1 引言
目前醫(yī)院主要業(yè)務都依賴信息系統(tǒng)，信息系統(tǒng)已成為醫(yī)院日常業(yè)務運轉的重要支柱，因此信息系統(tǒng)的業(yè)務連續(xù)性成為醫(yī)院信息化建設工作的一大重點。以首都兒科研究所附屬兒童醫(yī)院為例，由于系統(tǒng)初期建設零散，沒有規(guī)則，對業(yè)務連續(xù)性管理有不利影響，因此借助大量設備已達更新年限必須升級改造的契機，重新規(guī)劃并構建醫(yī)院IT信息系統(tǒng)基礎構架、提供足夠的業(yè)務連續(xù)性保護就成為十分必要的工作。
2 醫(yī)院業(yè)務連續(xù)性
2．1 含義
醫(yī)院業(yè)務連續(xù)性是指醫(yī)院有應對風險、自動調整和快速反應的能力，以保證信息系統(tǒng)業(yè)務的連續(xù)運轉。為醫(yī)院信息系統(tǒng)提供連續(xù)運行的基礎平臺是IT系統(tǒng)基礎構架的主要功能，業(yè)務連續(xù)性是其最主要的性能指標。遵循系統(tǒng)方法的功能原則 有助于從整體上把握IT系統(tǒng)基礎設施建設和改造的目標、方法。業(yè)務連續(xù)性包含3個方面：高可用性、連續(xù)操作、災難恢復。業(yè)務連續(xù)性的核心評估指標有兩項：RTO和RPO。
2．2 具體分析
醫(yī)院的信息系統(tǒng)按照支撐業(yè)務的類型可分為3類：醫(yī)療相關業(yè)務系統(tǒng)、經(jīng)營辦公管理類業(yè)務系統(tǒng)、IT基礎管理類業(yè)務系統(tǒng)，見表1。不同類型的業(yè)務系統(tǒng)對連續(xù)性的要求也有所不同。根據(jù)對業(yè)務系統(tǒng)RTO和RPO的評估，可將連續(xù)性分為3級，針對不同的等級要求，設計合理架構，采用必要技術予以保障，以適當?shù)某杀具_到最佳的績效產出。
表1 醫(yī)院信息系統(tǒng)對業(yè)務連續(xù)性要求
3 IT基礎平臺建設實踐
3．1 總體結構
3．1．1 總體結構。
對復雜系統(tǒng)進行研究和改造時，需要遵循層次性原則。針對IT基礎設施的不同用途和位置，將設備進行分層管理，可分為如下幾個層面：
(1)存儲設備層：主要是存儲設備、數(shù)據(jù)保護設備等，任務是對數(shù)據(jù)進行存儲、備份、遷移的操作，業(yè)務系統(tǒng)需要的存儲資源都集中在這里。
(2)存儲網(wǎng)絡層：用于主機和存儲設備之間的互聯(lián)、分區(qū)、隔離等操作。
(3)業(yè)務主機層：提供應用系統(tǒng)服務的主要平臺，包括業(yè)務系統(tǒng)需要的處理器、內存等資源。
(4)業(yè)務網(wǎng)絡層：主要提供業(yè)務終端和主機之間的通信、主機和主機之間的通信、主機和存儲設備之間的通信管理。
(5)業(yè)務終端層：主要是業(yè)務系統(tǒng)最終使用者的實際操作平臺，執(zhí)行輸入輸出等具體工作。
(6)綜合系統(tǒng)管理：對整個IT基礎構架進行全面的監(jiān)控、管理以及可能的操作。IT基礎平臺總體結構，見圖1。
3．2 存儲設備
3．1．2 采用不同技術手段實現(xiàn)連續(xù)性要求。
(1)針對在線業(yè)務的存儲設備，采用基于存儲虛擬化的磁盤陣列同步鏡像，實現(xiàn)存儲系統(tǒng)零停機，對主機和業(yè)務系統(tǒng)完全透明。
(2)針對業(yè)務數(shù)據(jù)的邏輯錯誤或人為損壞，采用CDP技術，通過磁盤同步鏡像、連續(xù)快照、數(shù)據(jù)日志錄像實現(xiàn)數(shù)據(jù)的零損失。
(3)針對存儲網(wǎng)絡，通過光纖通道網(wǎng)絡的多鏈路自動切換，實現(xiàn)存儲網(wǎng)絡零停機。
(4)關鍵業(yè)務主機通過雙機熱備的故障轉移集群，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務器的連續(xù)服務。
(5)部分小規(guī)模業(yè)務通過服務器虛擬化技術，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)連續(xù)服務。
(6)其他網(wǎng)絡設備、終端設備在前期的建設中通過不同手段實現(xiàn)一定程度的業(yè)務連續(xù)性。
3．2．1 集中存儲系統(tǒng)。
新構建的集中存儲系統(tǒng)為NetApp FAS3140 MetroCluster系統(tǒng)，以兩組盤柜構成同步鏡像，磁盤陣列控制器通過FC—SAN連接主機，共配置2×14塊300 GB容量FC磁盤和2×14塊1TB容量SATA磁盤，采用虛擬存儲技術，已接管了HIS、LIS、移動護理、合理用藥、病案等3O項業(yè)務的存儲。新的集中存儲系統(tǒng)采用很多新技術對業(yè)務連續(xù)性做出重要的支持。
通過雙控制器冗余、RAID DP、MetroCluster集群等技術，對在線業(yè)務的存儲平臺實現(xiàn)了多種多樣的保護效果。具體為：
(1)單一RAID磁盤組允許損壞兩塊硬盤數(shù)據(jù)無損失。
(2)任意磁盤陣列控制器或單一部件故障，磁盤陣列正常服務，業(yè)務系統(tǒng)正常運行。
(3)單一磁盤組或磁盤柜損壞，磁盤陣列正常服務，業(yè)務系統(tǒng)正常運行。
(4)雙控制器可以部署到不同的物理位置，實現(xiàn)遠距離災備和業(yè)務連續(xù)。
圖1 IT基礎平臺總體結構
3．2．2 持續(xù)數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)。
在數(shù)據(jù)中心設置專門用于連續(xù)數(shù)據(jù)保護的CDP設備，用于實現(xiàn)1級系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時鏡像和多點歷史軌跡保存。一旦出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓等重大事故，直接利用VM虛擬機系統(tǒng)從CDP中直接啟動，確保醫(yī)療系統(tǒng)不因IT系統(tǒng)的故障受到重大影響。通過CDP設備，對HIS和LIS系統(tǒng)進行全面數(shù)據(jù)保護，在磁盤陣列完全故障時，保證在外部有一份完全一致的數(shù)據(jù)可以隨時使用；同時，保留255個快照和24 h的數(shù)據(jù)操作錄像，可以回溯24 h內任意時刻的數(shù)據(jù)狀態(tài)，并且在5 rain內指派給用于查詢和分析的服務器。
3．2．3 存儲網(wǎng)絡。
存儲網(wǎng)絡主要采用FC—SAN和基于以太網(wǎng)的iSCSI訪問。構建冗余的IP—SAN網(wǎng)絡，所有的服務器和磁盤陣列都提供冗余的網(wǎng)絡連接�；趦膳_冗余配置的8 GB通道的光纖通道交換機構建的FC—SAN網(wǎng)絡、磁盤陣列、HIS數(shù)據(jù)庫服務器雙機和Vmware虛擬化集群服務器都連接到SAN上。HIS數(shù)據(jù)庫雙機上安裝NetApp的MPIO軟件，Vmware集群上啟用Vmware的MPIO驅動，用于多鏈路光纖通道連接到存儲，實現(xiàn)冗余磁盤設備文件消減和鏈路自動切換。
3．3 服務器平臺
3．3．1 雙機熱備系統(tǒng)。
HIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器采用PC服務器和Windows操作系統(tǒng)，通過MSCS和SQL的故障轉移集群提供保護，實現(xiàn)1—3 min內的主機切換。
3．3．2 服務器虛擬化系統(tǒng)。
通過虛擬化管理平臺滿足業(yè)務連續(xù)性的要求。鑒于安全原因，內外網(wǎng)分別建立不同的虛擬化集群，并排除部分關鍵業(yè)務的服務器單點故障隱患。內網(wǎng)虛擬化平臺用于HIS外的其他業(yè)務系統(tǒng)，包括LIS等醫(yī)療業(yè)務和域控、DNS、DHCP等IT服務業(yè)務；外網(wǎng)的虛擬化平臺主要運行網(wǎng)絡安全服務、網(wǎng)絡服務(DNS、域控等)、圖書館、OA等業(yè)務。通過Vmware提供的HA，F(xiàn)T，VMotion，Storage Vmotion，DRS，SRM 和vRanger等技術，實現(xiàn)以下功能：
(1)針對主機故障，通過HA技術實現(xiàn)2～5 min內業(yè)務恢復到其他主機上。
(2)針對小規(guī)模特別重要的業(yè)務，通過FT實現(xiàn)完全無停機的業(yè)務切換。
(3)針對主機和存儲設備，通過Vmotion和Storage vMotion實現(xiàn)零停機的設備維修維護。
(4)針對主機負載不均衡，通過DRS技術自動調整主機負載。
(5)通過SRM和vRanger實現(xiàn)不同站點間的業(yè)務災備。
3．4 目前醫(yī)院IT基礎設施的實際水平
經(jīng)過重新規(guī)劃的IT基礎設施，提供相對完善的業(yè)務連續(xù)性保護機制，并確立存儲設備、存儲網(wǎng)絡、主機3個層次的業(yè)務連續(xù)性標準：
(1)存儲設備：核心業(yè)務需依賴MetroCluster集群的同步鏡像，使得磁盤陣列的故障對于主機和業(yè)務系統(tǒng)透明，任何磁盤陣列的故障都不會對主機和業(yè)務造成停頓。
(2)存儲網(wǎng)絡：需以冗余的FC—SAN為核心，今后的擴展需通過相同程度的冗余設計進行，主機和存儲都以最少雙鏈路連接到FC—SAN，并啟用多鏈路存儲管理軟件。
(3)業(yè)務主機：核心業(yè)務必須采用雙機熱備或者進入Vmware虛擬化集群，提供足夠的高可用保護和自動恢復業(yè)務的機制，見表2。
表2 目前醫(yī)院IT基礎建設的實際水平
4 結論
4．1 以科學方法論總體規(guī)劃分步實施
利用設備分層管理的理念，利于清晰描述分步實施的邊界，制定相關的技術要求，使規(guī)劃具有較強的操作性。
4．2 詳細的技術方案論證和實驗驗證
技術方案的確定不能局限于討論和實驗室測試，必須在生產環(huán)境中進行小范圍測試。由于生產環(huán)境復雜，對技術方案的論證越充分，實驗越細致真實，實施中的技術障礙越少。
4．3 選擇合適的改造契機
本院此次建設主要因為有大量的設備到達或即將到達使用年限，正需要進行大規(guī)模升級改造，借此契機采用新技術構建新的系統(tǒng)基礎平臺，可以獲得理想的性價比。如果單純追求新技術容易造成浪費，需認真評估其績效。
4．4 獲取足夠的技術支持能力
信息技術發(fā)展迅速，項目實施的效果與技術人員對新技術的掌握程度密切相關。無論是培養(yǎng)自己技術人員還是選擇服務態(tài)度和技術能力良好的集成商作為合作伙伴都需要相當長時間的磨合。
4．5 采用虛擬化技術
本次改造采用了虛擬存儲、虛擬集群和虛擬桌面的技術，實踐證明在業(yè)務連續(xù)性建設中，虛擬化技術起到了重要的作用，實際使用效果非常理想。
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本文標題：構建高業(yè)務連續(xù)性的IT系統(tǒng)基礎平臺
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