摘要：
本人在某醫院信息中心工作，我院建設於2011年，隨著醫療信息化建設的不斷深入，我院的信息化建設已經有了很大進步，在發展過程中我們發現，隨著醫院數據量、業務量不斷的增加，對於數據安全性、業務連續性的要求也越來越高。我院原有的數據存儲架構，不易管理；備份方式為主從熱備，服務器利用率低；而且沒有異地容災。針對上述問題，院領導決定投入資金300W，用於我院信息系統進行數據備份和容災方面的升級改造，2017年7月開始實施，工期為5個月，本人作為信息中心負責人,主持本次項目。我通過採用RAID10、IP SAN、雙活容災中心等技術的融合，構建了一套高效率、高可靠性的備份容災系統。項目完成後，運行穩定，得到了院領導的肯定。由於資金投入有限，一些輔助型醫院系統沒有在這次項目中改造，會在下次的改造中加以完善。
隨著我國醫療改革新體制等一系列政策的實施，我國醫療衛生系統信息化建設也呈現出快速發展的趨勢。本人在某醫院信息中心工作，我院建設於2011年，隨著醫療信息化建設的不斷深入，最近幾年我院的信息化建設已經有了很大進步，逐步建設實施了HIS系統，PACS系統，LIS系統，電子病歷系統等，在發展過程中我們發現，隨著服務器數量的增加，各服務器之間存儲系統各自獨立，且利用率很低，管理難度增大；原有服務器備份方式為本地1：1主從熱備，服務器資源利用率太低；信息中心沒有異地容災備份系統。針對上述問題，院領導決定投入資金300W，用於我院信息系統進行數據備份和容災方面的升級改造，2017年7月開始實施，工期為5個月，本人作為信息中心負責人,主持本次項目，我在資金有限的前提下，充分利用現有條件和成熟技術，對我院信息系統數據進行數據備份和容災方面的升級改造，從醫院現有業務的需求出發，對存儲架構選擇、RAID技術選擇、異地容災、設備重用等多方面進行分析，最終採用IP-SAN、RAID1+0、雙活容災中心等技術，對現有系統進行升級改造，構建了一套高拓展性、高效率、高可靠性的備份容災系統。
1、存儲架構選擇。目前我院各服務器存儲採用直連方式，存儲以服務器為中心，服務器的性能直接影響存儲的讀寫速度，隨著服務器數量的增加，數據的存儲管理難度也在增加，要實現對醫院各業務存儲資源的統一管理與調度，採用網絡附加存儲與存儲區域網絡的方式都能滿足需要。網絡附加存儲，是採用基於文件方式的存儲架構，一般主要應用於高吞吐率及海量存儲的場景，網絡附加存儲的優勢在於支持多協議、安全性較高、可以跨平臺實現對數據的共享。不足之處是不能有效的支持數據庫的應用、不支持數據塊方式的傳送。存儲區域網絡除了具備網絡附加存儲的優點，還能有效的支持數據塊方式的傳送，可以實現對來自不同陣列廠商的存儲設備統一管理，屏蔽硬件設備的差異性。存儲區域網絡有兩種模式FC SAN 和IP SAN，FC SAN是基於光纖通道傳輸的模式，傳輸速度快，可靠性高，但是建設成本太高，需要專業的光纖維護人員。IP SAN是基於以太網傳輸的模式，建網成本低，考慮到我院光纖線路不多，大部分線路為雙絞線，沒有專業的光纖維護人員，且IP SAN 比FC SAN 建設成本低，決定採用IP SAN架構比較符合我院當前的業務需求。
2、RAID技術及硬盤類型選擇。從硬盤類型上選擇，對比SSD硬盤、SAS硬盤和SATA硬盤。性能上SSD硬盤相比SAS硬盤、SATA硬盤在磁盤性能上更佔優勢，價格上SATA硬盤相對低廉，SSD硬盤價格最高。考慮到我院HIS系統對數據的讀寫能力要求較高，從讀寫能力上來看適合採用SSD硬盤存儲數據。PACS系統保存的圖像從幾十MB到幾GB不等，且要求存儲時間較長，從成本上來看適合採用SAS硬盤存儲數據，最終決定採用SSD硬盤+SAS硬盤的混合方式做RAID技術比較合適。RAID技術目前比較常用的是RAID5和RAID1+0，從磁盤利用率上來看RAID5利用率高於RAID1+0，從數據安全保護能力、數據恢復能力、磁盤讀寫能力上來看，RAID1+0高於RAID 5。從醫院各業務系統需求和成本上考慮，數據存儲量小，讀寫能力要求較高的HIS、LIS、EMR等系統採用RAID1+0技術。數據存儲量較大，且保存時間要求長的PACS系統採用RAID5技術。存儲陣列有軟件方式與硬件方式兩種。軟件方式在存儲的主機上運行RAID程序，通過控制SCSI卡與磁盤組成形成陣列，採用該方式對於服務器的資源消耗過大，會引起服務器過載等問題，特別是在用戶訪問量大時系統容易崩潰。相比軟件方式，硬件方式是在陣列櫃裡由主板來控制陣列中的磁盤，所有的控制由主板來完成，進而使服務器從高負載中解脫出來，可以有效的提升存儲系統的整體性能、降低故障率。考慮到我院業務系統需求的典型特點就是快速響應、高可靠；避免響應慢、系統故障等問題，使病人等待的時間過長，所以採用比較可靠的硬件方式實現陣列。
3、雙活容災中心。通過對磁盤使用RAID技術，可以解決由於磁盤物理損壞產生的問題。對數據進行備份可以解決由於誤操作或數據邏輯損壞產生的問題。但是我院對火災、水災等自然災害造成的業務中斷問題，並沒有得到有效的解決。為了保證醫院信息系統在應對各種自然災害時的業務連續性，在距離業務大樓1公里的辦公樓新建一個容災機房，將醫院打造成雙活數據中心結構，由於雙活數據中心距離在500米以內，採用光纖直連，時延上接近於單中心內部，因此非常適合採用雙活技術。對於雙活容災中心，分為業務的雙活、存儲的雙活、網絡的雙活。業務的雙活：舊數據中心服務器，在線時長已有7年之久，設備已經老化，已經無法支撐現有業務順暢運行，需要更新替換，無法利舊。根據需求分析，需要採用高性能的服務器以提供快速的業務響應，本次新增8臺16路小型機分別放置在新舊兩個數據中心，使用集群軟件實現醫院各業務的雙活。存儲的雙活：本次新增6臺全冗餘架構的存儲虛擬化設備，新舊數據中心各部署三臺，使站點間和站點內都不存在單點故障的風險，為保障雙中心的存儲的數據同步存儲，實現數據的雙活，設計獨立的數據傳輸光纖通道，保障大量數據雙中心同步。網絡的雙活：本次新增4臺負載均衡設備，新舊數據中心的群集服務器前端各部署2臺，掛接到核心交換機上，通過負載均衡技術，實現兩個數據中心的多臺服務器協調工作，通過設置優先級的方式可以保證重要業務系統的可靠性。當服務器升級維護或系統宕機時，保證穩定的服務器退出服務以避免服務中斷。通過建設雙活容災中心，使醫院整個系統具有業務負載均衡和自動故障切換功能，實現RPO=0、RTO≈0，保證醫院業務的連續性。
4、設備重用。網絡系統升級改造是對現有資源重新配置並增加新功能的過程，合理地保護現有投資是在網絡系統升級改造時必須考慮的問題。本次改造替換下來一批舊的服務器和存儲設備，經過挑選使用一些故障率不高，還有利用價值的服務器和存儲設備，在舊數據中心搭建一套備份系統，連接SAN網絡，對存儲的數據做定期備份，備份策略為每週一進行完全備份，其他時間每天一次增量備份。通過充分利舊，既實現了核心存儲數據的備份，保證數據不丟失，又合理的保護了已有投資。不過由於重用的設備有些老化，在資金充足的情況下會及時替換掉，防止不必要的設備故障引起的數據丟失。
總結：
我通過上述技術和方法，在資金有限的情況下，對我院現存儲結構、備份方式、異地容災等方面進行了升級改造，構建了一個可擴展、高效率、高可靠性的數據中心繫統。項目完成後，經過一個月試運行，系統運行穩定，得到了院領導的肯定。不過由於資金投入有限，只對HIS、LIS、PACS、EMR系統做了雙活容災，下次改造如資金允許，將會對其他輔助型信息系統全部改造。
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