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(xiàn)代化三級甲等醫(yī)院�，F(xiàn)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(xiàn)有的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心迫在眉睫。新數(shù)據(jù)中心機房面積為125平方米，距數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心建設為容災備份中心。

1 基于SAN+Centera的技術架構(gòu)

    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(shù)據(jù)的整合，提供可靠的一級在線數(shù)據(jù)管理。同時能夠保存短期內(nèi)需要緩存的PACS圖像文件，并實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jié)合的統(tǒng)一存儲解決方案，即SAN存儲系統(tǒng)結(jié)合EMC Centera歸檔系統(tǒng)，作為數(shù)據(jù)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(gòu)平臺

    在該架構(gòu)中，部署了EMC CLARiiON C×4—480存儲平臺，實現(xiàn)一級在線數(shù)據(jù)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(nèi)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(shù)據(jù)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(xiàn)PACS系統(tǒng)的長期靜態(tài)影像數(shù)據(jù)的高效存儲和檢索，采用EMC公司Centera數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)作為二級靜態(tài)數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)，節(jié)省了一級存儲的寶貴資源，遠程數(shù)據(jù)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(nèi)容鏡像、內(nèi)容再生和地域復制功能，可確保系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，始終都會有一份受到保護的內(nèi)容拷貝，保證了數(shù)據(jù)的完整性。此外，采用EMC Networker集中數(shù)據(jù)備份管理平臺，實現(xiàn)PACS系統(tǒng)影像數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、以及Centera歸檔影像數(shù)據(jù)的集中離線數(shù)據(jù)備份，保障了數(shù)據(jù)的安全可靠。

    SAN+Centera的技術架構(gòu)，不僅保障了醫(yī)院核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(gòu)

    受實際條件的限制，現(xiàn)有數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)備份采用異步數(shù)據(jù)復制技術，RPO指標為分鐘級，一旦生產(chǎn)系統(tǒng)在高峰時間發(fā)生故障，將會丟失相當數(shù)據(jù)，這對于醫(yī)院和病人都是不能接受的。因此將新建數(shù)據(jù)中心，一是實現(xiàn)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(shù)據(jù)中心和容災中心的架構(gòu)將采用基于持續(xù)數(shù)據(jù)保護技術的一主一備數(shù)據(jù)中心架構(gòu)(見圖2)。

圖2 采用EMC RecovERPoint技術的容災方案拓撲結(jié)構(gòu)

    該架構(gòu)使用了EMC RecovERPoint的持續(xù)數(shù)據(jù)保護功能，能同時實現(xiàn)塊級數(shù)據(jù)和NAS文件系統(tǒng)的遠程復制�？梢源_保當單個系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，最大限度減少數(shù)據(jù)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(shù)字化信息系統(tǒng)的整體服務級別。

    由于主數(shù)據(jù)中心距離容災數(shù)據(jù)中心不足300米，因此可采用單模光纖直連的方式連接兩數(shù)據(jù)中心的SAN網(wǎng)絡。主數(shù)據(jù)中心的主存儲系統(tǒng)通過SAN持續(xù)將數(shù)據(jù)復制到容災數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤時，可以通過容災存儲上的容災數(shù)據(jù)進行快速回滾，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫等系統(tǒng)進行任意時間點的恢復：當容災存儲出現(xiàn)故障時，可以通過重新進行數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)一致。從而確保醫(yī)院數(shù)據(jù)的安全可靠存儲。

    在遠端數(shù)據(jù)中心構(gòu)建醫(yī)院的核心數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)服務器，當生產(chǎn)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(shù)據(jù)，實現(xiàn)容災的快速切換。當生產(chǎn)中心站點恢復后，可以通過數(shù)據(jù)反向復制將修改數(shù)據(jù)增量同步回生產(chǎn)中心，然后實現(xiàn)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(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)讀寫頻率高，數(shù)據(jù)實時性及連續(xù)性業(yè)務要求高。對于這部分數(shù)據(jù)，采用實時同步方式進行持續(xù)數(shù)據(jù)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(xiàn)長時間的數(shù)據(jù)恢復，消除邏輯操作錯誤帶來的數(shù)據(jù)損失。

    針對PACS系統(tǒng)的影像文件，由于數(shù)據(jù)量巨大，且每日數(shù)據(jù)增量大，不能使用傳統(tǒng)的備份模式進行數(shù)據(jù)保護。因此，針對在線數(shù)據(jù)采用基于NAS的遠程數(shù)據(jù)復制技術進行數(shù)據(jù)的在線保護，歷史數(shù)據(jù)則通過數(shù)據(jù)歸檔解決方案進行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏡像軟件Replicator，通過IP鏈路，將PACS系統(tǒng)的在線影像數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(gòu)能夠保護醫(yī)院數(shù)據(jù)在通常如服務器失效、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)保護技術，還使系統(tǒng)可以抵御突發(fā)災難事件，使整個數(shù)據(jù)中心免于停頓，優(yōu)于原先架構(gòu)。

3 討論

    數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心，改變原有系統(tǒng)架構(gòu)必須十分審慎，必須經(jīng)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。總之，數(shù)據(jù)中心的建設要根據(jù)醫(yī)院的實際情況，立足現(xiàn)在，著眼未來。

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本文標題：數(shù)據(jù)中心存儲與容災的技術架構(gòu)設計

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