浅谈医院信息系统存储架构

张林萍　陆为民　王维

【 摘 要 】 论文通过分析医院信息存储集成架构的发展，介绍某医院的信息系统存储架构及其存在的问题，同时引入部署重要数据库数据的应用级灾备的必要性和需要实现的功能。接着指出医院信息存储架构今后的发展方向，最后总结医院信息系统的存储和信息安全是一个长期的课题，只有不断探索改进和应用新技术、新观念，才能让医院的信息系统有长远的发展。

【 关键词 】 信息存储架构；SAN存储；应急灾备

【 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

医院日常医疗服务业务对HIS、RIS、PACS等各类信息应用软件系统依赖越来越强，一旦系统宕机，若不能及时快速修复，将严重影响正常的医疗服务，引发医患矛盾，甚至可能造成医疗事故。而医院医疗业务信息系统持续稳定的运行很大程度依赖于安全稳定性的高可用信息系统存储架构。同时医疗数据对于医院来说，就是根本，是最重要的一部分。

2 早期存储架构的不足

上世纪90年代早期各大医院大部分采用的集成存储架构为传统的故障转移型群集，有带共享存储的群集和不带共享存储的群集两种类型，它们各存在一些不足之处。传统的故障转移型群集存在共享存储单点故障，此故障发生，系统将中止运行，而且存储也不便于计划内停机维护。

另外，不带共享存储复制型群集的原理是将主节点需要保护的分区或文件夹，通过网络复制到备节点，主备节点安装相同数据库服务或应用服务，备节点日常是不工作的，通常为主备模式Active/Standby。当主节点发生故障时，群集服务组中的所有资源会切换到备节点运行。主节点故障排除后，若再要切回主节点，需要等待保护区从备节点到主节点反相完全同步完成，此过程不仅等待时间较长，而且同步时争用正常数据I/O访问，业务应用软件系统变的迟缓。还有主机本身所能安装的磁盘是有限的几个，不便于容量和I/O性能的扩展，随着数据量的逐渐增长，存在空间限制和I/O性能瓶颈。

3 高可用存储集成方案

目前，很多医院采用的是FC SAN 存储网络组成的高可用群集方案。例如某家三级医院共有两间信息机房，分布在两幢建筑中，功能分别定位为主机房和容灾机房。根据它的整体架构最底层为两台数据存储，其上一层为两台存储交换机，在一起构成一个简单而健壮的存储区域网SAN（云图部分）；SAN的上一层是群集主机节点，以及其他功能主机；最上层为局域网络核心交换机；整体上看分成左右两边，左边为主机房，右边为容灾机房，每层设备相互对应及热备。该集成架构主要解决了共享存储单点故障。

同时这样的一种架构，可以防止任一单点故障。如果是一台存储需要关机维护，或者损坏，其群集服务功能不受影响，只是速度有所下降，因为可同时读操作的盘减少了，当该存储修复好之后，只需要Reactive或Replace磁盘，镜像卷会自动生成。如果是一个控制器损坏，一台存储交换机损坏，一个SFP模块损坏，一个FC链路断开，一块HBA卡损坏，也不影响I/O读写，因为有冗余路径和多路径软件支持。如果是某台主机节点发生故障宕机，通过部署的Veritas软件，其上所有群集服务组资源会转移到优先级较高的主机节点上运行。即使是整个主机房发生意外，如火灾、电源故障等，容灾机房群集服务器也能接管所有群集服务组资源，保障业务应用软件系统可持续运行。

4 重要数据库数据的应用级灾备

在业务连续性方面，目前该医院内还缺乏有效的重要数据库数据的应用级灾备。虽然通过Storage Foundation部署，解决了存储单点故障的问题。但是，核心业务数据库的逻辑故障问题还未得到解决。Storage Foundation所提供的镜像卷不能防止逻辑错误所引发的数据库实例故障。虽然数据有一份冗余，但是逻辑错误的发生会使得冗余数据也存在相同的错误。最终仍旧会导致应用层数据库实例启动失败，同样会导致业务暂停。而且这类故障修复的时间通常都会花费相当长的时间。因此急需一个既能保证实时的重要数据冗余备份，也能够快速顶替宕机业务系统并且最重要的是能够彻底杜绝数据库数据文件逻辑错误的灾备应急方案。

所以，该医院信息存储解决方案下一步的建设主要是计划在容灾机房中新增一部分设备用于部署灾备应急系统。该系统主要实现几项功能。实时增量复制，仅实时传输发生变化的数据，网络带宽占用小到极致。支持断点续传，并可在网络恢复之后自动恢复续传，而且恢复连接后无需重新校验比对，或是重新进行基准同步。当主系统灾难故障发生时，灾备系统能够一键式快速接管主系统，保障业务应用软件继续运行，切实做到应用级灾备。当主系统故障修复后，灾备系统所接管的业务应用软件能够一键式快速回切到主系统，同时所产生的新数据也能够自动增量回写。具有方便快捷的容灾演练操作流程，使得容灾演练成为一个常态化的系统例行维护工作，最大程度保证灾备系统的可用性。独立的管控系统对主系统或灾备系统无任何操作影响，提供简易的跨平台Web管控界面。方便快捷的一键式启用灾备系统，整个过程大概在3分钟左右。灾备系统可以支撑业务应用软件继续运行，切实做到应用级灾备。同时使用灾备系统时所产生的数据能够自动完整导入到原系统中，不需要人工二次补录数据。

5 医院信息系统存储的发展方向

随着医疗的发展和进步，在大数据时代的今天，医院的医疗数据，不管是结构化还是非结构化的数据都呈几何倍数的增长，医院的数据存储需求不再是简单的能够存放，而是数据的共享访问，海量数据的快速访问和检索，以及实时共享交换，同时还要能进行数据分析和挖掘、数据的快速统计、疾病分类、趋势分析、药物分析等。在今后医院信息系统存储的发展方向应该考虑存储虚拟化技术，包括云存储在医院PACS中的应用。

6 结束语

医院信息系统的存储和信息安全是一个长期的课题，只有不断的探索改进和应用新技术、新观念才能让医院的信息系统有长远的发展。

参考文献

[1] 何萍，索仲良.论如何构建医院信息系统的安全体系[J].计算机应用与软件，2007，24（10）：202-204.

作者简介：

张林萍（1979-），男，上海人，毕业于上海师范大学，本科，学士，医院信息科职员，工程师；主要研究方向和关注领域：医院信息系统架构管理与维护。

陆为民（1975-），男，上海人，毕业于上海第二医科大学，本科，学士，医院信息科，工程师；主要研究方向和关注领域：医疗信息系统。

王维（1975-） ，男，江苏东台人，洛阳工学院，大学本科，工学学士，工程师；主要研究方向和关注领域：医院信息系统维护。