醫(yī)保高可用性集群系統(tǒng)建設(shè)實踐

劉堃靖，王志奇，張紅，李享

中國中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院計算機(jī)中心，北京 100053

0 前言

在北京市醫(yī)保十幾年的發(fā)展建設(shè)歷程中，醫(yī)保系統(tǒng)的各方面技術(shù)都在不斷地進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)接口技術(shù)從內(nèi)嵌式到外掛式的發(fā)展；硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也從最初的單機(jī)系統(tǒng)升級到雙機(jī)鏡像系統(tǒng)。然而隨著醫(yī)院醫(yī)保業(yè)務(wù)量的逐年增加，參保人員的廣泛覆蓋，醫(yī)保門診、住院實時結(jié)算業(yè)務(wù)的上線等諸多原因，造成了雙機(jī)鏡像系統(tǒng)在醫(yī)保業(yè)務(wù)處理方面出現(xiàn)了瓶頸，已制約了醫(yī)院醫(yī)保信息化建設(shè)的發(fā)展。為此，

建立醫(yī)保高可用性集群系統(tǒng)，以提高服務(wù)器的性能及穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，確保醫(yī)保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。本文介紹了我院不同時期的醫(yī)保系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和開發(fā)技術(shù)。

1 單機(jī)系統(tǒng)

醫(yī)保系統(tǒng)建設(shè)初期，采用單服務(wù)器系統(tǒng)，即一臺醫(yī)保前置機(jī)。前置機(jī)是雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)，設(shè)置內(nèi)外網(wǎng)，其IP 地址分別指向醫(yī)保中心分配地址和醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址，并對NAT路由進(jìn)行設(shè)定。內(nèi)網(wǎng)卡連接醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS），外網(wǎng)卡連接醫(yī)保，同時要保證內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的連通，從而保證客戶端與前置機(jī)的連通，使終端用戶可以隨時訪問醫(yī)保前置機(jī)。

在前置機(jī)中安裝SQL server數(shù)據(jù)庫；安裝上傳下載程序，使前置機(jī)可以上傳下載數(shù)據(jù)。

2 雙機(jī)鏡像系統(tǒng)

單機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行多年后，門診的實時刷卡業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，使得業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)量不斷增大，對系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求也越來越高。為了降低系統(tǒng)災(zāi)難發(fā)生所造成的損失和影響，故對系統(tǒng)的性能要求需重新定位，即系統(tǒng)應(yīng)該具備容災(zāi)功能。

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2臺服務(wù)器分別安裝3塊網(wǎng)卡，內(nèi)網(wǎng)卡通過內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)連接到醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)，外網(wǎng)卡通過路由器、光電轉(zhuǎn)換器連接到醫(yī)保外網(wǎng)，2臺服務(wù)器之間通過心跳線連接實現(xiàn)雙機(jī)鏡像（圖1）。

圖1 雙機(jī)鏡像系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)工作原理

通過SQL server 的鏡像功能，在主服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）和鏡像服務(wù)器（應(yīng)用層服務(wù)器）之間建立鏡像關(guān)系。這2臺電腦上均安裝數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用層，但主服務(wù)器的應(yīng)用層不啟用，系統(tǒng)在做日常業(yè)務(wù)時只調(diào)用鏡像服務(wù)器上的應(yīng)用層。醫(yī)院每天的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在寫入主服務(wù)器的同時也在鏡像服務(wù)器進(jìn)行存儲，當(dāng)主服務(wù)器宕機(jī)時，可以啟動鏡像服務(wù)器上的鏡像數(shù)據(jù)庫作為主數(shù)據(jù)庫，使醫(yī)院業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)鏡像服務(wù)器宕機(jī)時，可以啟動主服務(wù)器上應(yīng)用層，業(yè)務(wù)可以照常進(jìn)行。

3 高可用性集群系統(tǒng)的建設(shè)

大眾對于中醫(yī)的廣泛認(rèn)同及參保人員的全面覆蓋，使得醫(yī)保系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)量的激增。幾十G的數(shù)據(jù)庫運(yùn)轉(zhuǎn)增加了服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)壓力，醫(yī)院在上午業(yè)務(wù)量大時占用系統(tǒng)資源，使門診、住院實時刷卡業(yè)務(wù)處理速度變慢，繼而出現(xiàn)停頓及死鎖的現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時需要重啟設(shè)備釋放系統(tǒng)資源，2臺醫(yī)保服務(wù)器重啟時間需10 min左右，增加患者排隊等候時間。一系列的情況表明原有的雙機(jī)鏡像系統(tǒng)也不能滿足醫(yī)院醫(yī)保系統(tǒng)的建設(shè)要求，急需建設(shè)醫(yī)保高可用集群系統(tǒng)，以提高醫(yī)保系統(tǒng)性能，更好地滿足門診、住院實時結(jié)算的需要，提高醫(yī)保數(shù)據(jù)的安全性和讀寫速度。

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

集群系統(tǒng)的硬件由2臺應(yīng)用服務(wù)器、2臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及磁盤陣列組成。服務(wù)器內(nèi)部通過心跳線連接，將數(shù)據(jù)存儲到磁盤陣列；應(yīng)用服務(wù)器通過專網(wǎng)交換機(jī)、路由器、光電轉(zhuǎn)換器和醫(yī)保光纖連接到專網(wǎng)。應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)連接到醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)，數(shù)據(jù)庫集群和應(yīng)急服務(wù)器實時鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。由這些設(shè)備共同組成的醫(yī)保集群系統(tǒng)（圖2），為醫(yī)保應(yīng)用系統(tǒng)的各終端提供程序訪問和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。

圖2 高可用性集群系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3.2 切換過程

（1）切換前停止所有醫(yī)保相關(guān)業(yè)務(wù)，關(guān)閉服務(wù)器。調(diào)整原有2臺服務(wù)器位置，同時將2臺集群服務(wù)器與磁盤陣列機(jī)連接。通電啟動所有設(shè)備，完成陣列的配置工作，建立和調(diào)試網(wǎng)絡(luò)均衡和集群體系。

（2）2臺應(yīng)用服務(wù)器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量均衡功能、通過心跳線相互通訊，虛擬一個公共IP地址，加入到醫(yī)院的院內(nèi)局域網(wǎng)中，以供院內(nèi)局域網(wǎng)的客戶端訪問。將醫(yī)保光纖通過醫(yī)院的交換機(jī)分別接入到2臺應(yīng)用服務(wù)器上，使服務(wù)器均能接入到醫(yī)保專網(wǎng)，并與醫(yī)保網(wǎng)絡(luò)正常通訊。

（3）2臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間，通過操作系統(tǒng)（2003企業(yè)版）實現(xiàn)容錯集群功能。在集群系統(tǒng)中部署醫(yī)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，使得醫(yī)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。醫(yī)保應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)則統(tǒng)一存儲到磁盤陣列中，磁盤陣列通過光纖直接連接到2臺集群服務(wù)器的光纖卡上。

（4）完成集群系統(tǒng)與應(yīng)急服務(wù)器間的數(shù)據(jù)鏡像調(diào)試。當(dāng)集群系統(tǒng)整體宕機(jī)時，在很短時間內(nèi)，應(yīng)急服務(wù)器可臨時代替集群系統(tǒng)，為全院的醫(yī)保結(jié)算系統(tǒng)提供服務(wù)，起到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)急作用。

（5）備份醫(yī)保數(shù)據(jù)后，將醫(yī)院醫(yī)保當(dāng)前數(shù)據(jù)從原數(shù)據(jù)庫服務(wù)器移植到集群系統(tǒng)中。系統(tǒng)切換完成后恢復(fù)醫(yī)保業(yè)務(wù)。

4 結(jié)束語

高可用性集群系統(tǒng)建立后，解決了高業(yè)務(wù)量處理時間出現(xiàn)的停頓及死鎖現(xiàn)象，提高了處理速度。在系統(tǒng)穩(wěn)定性方面得到了改善，而且，當(dāng)其中1臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，在5～10 min內(nèi)系統(tǒng)能自動完成切換，無需人工干預(yù)，降低了風(fēng)險機(jī)率，保證了醫(yī)保結(jié)算業(yè)務(wù)連續(xù)性。醫(yī)保系統(tǒng)的建設(shè)是全面的，離不開硬件環(huán)境和軟件系統(tǒng)的支撐。硬件環(huán)境建設(shè)發(fā)展，在一定程度上又促進(jìn)了醫(yī)院醫(yī)保信息化的發(fā)展進(jìn)程。

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