淺談醫院信息系統存儲架構

張林萍　陸為民　王維

【 摘 要 】 論文通過分析醫院信息存儲集成架構的發展，介紹某醫院的信息系統存儲架構及其存在的問題，同時引入部署重要數據庫數據的應用級災備的必要性和需要實現的功能。接著指出醫院信息存儲架構今后的發展方向，最后總結醫院信息系統的存儲和信息安全是一個長期的課題，只有不斷探索改進和應用新技術、新觀念，才能讓醫院的信息系統有長遠的發展。

【 關鍵詞 】 信息存儲架構；SAN存儲；應急災備

【 Abstract 】 This article through the analysis of the development of hospital information storage integration architecture，Storage architecture introduces a hospital information system and its existing problems，At the same time introducing deployment important database data， the necessity of the application level of disaster preparedness and the function of the need to implement. Then points out the development direction of hospital information storage architecture in the future，Finally summarizes storage and information security of hospital information system is a long-term project，Only by constantly explore new technology improvement and application、New ideas to make hospital information system has a long-term development.

【 Keywords 】 information storage architecture；san storage；emergency disaster preparedness

1 引言

醫院日常醫療服務業務對HIS、RIS、PACS等各類信息應用軟件系統依賴越來越強，一旦系統宕機，若不能及時快速修復，將嚴重影響正常的醫療服務，引發醫患矛盾，甚至可能造成醫療事故。而醫院醫療業務信息系統持續穩定的運行很大程度依賴于安全穩定性的高可用信息系統存儲架構。同時醫療數據對于醫院來說，就是根本，是最重要的一部分。

2 早期存儲架構的不足

上世紀90年代早期各大醫院大部分采用的集成存儲架構為傳統的故障轉移型群集，有帶共享存儲的群集和不帶共享存儲的群集兩種類型，它們各存在一些不足之處。傳統的故障轉移型群集存在共享存儲單點故障，此故障發生，系統將中止運行，而且存儲也不便于計劃內停機維護。

另外，不帶共享存儲復制型群集的原理是將主節點需要保護的分區或文件夾，通過網絡復制到備節點，主備節點安裝相同數據庫服務或應用服務，備節點日常是不工作的，通常為主備模式Active/Standby。當主節點發生故障時，群集服務組中的所有資源會切換到備節點運行。主節點故障排除后，若再要切回主節點，需要等待保護區從備節點到主節點反相完全同步完成，此過程不僅等待時間較長，而且同步時爭用正常數據I/O訪問，業務應用軟件系統變的遲緩。還有主機本身所能安裝的磁盤是有限的幾個，不便于容量和I/O性能的擴展，隨著數據量的逐漸增長，存在空間限制和I/O性能瓶頸。

3 高可用存儲集成方案

目前，很多醫院采用的是FC SAN 存儲網絡組成的高可用群集方案。例如某家三級醫院共有兩間信息機房，分布在兩幢建筑中，功能分別定位為主機房和容災機房。根據它的整體架構最底層為兩臺數據存儲，其上一層為兩臺存儲交換機，在一起構成一個簡單而健壯的存儲區域網SAN（云圖部分）；SAN的上一層是群集主機節點，以及其他功能主機；最上層為局域網絡核心交換機；整體上看分成左右兩邊，左邊為主機房，右邊為容災機房，每層設備相互對應及熱備。該集成架構主要解決了共享存儲單點故障。

同時這樣的一種架構，可以防止任一單點故障。如果是一臺存儲需要關機維護，或者損壞，其群集服務功能不受影響，只是速度有所下降，因為可同時讀操作的盤減少了，當該存儲修復好之后，只需要Reactive或Replace磁盤，鏡像卷會自動生成。如果是一個控制器損壞，一臺存儲交換機損壞，一個SFP模塊損壞，一個FC鏈路斷開，一塊HBA卡損壞，也不影響I/O讀寫，因為有冗余路徑和多路徑軟件支持。如果是某臺主機節點發生故障宕機，通過部署的Veritas軟件，其上所有群集服務組資源會轉移到優先級較高的主機節點上運行。即使是整個主機房發生意外，如火災、電源故障等，容災機房群集服務器也能接管所有群集服務組資源，保障業務應用軟件系統可持續運行。

4 重要數據庫數據的應用級災備

在業務連續性方面，目前該醫院內還缺乏有效的重要數據庫數據的應用級災備。雖然通過Storage Foundation部署，解決了存儲單點故障的問題。但是，核心業務數據庫的邏輯故障問題還未得到解決。Storage Foundation所提供的鏡像卷不能防止邏輯錯誤所引發的數據庫實例故障。雖然數據有一份冗余，但是邏輯錯誤的發生會使得冗余數據也存在相同的錯誤。最終仍舊會導致應用層數據庫實例啟動失敗，同樣會導致業務暫停。而且這類故障修復的時間通常都會花費相當長的時間。因此急需一個既能保證實時的重要數據冗余備份，也能夠快速頂替宕機業務系統并且最重要的是能夠徹底杜絕數據庫數據文件邏輯錯誤的災備應急方案。

所以，該醫院信息存儲解決方案下一步的建設主要是計劃在容災機房中新增一部分設備用于部署災備應急系統。該系統主要實現幾項功能。實時增量復制，僅實時傳輸發生變化的數據，網絡帶寬占用小到極致。支持斷點續傳，并可在網絡恢復之后自動恢復續傳，而且恢復連接后無需重新校驗比對，或是重新進行基準同步。當主系統災難故障發生時，災備系統能夠一鍵式快速接管主系統，保障業務應用軟件繼續運行，切實做到應用級災備。當主系統故障修復后，災備系統所接管的業務應用軟件能夠一鍵式快速回切到主系統，同時所產生的新數據也能夠自動增量回寫。具有方便快捷的容災演練操作流程，使得容災演練成為一個常態化的系統例行維護工作，最大程度保證災備系統的可用性。獨立的管控系統對主系統或災備系統無任何操作影響，提供簡易的跨平臺Web管控界面。方便快捷的一鍵式啟用災備系統，整個過程大概在3分鐘左右。災備系統可以支撐業務應用軟件繼續運行，切實做到應用級災備。同時使用災備系統時所產生的數據能夠自動完整導入到原系統中，不需要人工二次補錄數據。

5 醫院信息系統存儲的發展方向

隨著醫療的發展和進步，在大數據時代的今天，醫院的醫療數據，不管是結構化還是非結構化的數據都呈幾何倍數的增長，醫院的數據存儲需求不再是簡單的能夠存放，而是數據的共享訪問，海量數據的快速訪問和檢索，以及實時共享交換，同時還要能進行數據分析和挖掘、數據的快速統計、疾病分類、趨勢分析、藥物分析等。在今后醫院信息系統存儲的發展方向應該考慮存儲虛擬化技術，包括云存儲在醫院PACS中的應用。

6 結束語

醫院信息系統的存儲和信息安全是一個長期的課題，只有不斷的探索改進和應用新技術、新觀念才能讓醫院的信息系統有長遠的發展。

參考文獻

[1] 何萍，索仲良.論如何構建醫院信息系統的安全體系[J].計算機應用與軟件，2007，24（10）：202-204.

作者簡介：

張林萍（1979-），男，上海人，畢業于上海師范大學，本科，學士，醫院信息科職員，工程師；主要研究方向和關注領域：醫院信息系統架構管理與維護。

陸為民（1975-），男，上海人，畢業于上海第二醫科大學，本科，學士，醫院信息科，工程師；主要研究方向和關注領域：醫療信息系統。

王維（1975-） ，男，江蘇東臺人，洛陽工學院，大學本科，工學學士，工程師；主要研究方向和關注領域：醫院信息系統維護。