淺析我院HIS系統升級的必要性及方案制定

田凱元

(天津市職業病防治院 信息科，天津300011)

淺析我院HIS系統升級的必要性及方案制定

田凱元

(天津市職業病防治院 信息科，天津300011)

本分主要描述了我院HIS系統的現狀與存在的問題，針對性地制定了相應的解決方案，同時對在升級過程中可能會遇到的問題進行了闡述并制定對策。

HIS系統；Oracle；服務器；數據遷移；容災

我院HIS系統于2007年正式上線，隨著我院的快速發展，HIS系統不論是軟件還是硬件都將面臨更新、升級的問題，系統性能需求驅動，硬件設備的問題，數據的積累，磁盤I/O瓶頸以及對日常業務的開展效率產生的嚴重影響都促使著我院迫切的需要對HIS系統的軟、硬件進行升級與改造。

1 現狀描述

醫院現有HIS系統數據庫服務器為兩臺2007年購置的IBM X3650服務器，磁盤陣列也為同年購置。服務器上所采用的操作系統平臺為Windos Server 2003 32位，架設的數據庫為Oracle 9i,版本號為9.2.0.8。Oracle數據庫服務器采用的是Windows AD Server 自帶的群集功能，用兩臺服務器做了一個群集，從而為數據庫提供容錯能力。客戶端的終端軟件有PowerBuilder開發，在客戶端操作系統上需安裝Oralce客戶端，每個客戶端需要有獨立的賬戶和角色才能進行系統操作。

2 存在問題與分析

2.1 存在問題

HIS系統是我院日常運作的基礎平臺，各項業務數據都需要系統進行處理。由于業務量的增長、HIS服務器7×24h滿負荷運轉，運行壓力非常大。首先表現為日常門診掛號、收費的響應速度非常慢，一旦連接到HIS數據庫的并發會話超過300個，系統便運行緩慢，門診醫生站需排隊等候登錄系統，甚至出現不能登錄的情況，嚴重影響了日常診療業務的開展。高峰時期(10:00-11:00)，服務器CPU占有率持續100%，嚴重時會出現服務器死機。目前運行的HIS系統沒有完整的安全備份策略，只有部分數據的冷備份及數據導出，一旦發生服務器宕機或磁盤損壞，就會造成數據的丟失，因而數據安全性存在著較大的風險。

2.2 原因分析

(1)硬件平臺因素：現用的HIS服務器與磁盤陣列購買時間較早，當時的硬件配置已不能滿足當前系統的需求，比如服務器內存只有4G，CPU處理能力已達到峰值，各部件也已經到了老化的地步。以現在的系統讀寫需求，支撐上存在I/O讀寫瓶頸。由于客戶端是直接連接數據庫，并且為設置連接池機制，導致數據庫文件在磁盤讀寫頻繁，磁盤I/O次數和帶寬長期承受較大壓力，不能滿足繁忙的業務系統，因此現有的磁盤陣列已呈瓶頸。

(2)數據庫與操作系統因素：現用的Oracle版本為9i,當前服務器是32位的體系結構，服務器的內存只有4G，系統內存嚴重不足。這個數據庫版本在此操作系統下只能使用1.7G的內存，Oracle在Windows平臺下采用單進程技術，在Oracle的體系結構中的后臺進程和為每個數據庫用戶服務的服務進程，都是采用線程來實現。因此無論服務器的實際物理內存有多少，Oracle所能使用的內存都不可能超過3G。這對我院數據分析處理與并發用戶的連接是致命的限制。隨著業務的發展，模塊及用戶的增多，會面臨登錄會話繼續增長的壓力，因此我們決定放棄現用的32位操作系統，選擇64位系統。

3 解決方案的制定

3.1 升級硬件平臺

根據建設思路，結合我院實際業務情況并考慮業務發展對服務器處理能力的要求，保證未來3～5年內業務發展需要，本著“經濟、實用、可拓展”的原則，重新部署兩臺數據庫服務器與一臺存儲。經過充分調研，決定購置兩臺IBM X3850 X5服務器(2*E7-480732GB內存2*300GB 硬盤DVD冗余電源雙千兆以太網8GB HBA FC光纖卡)，以目前HIS系統框架來說，該型號的服務器可以完全滿足全部需求，且提供足夠的冗余資源，并能夠有效的支撐未來幾年內后續應用與數據的增加所帶來的壓力。另外購置一臺EMC存儲(VNX5100 6*600GB 10K 3.5”磁盤)，該存儲能夠滿足當前HIS系統數據訪問模式下對磁盤I/O的讀寫速度要求，與數據文件的安全。我們考慮系統必須要有大內存的支持，采用大內存出發點是為了解決磁盤I/O瓶頸。大內存的使用能夠提供足夠的數據庫緩存保存用戶最近使用的數據塊，支持數據共享，減少I/O操作，并且可用于提高數據共享，減少I/O請求次數，因而可有效提升數據系統的整體效率。

3.2 升級系統運行平臺

(1)操作系統：將當前操作系統升級到Windows Server 2008 64位，能夠有效地解決32位操作系統對數據文件及內存、CPU的諸多限制問題。搭載著新的64位操作系統的服務器，相比32位系統，最大的性能提升是在于內存尋址空間的擴大。32位操作系統的4G內存限制經指數級擴張達到了目前硬件條件無法實現的大小。因此，在64位操作系統中，在硬件允許的條件下，存在多少物理內存，Oralce數據庫就能使用多少內存空間，更好的去利用服務器的計算資源與存儲性能,更好的提升系統性能。

(2)數據庫系統：將現用的Oracle 9i升級至Oracle 11G，升級后可采用較先進的數據庫技術，提供更高的訪問速度，支持更大的訪問需求，并在數據庫容錯和安全方面可設置更高的級別，升級至Oracle 11G R2 64位版本后，該數據庫支持連接會話數基本只取決于操作系統及服務器性能的本身，不取決于數據庫系統本身，這樣一來就會更好的利用服務器資源，將其性能優勢發揮到極致。

3.3 數據遷移

根據我院的數據庫規模和具體業務特點，我們選擇了最常用的數據庫導出/導入來進行數據的遷移。EXP/IMP將采用表結構→數據行→索引的順序進行。數據庫的導出導入是一種最傳統的常用的數據遷移及轉化工具，因其導出文件具有平臺無關性，所以在跨平臺遷移中，最為常用。它可以通過數據庫的升級，重新構造數據庫的存儲結構，如果數據不是非常大的情況下這種方法比較適合，因為這種辦法所耗費的時間是與數據量的大小成正比的。根據我醫院的實際數據大小，我們要求的升級方法停機時間短，對醫院正常工作影響小并且保證數據的高度安全性，不造成數據丟失。經過測試，我院數據導出/導入的時間大約為4h，在可接受的范圍內。由于HIS不能長時間停機，所以我們決定此次作業的時間為00:00至6:00，不能超過此時間，否則中止作業。

3.4 應急預案的制定

由于本次升級過程沒有對原數據庫做任何改動，數據的遷移過程只是在邏輯層面將數據進行導出并導入至新數據庫中，除了IP地址有所變動，并不會對原環境產生任何改變。所以，如果萬一升級失敗或出現其他不可預見性的問題，直接啟動原來數據庫即可恢復正常業務，完成緊急情況下的回退。

3.5 容災方案

通過對磁帶庫和Oracle自帶的DataGuard及GoldenGate等技術的比較，結合已有數據庫環境及數據量的大小，我們考慮利用DataGuard來進行容災，并完全可以勝任，同時DataGuard技術也是Oracle高可用體系架構(MAA)中的數據同步技術。具體方法為：搭建一個DataGuard。它是在Primary數據庫(住數據庫)與Standby數據庫(備庫)間通過將Redo Entry或者歸檔日志同步傳送到備庫應用，來保證數據的同步。備庫作為主數據庫的備份，可以實現快速切換與災難恢復，使得由于數據庫故障而帶來的損失降至最低。并且在oracle 11g當中，可使備庫一邊應用日志一邊提供只讀訪問。

4 結論

升級完成后，整個系統的性能都得到了極大的改善，業務繁忙時爭搶資源的情況得到很好的解決，客戶端程序響應速度明顯加快，特別是對于之前問題較嚴重的門診收費、掛號，和需要進行大量查詢計算才能完成業務的部門效果尤為明顯。總之，由于我們詳盡的分析和充分的準備以及方案的正確可行，我們順利的完成了我院第一次HIS系統升級工作，為以后的相關工作積累了寶貴的經驗。

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Talking about the development of our hospital HIS system upgrades and programs necessary by

TIAN Kai-yuan

(Tianjin Occupational Disease Prevention Hospital Information Section 30011)

This sub describes the current situation and problems in our hospital HIS system and from other aspects of software and hardware platforms and databases detailed analysis of the causes of the problem. For these reasons the development of appropriate solutions, while issues during the upgrade process might encounter elaborated and develop countermeasures. The purpose is to wait until after the upgrade system performance in a significant improvement, and create a stable, efficient, data security, easy to maintain HIS systems.

HIS system; Oracle; server; data migration; disaster

2014-05-06

R197.324

A

1002-2376(2014)09-0018-03