第四軍醫(yī)大學唐都醫(yī)院是一所集醫(yī)療、教學、科研、預防、保健和康復為一體的大型現代化三級甲等醫(yī)院�，F開設床位1200張，年門急診量達71萬人次，年收容量近7萬人次。目前總面積14萬平方米的3棟病房大樓即將投入使用，醫(yī)院的床位將擴展到3000余張�，F有的數據中心建于2005年，機房面積僅有40平方米，無法滿足將來系統(tǒng)升級擴容的需要，新建數據中心迫在眉睫。新數據中心機房面積為125平方米，距數據中心200余米�？紤]到醫(yī)院信息系統(tǒng)的可靠性和長遠發(fā)展，擬將原數據中心建設為容災備份中心。
1 基于SAN+Centera的技術架構
唐都醫(yī)院于2009年實施了PACS。隨著醫(yī)院業(yè)務的增長，其存儲系統(tǒng)建設面臨全新需求，主要包括PACS、RIS、HIS等核心應用系統(tǒng)數據的整合，提供可靠的一級在線數據管理。同時能夠保存短期內需要緩存的PACS圖像文件，并實現快速查詢能力，以響應前端業(yè)務需要。此外，還要求容災中心與數據中心的核心做異步復制，使醫(yī)院信息中心具有災難恢復能力，保護信息的完整與安全。
為解決上述兩大需求，采用短期／長期分類，動態(tài)／靜態(tài)結合的統(tǒng)一存儲解決方案，即SAN存儲系統(tǒng)結合EMC Centera歸檔系統(tǒng)，作為數據中心的全新存儲模式(見圖1)。
圖1 一樣容災SAN與Centera歸檔組成的架構平臺
在該架構中，部署了EMC CLARiiON C×4—480存儲平臺，實現一級在線數據存儲，不僅能夠提供高性能的在線文件訪問，而且能保存短期內需要緩存的PACS圖像文件。同時，在容災中心部署了EMC CLA Rii0N C×4—1 20SAN存儲平臺，與數據中心的核心存儲進行異步復制，使醫(yī)院信息中心具有災難恢復能力。
為了實現PACS系統(tǒng)的長期靜態(tài)影像數據的高效存儲和檢索，采用EMC公司Centera數據歸檔系統(tǒng)作為二級靜態(tài)數據歸檔系統(tǒng)，節(jié)省了一級存儲的寶貴資源，遠程數據容災系統(tǒng)與Centera歸檔完全融合。Cente ra采用冗余設計，無單點故障，具有內容鏡像、內容再生和地域復制功能，可確保系統(tǒng)出現故障時，始終都會有一份受到保護的內容拷貝，保證了數據的完整性。此外，采用EMC Networker集中數據備份管理平臺，實現PACS系統(tǒng)影像數據、數據庫數據、以及Centera歸檔影像數據的集中離線數據備份，保障了數據的安全可靠。
SAN+Centera的技術架構，不僅保障了醫(yī)院核心系統(tǒng)數據的安全可靠，還將影像的瀏覽時間由原先的分鐘級別提升到秒級，減少了系統(tǒng)訪問的響應時間。
2 基于EMC RecovERPoint的技術架構
受實際條件的限制，現有數據中心及容災中心同處一間機房，不是真正意義上的異地容災，且數據備份采用異步數據復制技術，RPO指標為分鐘級，一旦生產系統(tǒng)在高峰時間發(fā)生故障，將會丟失相當數據，這對于醫(yī)院和病人都是不能接受的。因此將新建數據中心，一是實現真正的異地容災，二是優(yōu)化原有備份恢復策略，較大改善RPO和RTO目標。新數據中心和容災中心的架構將采用基于持續(xù)數據保護技術的一主一備數據中心架構(見圖2)。
圖2 采用EMC RecovERPoint技術的容災方案拓撲結構
該架構使用了EMC RecovERPoint的持續(xù)數據保護功能，能同時實現塊級數據和NAS文件系統(tǒng)的遠程復制�？梢源_保當單個系統(tǒng)出現故障時，最大限度減少數據的丟失量(包括零丟失)，最快速度的恢復關鍵應用系統(tǒng)，提高數字化信息系統(tǒng)的整體服務級別。
由于主數據中心距離容災數據中心不足300米，因此可采用單模光纖直連的方式連接兩數據中心的SAN網絡。主數據中心的主存儲系統(tǒng)通過SAN持續(xù)將數據復制到容災數據中心的容災系統(tǒng)上，復制方式有同步或異步兩種方式方式。當主數據中心的數據出現錯誤時，可以通過容災存儲上的容災數據進行快速回滾，能夠實現數據庫等系統(tǒng)進行任意時間點的恢復：當容災存儲出現故障時，可以通過重新進行數據同步，實現兩個數據中心的數據一致。從而確保醫(yī)院數據的安全可靠存儲。
在遠端數據中心構建醫(yī)院的核心數據庫應用系統(tǒng)服務器，當生產站點發(fā)生大的自然災難時，可以通過容災中心的服務器訪問備份存儲上的數據，實現容災的快速切換。當生產中心站點恢復后，可以通過數據反向復制將修改數據增量同步回生產中心，然后實現容災恢復。
對于HIS、LIS、EMR、RIS、醫(yī)保等醫(yī)院核心業(yè)務系統(tǒng)數據庫數據，其數據讀寫頻率高，數據實時性及連續(xù)性業(yè)務要求高。對于這部分數據，采用實時同步方式進行持續(xù)數據保護，同時保留較長的日志時間。利用EMC RecoverPoint的日志前滾與回滾功能，實現長時間的數據恢復，消除邏輯操作錯誤帶來的數據損失。
針對PACS系統(tǒng)的影像文件，由于數據量巨大，且每日數據增量大，不能使用傳統(tǒng)的備份模式進行數據保護。因此，針對在線數據采用基于NAS的遠程數據復制技術進行數據的在線保護，歷史數據則通過數據歸檔解決方案進行數據保護。在信息中心機房或者遠程容災部署2套EMC統(tǒng)一存儲設備，利用EMC的數據鏡像軟件Replicator，通過IP鏈路，將PACS系統(tǒng)的在線影像數據進行遠程復制保護，當其中任何一臺存儲設備發(fā)生故障時，保證數據丟失量最少。同時，在鏈路正常的情況下，可以快速將應用系統(tǒng)切換至容災存儲，最大限度地降低由于存儲系統(tǒng)故障造成的系統(tǒng)停機所帶來的影響。
綜上所述，該架構能夠保護醫(yī)院數據在通常如服務器失效、數據損壞、軟件出錯、病毒和終端用戶差錯等情形下不受損失。同時，利用持續(xù)數據保護技術，還使系統(tǒng)可以抵御突發(fā)災難事件，使整個數據中心免于停頓，優(yōu)于原先架構。
3 討論
數據中心的建設是一項十分復雜的工程，僅僅是將系統(tǒng)從一個機房遷移到另一個機房，就可能遭遇系統(tǒng)宕機、硬件損壞等不可預測的情況。因此，建設新的數據中心，改變原有系統(tǒng)架構必須十分審慎，必須經過充分論證和實際驗證方可實施。不宜過度追求技術上的先進性，而導致系統(tǒng)過于復雜而無法順利過渡�？傊�，數據中心的建設要根據醫(yī)院的實際情況，立足現在，著眼未來。
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本文標題：數據中心存儲與容災的技術架構設計
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