醫保高可用性集群系統建設實踐

劉堃靖，王志奇，張紅，李享

中國中醫科學院廣安門醫院計算機中心，北京 100053

0 前言

在北京市醫保十幾年的發展建設歷程中，醫保系統的各方面技術都在不斷地進行調整。系統接口技術從內嵌式到外掛式的發展；硬件系統結構也從最初的單機系統升級到雙機鏡像系統。然而隨著醫院醫保業務量的逐年增加，參保人員的廣泛覆蓋，醫保門診、住院實時結算業務的上線等諸多原因，造成了雙機鏡像系統在醫保業務處理方面出現了瓶頸，已制約了醫院醫保信息化建設的發展。為此，

建立醫保高可用性集群系統，以提高服務器的性能及穩定性和擴展性，確保醫保系統數據的安全。本文介紹了我院不同時期的醫保系統硬件結構和開發技術。

1 單機系統

醫保系統建設初期，采用單服務器系統，即一臺醫保前置機。前置機是雙網卡結構，設置內外網，其IP 地址分別指向醫保中心分配地址和醫院內部網絡地址，并對NAT路由進行設定。內網卡連接醫院信息系統（HIS），外網卡連接醫保，同時要保證內網和外網的連通，從而保證客戶端與前置機的連通，使終端用戶可以隨時訪問醫保前置機。

在前置機中安裝SQL server數據庫；安裝上傳下載程序，使前置機可以上傳下載數據。

2 雙機鏡像系統

單機系統運行多年后，門診的實時刷卡業務的實現，使得業務處理數據量不斷增大，對系統穩定性的要求也越來越高。為了降低系統災難發生所造成的損失和影響，故對系統的性能要求需重新定位，即系統應該具備容災功能。

2.1 網絡拓撲結構

2臺服務器分別安裝3塊網卡，內網卡通過內網交換機連接到醫院內網，外網卡通過路由器、光電轉換器連接到醫保外網，2臺服務器之間通過心跳線連接實現雙機鏡像（圖1）。

圖1 雙機鏡像系統拓撲結構圖

2.2 系統工作原理

通過SQL server 的鏡像功能，在主服務器（數據庫服務器）和鏡像服務器（應用層服務器）之間建立鏡像關系。這2臺電腦上均安裝數據庫和應用層，但主服務器的應用層不啟用，系統在做日常業務時只調用鏡像服務器上的應用層。醫院每天的業務數據在寫入主服務器的同時也在鏡像服務器進行存儲，當主服務器宕機時，可以啟動鏡像服務器上的鏡像數據庫作為主數據庫，使醫院業務繼續進行。當鏡像服務器宕機時，可以啟動主服務器上應用層，業務可以照常進行。

3 高可用性集群系統的建設

大眾對于中醫的廣泛認同及參保人員的全面覆蓋，使得醫保系統處理數據量的激增。幾十G的數據庫運轉增加了服務器的網絡壓力，醫院在上午業務量大時占用系統資源，使門診、住院實時刷卡業務處理速度變慢，繼而出現停頓及死鎖的現象，情況嚴重時需要重啟設備釋放系統資源，2臺醫保服務器重啟時間需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鏡像系統也不能滿足醫院醫保系統的建設要求，急需建設醫保高可用集群系統，以提高醫保系統性能，更好地滿足門診、住院實時結算的需要，提高醫保數據的安全性和讀寫速度。

3.1 網絡拓撲結構

集群系統的硬件由2臺應用服務器、2臺數據庫服務器及磁盤陣列組成。服務器內部通過心跳線連接，將數據存儲到磁盤陣列；應用服務器通過專網交換機、路由器、光電轉換器和醫保光纖連接到專網。應用服務器和數據庫服務器通過內網交換機連接到醫院內網，數據庫集群和應急服務器實時鏡像實現數據交互。由這些設備共同組成的醫保集群系統（圖2），為醫保應用系統的各終端提供程序訪問和數據存儲服務。

圖2 高可用性集群系統拓撲結構圖

3.2 切換過程

（1）切換前停止所有醫保相關業務，關閉服務器。調整原有2臺服務器位置，同時將2臺集群服務器與磁盤陣列機連接。通電啟動所有設備，完成陣列的配置工作，建立和調試網絡均衡和集群體系。

（2）2臺應用服務器實現網絡流量均衡功能、通過心跳線相互通訊，虛擬一個公共IP地址，加入到醫院的院內局域網中，以供院內局域網的客戶端訪問。將醫保光纖通過醫院的交換機分別接入到2臺應用服務器上，使服務器均能接入到醫保專網，并與醫保網絡正常通訊。

（3）2臺數據庫服務器之間，通過操作系統（2003企業版）實現容錯集群功能。在集群系統中部署醫保業務系統，設置系統參數，使得醫保業務系統能正常運轉。醫保應用系統的數據則統一存儲到磁盤陣列中，磁盤陣列通過光纖直接連接到2臺集群服務器的光纖卡上。

（4）完成集群系統與應急服務器間的數據鏡像調試。當集群系統整體宕機時，在很短時間內，應急服務器可臨時代替集群系統，為全院的醫保結算系統提供服務，起到業務系統的應急作用。

（5）備份醫保數據后，將醫院醫保當前數據從原數據庫服務器移植到集群系統中。系統切換完成后恢復醫保業務。

4 結束語

高可用性集群系統建立后，解決了高業務量處理時間出現的停頓及死鎖現象，提高了處理速度。在系統穩定性方面得到了改善，而且，當其中1臺服務器出現故障時，在5～10 min內系統能自動完成切換，無需人工干預，降低了風險機率，保證了醫保結算業務連續性。醫保系統的建設是全面的，離不開硬件環境和軟件系統的支撐。硬件環境建設發展，在一定程度上又促進了醫院醫保信息化的發展進程。

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