基于異地冗余的RIS/PACS系統

居益君，吳晶濤，倪培耘

江蘇省蘇北人民醫院，江蘇 揚州225001

基于異地冗余的RIS/PACS系統

居益君，吳晶濤，倪培耘

江蘇省蘇北人民醫院，江蘇 揚州225001

在我院建設全院級RIS/PACS系統的過程中，設計和實現了基于異地冗余的系統架構。采用Sybase數據庫服務器的數據復制功能實現PACS數據庫主備服務器之間的實時數據同步，采用F5公司的BIGIP應用層交換機實現PACS應用服務器的冗余和負載均衡。采用MYSQL的數據復制功能實現RIS主備服務器之間的數據同步。

RIS ；PACS ；數據安全；數據備份

0 前言

對于醫院信息化建設來說，系統的安全性和高可用性是至關重要的方面[1]。安全性主要是指數據的安全性。數據冗余可在出現設備故障、操作失誤、災害等因素時，將數據丟失的可能性降到最低。高可用性則指系統不中斷地提供應用，在上述災害等因素影響下，最大程度保障系統的全部應用能力，臨床業務不受影響。為此，在我院實施RIS/PACS系統時，設計并實現了基于主備機房異地冗余的架構。

后臺服務器的架構設計分為：①PACS系統；②RIS系統。

1 PACS系統架構設計

我院的PACS是一個多模塊的系統，整個系統由Sybase數據庫服務器、影像存儲服務器、中間件服務器、DICOM應用服務器、臨床Web服務器等構成。在這些模塊的設計上，Sybase數據庫服務器是集中式的，而影像存儲服務器、中間件服務器、DICOM應用服務器和臨床Web服務器是分布式的。分布式模塊本身具有異地冗余的能力，所以要解決的問題，主要是Sybase數據庫服務器。在Sybase數據庫服務器的異地冗余上，我們采用了Sybase本身具有的數據復制功能來同步數據。采用OpenSwitch組件提供客戶端的訪問。數據復制可以實時將生產庫的SQL語句復制到備份庫并執行，從而保持兩個庫數據的一致性。OpenSwitch類似于在客戶端和數據庫之間做了一個中間轉發模塊，所有客戶端跟數據庫的連接先跟OpenSwitch建立連接，OpenSwitch再將連接導向對應的數據庫服務器。OpenSwitch跟數據庫的連接可以在兩臺服務器之間切換，客戶端連接也不會中斷。數據復制功能監控Sybase服務器的狀態，當前生產數據庫發生故障，會將備份庫提升為生產庫，并且通知OpenSwitch將所有客戶連接導向新的生產庫。這個機制實現了客戶端訪問的不間斷性。

實現了數據庫的數據同步和狀態切換問題后，其次要解決的就是影像存儲服務器的冗余問題。影像存儲服務器是專門負責存儲影像文件的大容量存儲服務器。為此，我院配置了兩臺影像存儲服務器。在PACS中，影像存儲服務器會在數據庫中注冊，應用系統可以查詢數據庫找到可用的影像存儲服務器。所以當配置兩個或以上的影像存儲服務器時，這些服務器本身就具有了冗余的性質。

另外要解決的是應用服務器的高可用性和負載均衡[2～4]，包括中間件服務器、DICOM應用服務器和臨床Web服務器。為此我院采用了F5公司提供的BIGIP應用層交換機。該交換機可以對同一組應用建立一個虛擬服務器，每個虛擬服務器對應多個實際的服務器，這些服務器可以并發提供服務，也可以根據優先級形成主備關系。為了實現整個系統的冗余，我院配置了2臺OpenSwitch服務器、2臺中間件服務器、4臺DICOM應用服務器和2臺臨床Web服務器。在兩臺F5上各建立了4個虛擬服務器：OpenSwitch虛擬服務器、中間件虛擬服務器、DICOM虛擬服務器和臨床Web虛擬服務器。這樣，整個PACS系統的全部子系統都形成了冗余，任何單臺服務器的故障將不會影響客戶的使用，對前端的使用者來說甚至不會有任何的感覺。

PACS系統的架構如圖1所示。實線和虛線分別表示切換前后服務器之間的連接狀態。

圖 1 PACS系統架構示意圖

2 RIS系統架構設計

RIS系統使用MYSQL作為數據庫平臺，利用了MYSQL 5.0具有的數據復制功能。該功能實現是在生產庫和備份庫之間復制SQL語句并執行，從而保證兩個庫的數據一致性。除了數據庫之外，RIS系統還產生一些文件數據，包括掃描的申請單、生成報告的文件。在文件的同步上，采用了Linux 文件系統的rsync程序，設定1h間隔的自動任務來執行rsync，實現文件系統之間的增量同步。

對于RIS主服務器和備份服務器之間的自動切換，使用LifeKeeper集群軟件實現。該軟件可以將浮動IP和應用程序在兩臺服務器之間切換。客戶端通過浮動IP來連接服務器。在正常時，浮動IP和應用程序加載在主服務器上，一旦LifeKeeper檢測到主服務器不可用，會馬上將浮動IP加載到備份服務器上并且啟動應用程序。為了防止因網絡原因而導致LifeKeeper對服務器狀態的判斷出現錯誤，在兩臺服務器之間設置了兩條完全獨立的通信路徑，只有兩臺通信路徑全部中斷，才認為服務器已經不可用并且發生切換。

RIS系統的架構如圖2所示。

圖 2 RIS系統架構示意圖

3 總結

綜上所述，在我院RIS/PACS方案設計和實施過程中，設計了完全冗余的系統架構[5～7]。這個架構具有很高的安全性和高可用性，任何單臺服務器的故障都不影響前端的應用。當出現機房電源、網絡或其他意外情況而不可用的時候，備份機房的系統仍然具有全部的應用能力。這樣的方案保證了醫院業務的可用性和數據的安全性，為醫院信息化建設向更高層次發展做出了有益的探索。

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RIS/PACS System Based on Off-site Redundancy

JU Yi-jun,WU Jing-tao;NI Pei-yun
Subei People's Hospital,Yangzhou Jiangsu 225001,China

TP393.02；TP393.08

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.11.012

1674-1633(2010)11-0032-02

2010-11-08

作者郵箱：bmw7755@163.com

Abstract:During construction of the whole hospital RIS/PACS system, we designed and implemented a security system bases on remote redundancy. We used the replication function of Sybase to synchronize data between active and standby database servers in real time,and used F5 BIGIP application switches to implement the redundancy and load balance of application servers,then used replication function of MYSQL and rsync program of Linux to synchronize data between two RIS servers.

Key words:RIS;PACS;network security;data backup