據(jù)復(fù)制。

（7）利用VCS先將原來x365a和M50群集的2個虛擬服務(wù)器名[8]和對應(yīng)IP進行修改，然后再將HP 580G5和x365b服務(wù)器上的2個虛擬主機名和對應(yīng)IP修改成與原來x365a和M50群集完全一樣。至此集成工作全部完成，全院信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)立即運轉(zhuǎn)起來，期間的完全停機時間不過5min。

經(jīng)實際應(yīng)用和手工來回切換，一切正常?？梢?，VCS的HA性能穩(wěn)定安全，兼容性好，適應(yīng)一些復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用。

2 利用VCS解決數(shù)據(jù)庫邏輯錯誤引起的系統(tǒng)運行異常故障

利用VERITAS[1]的集群軟件，即Veritas Cluster Server（簡稱VCS）[2]，成功解決了我院數(shù)據(jù)庫邏輯錯誤引起的系統(tǒng)運行異常故障問題。

我院的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如下：

兩臺機架式IBM xSeries 365 作系統(tǒng)應(yīng)用主服務(wù)器，一臺富士通M50作磁盤陣列，兩臺思科Catalyst 4506作核心交換機+光纖模塊。另有一臺機架式IBM xSeries336作主域服務(wù)器，一臺臺式IBM xSeries225作備域服務(wù)器并作異地備份數(shù)據(jù)庫。

我院使用的是雙機熱備[3]、負(fù)載均衡方式，即利用VCS的VERITAS Storage Foundation HA的雙機容錯系統(tǒng)軟件，將兩臺主服務(wù)器＋磁盤陣列柜的模式構(gòu)成雙機熱備份Cluster集群[4]工作方式。兩臺主機均為工作機，一臺IBM xSeries 365（以下簡稱x365b）運行HIS，一臺IBM xSeries 365（以下簡稱x365a）運行LIS，均衡負(fù)載。在正常情況下，兩臺工作機均為信息系統(tǒng)提供支持，并互相監(jiān)視對方的運行情況。當(dāng)某一臺主機出現(xiàn)異常時，不能支持信息系統(tǒng)正常運營，另一主機的HA雙機容錯系統(tǒng)軟件能自動偵測到這些異常情況，會在十幾秒內(nèi)自動接管異常機的工作，繼續(xù)主持信息的運營，從而保證信息系統(tǒng)能夠不間斷地運行，而達到不停機的功能。但正常運行主機的負(fù)載會有所增加，此時必須盡快將異常機修復(fù)以縮短正常機所接管的工作切換回被修復(fù)的異常機。

某日早晨，我院信息系統(tǒng)出現(xiàn)異常，病區(qū)護士站的“醫(yī)囑執(zhí)行”執(zhí)行失敗。經(jīng)初步排查，門診掛號收費正常，病區(qū)的部分模塊功能有故障，說明服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)硬件基本正常。查數(shù)據(jù)庫自帶程序進行的備份作業(yè)發(fā)現(xiàn)有一個索引失敗，查看作業(yè)內(nèi)容和詳細(xì)步驟，就是關(guān)于病區(qū)模塊的部分索引在執(zhí)行過程中因不明原因?qū)е滤饕荒馨磿r正常結(jié)束。立即將該作業(yè)停止，可是效果不明顯，很多病區(qū)的醫(yī)囑還是不能執(zhí)行。在SQL查詢分析器中執(zhí)行sp_who發(fā)現(xiàn)仍有很多死進程。后來門診掛號、收費運行也開始慢了起來。查數(shù)據(jù)庫事務(wù)日志[5]空間，發(fā)現(xiàn)異常的大，這有可能造成系統(tǒng)異常。于是在數(shù)據(jù)庫中進行“日志收縮”，但不能縮小空間。因我院上午是醫(yī)療活動最繁忙的，故障不解決會極大地影響醫(yī)療秩序。抱著試一試的想法，通過VCS的Cluster Manager，手動將目前運行HIS應(yīng)用程序的主機x365b切換到另一臺運行LIS的主服務(wù)器x365a上（十幾秒即可完成）。然后將原x365b服務(wù)器關(guān)機，1min后再開機，進入Cluster Manager，再由x365a主服務(wù)器將HIS切回到x365b，再對數(shù)據(jù)庫的“日志”進行收縮，空間變小成功。整個維修過程中幾乎沒有停止前臺業(yè)務(wù)，全院信息系統(tǒng)隨即恢復(fù)正常速度運行。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

從實際應(yīng)用的效果看，雙機容錯[9]的確是計算機應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、有效、持續(xù)運行的重要保證。但如果只有一個磁盤陣列，就存在單個故障點，一旦它發(fā)生故障，就會宕機，并有丟失數(shù)據(jù)的危險。即使有應(yīng)急服務(wù)器，恢復(fù)備份的數(shù)據(jù)會花費相當(dāng)?shù)臅r間，而且難免要出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失。一般來講，應(yīng)急服務(wù)器較主服務(wù)器性能要差很多，不可能將醫(yī)院所有業(yè)務(wù)帶動起來。我院的HIS、LIS是不同的虛擬主機名和對應(yīng)IP，普通單臺應(yīng)急服務(wù)器就很難承擔(dān)，運行LIS的檢驗科工作站會連不上LIS數(shù)據(jù)庫。為解決上述問題，充分利用VCS特性，使裝有VCS的原x365a和M50群集來承擔(dān)應(yīng)急服務(wù)，使用數(shù)據(jù)庫自帶的程序編程作業(yè)任務(wù)，一旦宕機，可手工改變虛擬IP地址和服務(wù)器名即可替代正式服務(wù)器運行，臨時啟用，保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)不受影響。

隨著醫(yī)院對信息系統(tǒng)投入的增加，應(yīng)考慮較為先進的磁盤陣列鏡像備份，就是在SAN 結(jié)構(gòu)中再加入一臺磁盤陣列，用VERITAS Storage Foundation HA的卷鏡像功能實現(xiàn)兩臺磁盤陣列互聯(lián)，做到數(shù)據(jù)的實時備份，保證數(shù)據(jù)完整恢復(fù)，沒有絲毫的丟失；一旦宕機，可立即恢復(fù)接管功能，做到真正的雙冗余，即“2+2”容災(zāi)系統(tǒng)[10]，使基于醫(yī)院信息系統(tǒng)的醫(yī)療活動不受影響。

[1] 黃衛(wèi)平.Veritas存儲解決方案在我院的應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2003,24(7):32.

[2] 王仕凡,等.PACS系統(tǒng)存儲管理功能的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(10):21-24.

[3] 曹陽.計算機網(wǎng)絡(luò)雙機熱備容錯技術(shù)的典型應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息,2004,17(3):138.

[4] 謝育波.計算機集群技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2006,3(8)51.

[5] 賈代平,等.事務(wù)處理日志與數(shù)據(jù)的安全恢復(fù)[J].計算機應(yīng)用與軟件, 2004,21(3)95.

[6] 林志剛.醫(yī)院信息化建設(shè)中網(wǎng)絡(luò)存儲的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù),2007,4(24)134.

[7] 溫艷春.SQL Server數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)技術(shù)的分析與實踐[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué), 2009,4(4)59.

[8] 賀紹民.Oracle8i在Windows 2000服務(wù)器群集系統(tǒng)中的安裝配置[J].中國無線電,2004,(2):16.

[9] 于斌,等.高可用雙機容錯服務(wù)器的研究與設(shè)計[J].計算機工程與設(shè)計,2006,27(9):1524.

[10] 薛雁,等.架構(gòu)安全無憂的醫(yī)院信息存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J].中國醫(yī)療器械雜志, 2007,31(1):56.

Online Application of Fully Automated Chemiluminescence Immunoassay Analyzer with HIS

LU Wei
The Information Management Department,Anqing Municipal Hospital,Anqing Anhui 246003, China

By the development of interfaces of the Maglumi 2000 fully automated chemiluminescence immunoassay analyzer, achieve the online test of the fully automated chemiluminescence immunoassay analyzer with HIS through serial commnication interfaces.

HIS; LIS duster software server; diskarray

TP393.08

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.012

1674-1633(2011)07-0049-02

2010-11-30

作者郵箱：china_lw01@163.com