关于医院信息系统业务连续性的研究

王学梅　李洁　毕占岁

摘要：该文从技术角度探讨目前市面上常见的备份、容灾技术解决方案，以期选择一个最合适的技术以保障医院信息系统的业务连续性。

关键词：医院信息系统；业务连续性；容灾技术

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）27-0031-02

Weihai， Weihai 264400， China； 3.Equipment Department， Wendeng Central Hospital of Weihai， Weihai 264400， China）

Abstract： In this paper， from a technical point of view of the common market of backup and disaster recovery technology solutions， in order to choose a most suitable technology to ensure business continuity of the hospital information system.

Key words： hospital information system； business continuity ； disaster recovery technology.

随着IT技术在医院的深入应用，各IT系统已成为支撑医院正常运行的核心保障，也成为各医院的“利润中心”。如何保证各IT系统的正常运行、或者在系统出现故障时能够最快、最大程度的恢复系统成为摆在医院IT部门面前的一个很大的挑战。

从大的方面看，管理要求以及技术实现是影响医院信息系统业务连续性的最重要的两个方面。管理要求即要制定医院的业务连续性规划、制定业务连续性方案、识别业务连续性风险、进行业务连续性演练与培训等。而技术实现是保证业务连续性目标的“法制”手段，是业务连续性要求落地的最根本方法。在本文中，对医院业务连续性的探讨将不涉及管理要求，而是从技术方案的角度探讨合理的技术方案对业务连续性的影响。

1 影响业务连续性的因素

在现实当中，只要存在数据传输、存储与交换，就有可能发生数据丢失的情况。从技术角度看，影响业务连续性的数据故障形式主要分为系统故障、事务故障、介质故障三种。

系统故障，即由于某种原因导致系统异常终止，停止运行，从而造成系统失去响应，内存中数据丢失。一般情况下系统故障不会导致外部存储数据丢失。

事务故障，一般是由于程序执行错误而引起事务非预期的、异常终止的故障。事务故障也有可能是由于系统故障引起。

介质故障，指外存储设备故障，主要有磁盘损坏，磁头碰撞盘面，突然的强磁场干扰，数据传输部件出错，磁盘控制器出错等，或者由于不可抗力因素导致的磁盘物理损坏。

2 容灾技术介绍

按照对系统的保护程度来分，可以分为数据级容灾、应用级容灾以及业务级容灾。

数据级容灾[1]是指通过一定的手段，在灾难发生之后能够确保原有数据不会丢失或者遭到破坏。

应用级容灾[1]是指建立与本地生产系统相同的业务系统，当生产系统出现异常时备份系统能够快速替代。

业务级容灾是全业务的灾备，除了必要的IT相关技术，还要求具备全部的基础设施。由于建立业务级容灾是比较大的系统工程，在本文将不涉及。

2.1 数据级容灾的技术手段

数据级容灾的技术手段一般有如下几种：

2.1.1数据存储软件自带功能

目前市面上常用的商业数据存储软件一般本身都带有数据备份与恢复功能，如甲骨文的Oracle数据库系统、微软的SQL Server数据库管理系统。此类解决方案一般是综合运用远程镜像技术[2]、快照技术等，从而实现数据的远程同步以及远程备份，以达到本地数据遭到破坏时远程数据可被快速恢复。常见的数据备份方案如下图所示：

通过镜像技术，可以实现将本地数据复制到备份系统，通常称为主镜像系统和从镜像系统。镜像技术是整个容灾技术的核心。

镜像技术又分为同步镜像技术和异步镜像技术。同步镜像技术的优点是当主镜像系统出现问题时能够快速切换到从镜像系统，从而保证业务连续性，缺点是由于实时传输往返传播造成的延时较长，不适合于远程备份，只适合于近距离应用。异步镜像技术的优点是对本地系统资源的占用较小，适合远距离传输，缺点是会出现数据不一致的问题。

镜像技术往往同快照技术结合起来实现远程备份，即通过镜像把数据备份到远程存储系统中，再用快照技术把远程存储系统中的信息备份到远程的磁带库、光盘库中。通过这种方式，可以更大限度的保证数据的完整性，及时主镜像系统以及从镜像系统的全部出现问题，也能够进行数据恢复。

2.1.2第三方数据备份与恢复软件

目前市面上有多种数据备份与恢复软件，而且也有很多种技术方案。其基本思路是在数据库或者文件服务器端安装一个定时代理软件，从而实现数据的定时备份。

此类软件的优点是支持多数据库、多文件服务器、多操作系统，可以为数据的备份与恢复提供统一的解决方案。缺点是操作比较复杂，需要比较高素质的操作人员；当作业比较多时常常出现堵塞，造成数据不能及时备份；当数据量比较大时，回滚到某一版本速度比较慢。

RAID以及SAN

为了保证数据的完整性，在医院实际的系统运行过程中经常将同一份数据冗余存储，这里面用到的主要技术是磁盘的RAID技术以及互联技术。

RAID是现行医院的标准配置，其特点是利用多个廉价的磁盘形成冗余，组成RAID阵列的任何一个磁盘出现问题被拔出时，不影响数据同时也不影响磁盘阵列的运行，从而保证某个存储设备出现小问题时业务也不受影响。

SAN利用光纤实现主从数据中心之间的数据复制，当一个SAN出现问题时另一个SAN能够快速替代。目前市面上出现了多种基于IP的SAN备份技术，其优点是系统稳定性相对较高，但设备成本也比较高。

2.2 应用级容灾的技术手段

应用级容灾的技术手段主要包括负载均衡以及集群技术。负载均衡提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。其本质就是将操作分摊到多个操作单元上进行执行，多个业务单元共同完成工作任务；集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机，它们构成了一个组，并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。集群配置是用于提高可用性、可扩展性以及增加可靠性。

虚拟化技术是负载均衡以及集群技术的集大成者，目前很多医院都已经建立了虚拟化系统来保障业务连续性。虚拟化技术使用软件的方法重新定义划分IT资源，可以实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享，提高IT资源利用率。

3 虚拟化技术应用的优缺点

3.1 虚拟化技术在保证业务连续性方面的优势

1）利用负载均衡动态分配服务器资源。利用负载均衡技术可以根据网络流程情况动态分配服务器资源，从而优化网络资源流量的分配。

2）利用集群技术实现服务器的无缝切换。当一个虚拟服务出现满负荷或者停止响应时，会快速生成一个替代的服务资源，保证业务平滑地过渡到新系统。

3）服务器准备时间更快，几乎可以做到瞬间完成。

4）极大减少服务器迁移的时间与成本，甚至可以做到在不宕机的情 况下将服务迁至新硬件。

3.2虚拟化技术可能影响业务连续性的劣势

1）虚拟化技术需要重新定义新的网络架构。采用虚拟化技术，需要对原来的网络架构进行一定的改动，建立新的网络架构，以适应服务器虚拟化的要求。然而，网络架构的改动打破了原来平衡的网络架构系统，因此就会产生一些风险。

2）可能导致服务器硬件设备的超负载运行。服务器虚拟化虽然能产生若干个逻辑服务器供用户使用，但是这些产生的服务器只是虚拟的，还需要借用物理服务器的硬件系统来进行各种应用程序的运行。一旦各个虚拟服务器的应用程序全部运行起来，就会大量占用物理服务器的内存、中央处理器、网络等硬件系统，从而给物理服务器带来沉重的运行负担。极端情况下还会带来物理服务器的宕机，从而影响所有虚拟服务器的运行。

3）服务被攻击的概率大大增加。服务器虚拟化后，每个虚拟机都会装上自己的管理程序。但是管理程序在设计中都有可能会产生一些安全漏洞和缺陷，这些漏洞和缺陷则有可能成为电脑黑客的攻击服务器的着手点，进行一些非法操作。同时更重要的是，当一台虚拟机因安全漏洞和缺陷遭受黑客攻击时，其他的虚拟机也会受到影响，致使虚拟机失去安全保护。

总的来看，在做好虚拟化实施规划、识别虚拟化风险、制定好相应的应对措施的基础上实施虚拟化项目利远大于弊，而且虚拟化已成为云计算、医院服务器资源建设的最核心技术，已成为实施应用级业务连续性的主流技术。

4 总结

医院的信息化发展也有一个逐渐的过程，不能一蹴而就，更不能停滞不前。医院首先应该确保数据级容灾技术[3]的实施，保证数据资产的完备性。同时我们也欣喜地看到，目前国内多家医院也已经在实施虚拟化项目，通过虚拟化项目的实施，使医院能够在保证应用级业务连续性上更进一步。

参考文献：

[1] 刘迎风，祁明. 容灾技术及应用[J]. 计算机应用研究， 2002（6）： 7-10.

[2] 杨晓红，李健，杨卫国. 信息系统容灾技术的分析与研究[J]. 计算机工程与设计， 2005（10）： 2727-2729.

[3] 朱惠民，赵俊阁. 基于信息系统容灾技术的数据存储脆弱性分析[J]. 计算机与数字工程， 2013（5）： 794-796.