醫(yī)院存儲(chǔ)系統(tǒng)的容災(zāi)探討

宮彥婷

醫(yī)院存儲(chǔ)系統(tǒng)的容災(zāi)探討

宮彥婷

在闡述存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和系統(tǒng)容災(zāi)重要性的基礎(chǔ)上，利用存儲(chǔ)容災(zāi)的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步構(gòu)建醫(yī)院存儲(chǔ)系統(tǒng)的二期工程，并將醫(yī)院現(xiàn)有的存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)上升到重要位置，以期為醫(yī)院信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)提供安全、可靠、快速的后備保障。

數(shù)字化醫(yī)院；存儲(chǔ)系統(tǒng)；容災(zāi)

0 引言

隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)成為醫(yī)院最為重要的軟資產(chǎn)之一，核心業(yè)務(wù)也越來(lái)越依賴于信息系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，因此，對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份保護(hù)刻不容緩，數(shù)據(jù)容災(zāi)備份方案的重要性也因此在信息化建設(shè)中凸顯。信息化在給醫(yī)院業(yè)務(wù)帶來(lái)快捷、方便的同時(shí)，也產(chǎn)生了不少潛在的風(fēng)險(xiǎn)，如數(shù)據(jù)一旦丟失，將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。特別是在自然災(zāi)難面前，打擊更是毀滅性的。為了保證數(shù)據(jù)運(yùn)行有效連續(xù)，有必要對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)備份與恢復(fù)[1]。

1 數(shù)字化醫(yī)院概況及存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

醫(yī)院信息化技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展，使得我院在歷時(shí)15 a的醫(yī)院信息化建設(shè)中，已經(jīng)從臨床診療、患者服務(wù)等方面實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院管理的信息化和網(wǎng)絡(luò)化[2]。先后分步運(yùn)行了醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）、醫(yī)學(xué)圖像檔案管理和通信系統(tǒng)（picture archiving and communication systems，PACS）、放射信息系統(tǒng)（radiology information system，RIS）、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（laboratory information system，LIS）、臨床管理信息系統(tǒng)（clinical information system，CIS）、電子健康檔案系統(tǒng)（electronic health records，EHR）和區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)（globe midical information service，GMIS）等數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目，有效地收集、儲(chǔ)存、傳輸與整合患者的診療信息、衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)信息與醫(yī)院管理信息，實(shí)現(xiàn)了信息利用的最大化。

目前，國(guó)內(nèi)醫(yī)院的存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)基本有3種模式：（1）未使用專業(yè)存儲(chǔ)設(shè)備，主要是采用本地存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)安全級(jí)別較低；（2）采用網(wǎng)絡(luò)連接式存儲(chǔ)（network attached storage，NAS）系統(tǒng)存儲(chǔ)各個(gè)獨(dú)立的大數(shù)據(jù)量系統(tǒng)，如PACS、LIS、超聲系統(tǒng)，數(shù)據(jù)安全得到進(jìn)一步提升；（3）近幾年來(lái)比較安全、可靠的，可以實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)共享、高速計(jì)算機(jī)與高速存儲(chǔ)設(shè)備互聯(lián)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（storage area network，SAN）系統(tǒng)存儲(chǔ)。

在充分論證的基礎(chǔ)上，我院采用了某專業(yè)存儲(chǔ)公司的高端存儲(chǔ)產(chǎn)品平臺(tái)作為硬件核心。該存儲(chǔ)系統(tǒng)具有橫向擴(kuò)展Virtual Matrix Architecture技術(shù)，可以配置2 000個(gè)驅(qū)動(dòng)器，具有較高的可用容量[3]。現(xiàn)主要存放HIS數(shù)據(jù)庫(kù)、醫(yī)學(xué)影像相關(guān)信息數(shù)據(jù)和醫(yī)學(xué)圖書信息的部分知識(shí)庫(kù)。

2 存儲(chǔ)系統(tǒng)容災(zāi)的重要性

可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系和容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)對(duì)于醫(yī)院信息系統(tǒng)的安全運(yùn)行是至關(guān)重要的。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)災(zāi)難的發(fā)生是多方面的，從計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的角度看，小到操作人員誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)的破壞、數(shù)據(jù)庫(kù)的丟失；中到計(jì)算機(jī)硬盤存儲(chǔ)介質(zhì)的損壞；大到非計(jì)算機(jī)因素如火災(zāi)等自然因素。醫(yī)院24 h開(kāi)診，這意味著醫(yī)院信息系統(tǒng)需要24 h×7不間斷持續(xù)運(yùn)行[4]，因此，保持醫(yī)院醫(yī)療業(yè)務(wù)的持續(xù)性是進(jìn)行有效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要考慮的一個(gè)重要因素。采取遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)災(zāi)難恢復(fù)手段，能夠提高系統(tǒng)的可靠性，真正保持業(yè)務(wù)的持續(xù)性。

容災(zāi)包括數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)2類。數(shù)據(jù)容災(zāi)是指建立一個(gè)異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是本地關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)時(shí)復(fù)制。在本地?cái)?shù)據(jù)及整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，系統(tǒng)至少在異地保存有一份可用的關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)。應(yīng)用容災(zāi)是在數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)上，在異地建立一套完整的與本地生產(chǎn)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膫浞輵?yīng)用系統(tǒng)（可以是互為備份）。建立這樣一個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，不僅需要一份可用的數(shù)據(jù)復(fù)制，還要有包括網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、應(yīng)用，甚至IP等資源，以及各資源之間的良好協(xié)調(diào)。

3 容災(zāi)主要技術(shù)

3.1 遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)

Symmetrix遠(yuǎn)程鏡像軟件（symmetrix remote data facility，SRDF）[5]建立物理上獨(dú)立的2個(gè)Symmetrix系統(tǒng)之間完全的、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)鏡像，而兩者距離可以是近在咫尺或相距千里之遙。

SRDF是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，國(guó)外災(zāi)難備份項(xiàng)目中95%均采用此技術(shù)。SRDF實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只要完成2個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤鏡像即可，無(wú)需占用主機(jī)資源，對(duì)應(yīng)用無(wú)任何影響。SRDF可以提供2套實(shí)時(shí)完整的醫(yī)療數(shù)據(jù)，從而在數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，確保另有一套完整的醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全可用，達(dá)到容災(zāi)級(jí)別數(shù)據(jù)的高可用性。

3.2 VPLEX技術(shù)

VPLEX技術(shù)是企業(yè)級(jí)的、基于存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合解決方案，聚合并管理通過(guò)光纖通道連接起來(lái)的存儲(chǔ)陣列池。陣列可以是同在一個(gè)數(shù)據(jù)中心，也可以是分布在跨越不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)距離的不同地理位置的多個(gè)數(shù)據(jù)中心。

4 容災(zāi)方案

對(duì)于現(xiàn)階段持續(xù)發(fā)展的醫(yī)院來(lái)說(shuō)，信息化系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，任重而道遠(yuǎn)。信息工程人員需要緊跟時(shí)代的腳步，把握IT發(fā)展的動(dòng)態(tài)，合理引入業(yè)內(nèi)優(yōu)勢(shì)技術(shù)，不斷完善現(xiàn)有信息基礎(chǔ)架構(gòu)，為醫(yī)院的前端應(yīng)用提供安全、高效、便捷的服務(wù)。

信息系統(tǒng)的建設(shè)要以業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)為根本，一切以病患的需求為出發(fā)點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)有的存儲(chǔ)集中化趨勢(shì)，分析現(xiàn)有結(jié)構(gòu)瓶頸，消除單點(diǎn)故障隱患。我院在進(jìn)行了首期核心存儲(chǔ)部署后，同時(shí)也規(guī)劃了二期甚至三期的災(zāi)備、容災(zāi)方案設(shè)計(jì)。

4.1 容災(zāi)方案一

容災(zāi)方案一（如圖1所示）采用高端存儲(chǔ)的SRDF同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)本地2臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備間的實(shí)時(shí)同步復(fù)制，用以保障短時(shí)間的業(yè)務(wù)中斷能夠快速恢復(fù)，對(duì)在線業(yè)務(wù)影響最小。一方面，建立異地容災(zāi)區(qū)域，通過(guò)異步復(fù)制的方式將本地醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)定時(shí)拷貝到異地中心，用以保障在發(fā)生非人為原因造成的大面積宕機(jī)事故時(shí)能夠快速恢復(fù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，將意外損失降到最低。另一方面，規(guī)劃部署本地的數(shù)據(jù)備份，保障本地的數(shù)據(jù)當(dāng)天產(chǎn)生當(dāng)天備份，可以隨時(shí)恢復(fù)使用。細(xì)化不同業(yè)務(wù)間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)特點(diǎn)，將長(zhǎng)期不使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔存放，釋放出一定的在線存儲(chǔ)空間，合理使用。

圖1 以SRDF為技術(shù)核心的容災(zāi)方案

4.2 容災(zāi)方案二

容災(zāi)方案二（如圖2所示）是近1 a以來(lái)在醫(yī)院信息系統(tǒng)中發(fā)展非常迅速的雙活數(shù)據(jù)中心方案。生產(chǎn)區(qū)域通過(guò)VPLEX技術(shù)實(shí)現(xiàn)本地的存儲(chǔ)設(shè)備間鏡像，本地?cái)?shù)據(jù)流并行讀寫，確保單臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備故障不會(huì)影響業(yè)務(wù)的流暢運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)VPLEX設(shè)備采用多引擎控制器節(jié)點(diǎn)冗余工作。另外，建立容災(zāi)區(qū)域，部署遠(yuǎn)程VPLEX裝置，建立兩地帶寬通信，通過(guò)分布式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)本地、異地的數(shù)據(jù)一致，保障跨區(qū)域的業(yè)務(wù)流暢。結(jié)合逐漸普及的虛擬化技術(shù)，能夠做到雙活數(shù)據(jù)中心的體系結(jié)構(gòu)。

圖2 以VPLEX為技術(shù)核心的容災(zāi)方案

4.3 2種方案的應(yīng)用比較

（1）目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用比較多的容災(zāi)備份技術(shù)方案就是采用SRDF同步技術(shù)，即基于智能存儲(chǔ)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)。它是由智能存儲(chǔ)系統(tǒng)自身實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程復(fù)制和同步，即智能存儲(chǔ)系統(tǒng)將對(duì)本系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器I/O操作請(qǐng)求復(fù)制到遠(yuǎn)端的存儲(chǔ)系統(tǒng)中并執(zhí)行，保證數(shù)據(jù)的一致性。由于這種方式下數(shù)據(jù)復(fù)制軟件運(yùn)行在存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，因此較容易實(shí)現(xiàn)主中心和容災(zāi)備份技術(shù)方案中心的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)拷貝維護(hù)，且不會(huì)影響主中心系統(tǒng)的性能。如果在系統(tǒng)恢復(fù)區(qū)具備了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，那么就可以做到在災(zāi)難發(fā)生的同時(shí)及時(shí)開(kāi)始應(yīng)用處理過(guò)程的恢復(fù)。但是這種方案的開(kāi)放性稍差，受主存儲(chǔ)設(shè)備的廠家所限制，對(duì)于主存儲(chǔ)設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)條件要求也較高。

（2）VPLEX所面對(duì)的是存儲(chǔ)中的高端用戶，其核心目的是為了最終將異構(gòu)、異地的數(shù)據(jù)管理起來(lái)并遠(yuǎn)距離傳輸出去，而多數(shù)的解決方案則更側(cè)重對(duì)網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)設(shè)施的識(shí)別和建立聯(lián)系，利用容量。在國(guó)外一些國(guó)家VPLEX技術(shù)，主要應(yīng)用在銀行等大用戶，以滿足大數(shù)據(jù)中心的長(zhǎng)距離傳輸數(shù)據(jù)的需求[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)尚處于基礎(chǔ)建設(shè)階段，相較于國(guó)外的成型體系還有一定的差距。不同的國(guó)家都有其各自的特點(diǎn)，如何建立一個(gè)有中國(guó)特色的、服務(wù)于大眾、貼近于社會(huì)的醫(yī)院信息系統(tǒng)將是我們的主要工作。在存儲(chǔ)中心建設(shè)初期定位非常重要。雖然在開(kāi)始建設(shè)投入時(shí)，高端存儲(chǔ)的經(jīng)費(fèi)要比中端存儲(chǔ)高出許多，但在設(shè)備性能的穩(wěn)定性方面，百分比能達(dá)到6個(gè)9的高可用性標(biāo)準(zhǔn)。而且在基礎(chǔ)存儲(chǔ)建成后的5～10 a，本機(jī)的體系架構(gòu)具備很強(qiáng)的擴(kuò)展能力，能更好地支撐醫(yī)院復(fù)雜的HIS、PACS等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影像大數(shù)據(jù)，為后期的容災(zāi)建設(shè)、區(qū)域化的數(shù)據(jù)大集中等方案提供良好的硬件保障[7]，為醫(yī)院整體信息化建設(shè)的分級(jí)定位打下良好基礎(chǔ)。

[1] 方華峰．?dāng)?shù)據(jù)容災(zāi)備份與恢復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[J]．網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2014（3）：43-44．

[2] 王瑞，呂曉娟．軍隊(duì)數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)思考[J]．解放軍醫(yī)院管理雜志，2011，18（11）：1 010-1 011．

[3] 宮彥婷，常建國(guó)，郭凌菱．?dāng)?shù)字化醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)[J]．中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2013，28（12）：52-53．

[4] 陳文昭，李鏡波，陳旭坤．中大型民營(yíng)醫(yī)院信息系統(tǒng)的云容災(zāi)與備份[J]．現(xiàn)代醫(yī)院，2013，13（8）：145-147．

[5] 安平．災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)中的業(yè)務(wù)連續(xù)性規(guī)劃[D]．青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2012．

[6] 胡晨皓．雙活企業(yè)服務(wù)總線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2014，8（1）：105-106．

[7] 石磊，耿子平，孫文橋．虛擬化技術(shù)在軍隊(duì)醫(yī)院信息系統(tǒng)中的實(shí)施[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（10）：54-56．

（收稿：2014-02-10 修回：2014-05-12）

Disaster recovery for hospital storage system

GONG Yan-ting
（Information Department,General Hospital of Beijing Military Area Command,Beijing 100700,China）

The status and importance of the storage system are described.Some advanced storage techniques for disaster recovery are used to establish the second-term hospital storage system so as to provide support to HIS application platform.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：130-132]

digital hospital;storage system;disaster recovery

R318；TP311.13

A

1003-8868（2014）09-0130-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.09.130

宮彥婷（1973—），女，主管技師，主要從事醫(yī)院信息化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面的研究工作。

100700北京，北京軍區(qū)總醫(yī)院信息科（宮彥婷）