保障医院业务连续性

保障医院业务连续性—医院集中存储与灾备解决方案现状分析医院的信息系统是一个数据量巨大，数据类型复杂和事务并发多的实时系统。医院临床信息系统与行政业务系统产生的数据的安全，数据储存、数据利用、数据关联性等方面都有很高的要求。由于医院业务的特殊性，任何人为或自然因素所导致的应用或系统中断，都会造成医院巨大的经济和名誉损失及严重的法律后果。可以设想，在医院信息系统的内外部环境中，任何一个关键环节出现故障时(如断电、自然灾害、火灾、人为事故、网络瘫痪、系统崩溃等)，都会造成全院工作停滞，其影响力和损失威胁巨大，如果发生数据完全丢失或大量丢失，则后果不堪设想。所以医院的业务运转和发展对IT系统的持续稳定运行提出了非常苛刻的要求。IBM的医院集中存储与灾备方案包括构建整合、统一、安全的层次化整体存储系统，为提供满足医院现有业务系统和业务系统扩展所需的存储资源，并建立高效安全的备份机制。同时，随着临床信息共享，医保实时结算等医院业务的发展，医院的异地容灾已在广范围内得到重视。方案概述本方案设计按照以下思路进行规划:•按照集中、整合的方式统一构建医院信息系统需要的存储资源;•将存储资源划分为在线存储区、近线存储区、离线存储区及桌面端备份区;•使用SAN方式构建核心存储网络;•满足异构基础架构的存储整合需求;•提供数据级和关键业务应用系统级备份;•各个存储区域内，允许设备的增加和调整;•由整合的架构向容灾的平滑过渡;如上图所示，我们为医院设计的集中存储与容灾系统由医院主中心与灾备中心组成。医院主中心由核心主机处理群(PACS主机群、HIS主机群、RIS主机群、LIS主机群、办公自动化主机、Web主机、安全控制主机等)、管理服务器群(备份管理服务器、网络管理服务器等)、集中存储区等资源构成后台核心处理资源，并由SAN(存储区域网)进行连接。医院集中存储医院的各个应用系统，如PACS、HIS、RIS、LIS等，由于存在存放的数据资源不同、面对的使用需求不同、适用的政策法规不同、数据量大小不同等多方面差异，为保障医院业务的稳定27IBM医疗行业解决方案运行和对医院数据的有效管理，医院的集中储存必须以应用和流程为指导对业务和管理数据进行集中管理，依据应用对存取速度和存储量的实际需求来选择存储介质的类型，从而使存储器的成本得以降低，这一方法称为分层存储管理。分层存储的基本目的就是将数据引入能支持这一对象需要性能的最低成本的设备中，基于病人为中心的基础架构，根据数据的价值，选择有效的存储技术，以信息生命周期管理为基础，实现医院的数据集中储存管理。我们建议的方案包括:建立分层的存储硬件结构和数据保护:•IBM系统存储(SystemStorage):IBM存储提供完整的磁盘阵列、虚拟磁带库、磁带库和SAN、NAS的解决方案，可以满足数据分层管理的要求。存储产品包括:IBMSystemStorageDS企业及中型磁盘系统家族，可选择配置高性能的光纤通道FC或成本较低的SerialATA(SATA)磁盘扩展系统。磁带产品包括灵活的IBMSystemStorageTS企业及中型磁带库家族，配置TS系列企业磁带驱动器以及配置最新的LTO-4驱动器的全系列磁带库及满足开放平台要求的IBMTS7520虚拟磁带库。•虚拟化:虚拟化是一种弱化物理存储与逻辑容量之间关系的技术，可供用户以“库”的形式管理存储。当数据由一个存储设备移至下一个设备时，根据保存规则，存储和配置工具可以动态地重新分配存储。IBMSVC可将IT基础设施与IBM中间件及应用集成，企业可实现组织内部异构环境下的虚拟化管理。•IBMTivoliStorageManager(TSM):用户可以利用TSM根据不同的存储设备特征建立分层的备份数据存储结构，对关键数据进行数据备份保护。TSM可以和TPCForData完整集成，根据管理策略实现数据保护的自动化。•IBMTotalStorageDataRetention(数据保存)DR550是一个集成的整体解决方案，可帮助企业解决管理并保证保存数据及其他重要信息资产安全，同时提高系统运行效率面临日益严峻的挑战。这个解决方案包括IBM先进的IBMPOWER5+处理器，DS4000磁盘和文件系统网关(FSG)，业界领先的数据保留软件SSAM模块，可满足企业日益增长的数据管理需求，对归档的数据提供更高层次的保护，只有在满足特定的条件前提下，系统管理人员才可以对这些数据进行修改，删除作业，以满足政府和企业法规的要求。安全地保存管理数据及其他重要的信息资产，提高系统的运行效率。为用户提供端对端的一体化数据保存解决方案。•TS7520VirtualizationEngine使用磁盘虚拟(效仿)磁带驱动器和带库的设备速度可以到4.8GB/secand1.3PBnativecapacity可以虚拟512virtualtapelibraries，4096virtualdrivesand256,000virtualvolumes。根据数据的类型，自动将不同生命周期阶段的数据存放在最合适的存储设备上:•IBMTivoliStorageManager(TSM)forSpaceManagement:TSM的HSM功能自动对业务数据的访问周期进行统计并根据访问统计结果自动对数据进行分层存储。•IBMTivoliStorageManager(TSM)Archive:对于处于生命周期末期的文件类型业务数据，可以利用TSM的Archive功能进行归档并保存在适合长期保管数据的存储设备中。28欲了解更多细节请登陆http:/保障医院业务连续性的基础架构IBM建议医院IT系统保障业务连续性应分成二个阶段来考虑:第一阶段是要能够确认本地的IT系统自身是高可用的，那么如何来确认IT系统自身是否高可用，IBM为医疗行业客户提供了如下的简单的自我评估的方式:级别存储级别服务器级别数据库级别序号123456789101112描述是否是StorageHA是否有RAID保护RAID10RAID5既有RAID10，又有RAID5是否设置了HOTSPARE盘CACHE级别是否做了镜像或是其他的高可用技术是否采用了冗余SAN是否实现loadbalance是否实现HACMP切换时间是否在用户可接收的范围之内是否具备数据库级别的高可用解决方案是否备注分配规则是什么有几块，是全局的还是局部的应用级别131415是否具备应用级的cluster或高可用解决方案是否对数据(文件系统和数据库)做了备份是否对操作系统做了备份备份级别161718是否做了LAN-Free的备份是否做了Server-Less的备份是否做了磁带库级的双备份IBM认为医院基本的数据备份是所有考虑因素的基础，如图所示，IBM建议客户的IT架构应首先考虑高可用性，以保障本地业务的连续性。29IBM医疗行业解决方案基于上述考虑，IBM建议以下医院业务连续性的基础架构设计如下:在示例1中，如果客户的部分核心应用无法迁移到统一的系统平台，而又希望能访问SAN环境的存储资源的话，可以通过IBMNAS网关来实现，即将DS8000里的一部分容量分配给NAS网关，再由NAS网关来分配给那部分应用主机。在未来的容灾方案中，一部分核心应用可以通过放在两地数据中心(生产中心和容灾中心)的DS8000之间的PPRC来实现数据复制，另一部分核心应用或是非核心应用可以通过两地IBMNAS网关之间的SnapMirror来做数据复制。目前IBM在国内已经有成功案例供潜在用户参考。在示例2中，在线存储的磁盘设备都有IBMSVC来做统一管理，SVC是IBM的虚拟化存储设备，其本身具备强大的资源整合能力，对数据迁移和扩容要求较高的客户尤其有利，因为SVC可以做在线的数据迁移，数据迁移工程中应用完全可用，SVC可以使新扩的存储设备无缝地添加，被其管理供应用主机使用。对那些对存储的可靠性和性能要求较高而对IT的预算又不是很充足的客户可以通过SVC来整合现有的和新添加的中低端的SAN存储，使其无论在可用性还是可靠性还是可扩展性上都能达到高端存储的要求，在国际标准的SPC-1的测试中，SVC与IBM中低端DS4000存储的结合使用的测试值目前在业界仍保持着最高的测试记录。而且在未来的容灾过程中完全可以由两端的SVC来实现。以上架构可以完全整合医院现有的IT系统，满足异构基础架构的存储整合需求。通过示例1中的IBMNseriesGateway和示例2中的SVC不但可以整合异构存储，而且可以充分利用现有资源，充分使客户现有的IT设施发挥最大的作用，从而为客户节省在IT上的投入。在满足了环境的高可用性之后，还要充分考虑以下几个方面，•统一平台管理的策略•数据迁移的策略•数据的备份策略和归档策略•由整合的架构向容灾的平滑过渡。30欲了解更多细节请登陆http:/第二阶段是通过建立DR中心来保证业务连续性容灾中心是为在生产中心现场整体发生瘫痪故障时，备份中心以适当方式接管工作，从而保证业务连续性。容灾中心必须满足以下条件:•具备与主中心相似的网络、通信设置;•具备业务应用运行的基本系统配置;•具备稳定，高效的电信通路连接主中心，例如VPN、ATM、光纤网络，确保数据的实时备份;•具备日常维护条件;•与主中心相距足够安全的距离。业界普遍认为容灾系统可以大致分成以下四个方面:•基于主机的容灾方案:主要是指两地的主、备用系统均处于运行状态，但业务处理只在主用系统运行;同时，业务系统对数据的修改会同时通过通信网络复制到备用系统(同步或者异步方式)。当主用系统故障时，应用会自动地由相应管理控制软件切换至备份系统上运行。•基于数据库的容灾方案:主要是指通过主、备用系统的数据库的数据同步(实时或者准实时同步)，即是将主用系统数据库操作Log实时或者周期性地复制到备用系统数据库中执行，实现二者数据的一致性。•基于智能存储的容灾方案:实质是通过存储设备自身的软件，进行底层的复制，能较好保证数据的一致性，系统运行恢复较简单、快捷，对网络通信的稳定性、实时性和链路物理长度较为敏感，对于数据存储的物理规划、管理等的要求较高，并一般要求主、备用系统存储设备应是同一厂家产品。•基于应用软件的容灾方案主要是指通过应用软件的本身功能，对数据进行多处存储。医院的应用系统众多，涉及到数据存取的服务器不仅数量多，而且可能具有UNIX、Windows、Linux多个操作系统平台。根据医院的灾难备份要求，容灾系统的设计将有所不同。本方案着重介绍基于存储层面的灾备技术。它不仅能够对纳入集中存储的各个应用系统进行统一的灾难备份保护，而且减少了灾备系统的投入和实施复杂程度。IBM为医院推荐的是基于智能磁盘级的(metromirror)灾备方案。备份中心需要配备一定数量的生产主机，分别安装生产系统中所用到的操作系统平台。在生产中心的在线存储区和备份中心的在线存储区之间建立数据复制关系图中灾备中心连接整体采用SAN(存域网)的结构，磁盘存储服务器生产的中心的DS4800，远端容灾中心应用另一台DS4800，主中心和灾备中心通过DWDM的设备连接，建议采用两根裸光纤。本设计方案是基于模块化、可扩展、无单点故障的SAN解决方案，具有容灾和业务连续性等特性。它对医院的业务系统能够提供无缝的异地容灾备份解决方案，为医院业务系统高效、高可靠性的双磁盘阵列系统远程容灾备份方案提供良好的高可用性支持。具体而言，本设计方案的特点在于:•投资不高，原有的设备得到合理利用的前提下，基于网络的数据存储服务性能得到明显提升，业务数据实现了有效的汇集和管理，实现了性能和价格的最优组合。•SAN存储系统扩展性好、升级能力强，投资保护性好。•实现了存储系统支持数据集中式管理，相关业务系统或全部的应用系统存储系统合并为统一的存储系统。•采用开放式的体系结构，支持多种系统平台的接入，亦即实现跨平台操作。3