医疗行业：基于‘双活’的容灾解决方案

医疗行业：基于‘双活’的容灾解决方案浪擎官网：一、我国医疗行业数据存储趋势和容灾的需求随着医疗行业信息化的进程的加深，对医疗数据进行高效地存储和管理，以便提供安全有效地数据与信息的快速访问和利用成为医疗行业数据存储的主要发展趋势。目前医疗行业信息系统主要有HIS(医院信息治理系统，HospitalInformationSystem)、LIS（实验室信息管理系统，LaboratoryInformationManagementSystem）、PACS(医学影像治理与通讯系统，PictureArchivingandCommunicationSystem)、EMR（电子病历，EMR,ElectronicMedicalRecord），财务核算为中心的系统(MIS)、以医生工作站为核心的临床信息系统(CIS)等关键应用。如何对上述应用系统的关键数据进行集中存储管理和容灾规划，成为医疗行业信息系统灾难恢复建设的核心任务。根据医院信息系统信息量大、结构复杂、数据在线、可靠性要求高的特点，在数据容灾方面的需求具体归纳如下：1)强调持续化服务能力，业务运行不允许中断;医疗行业的信息化程度越来越高，导致了医疗服务业务的开展对信息系统的依赖程度的加深。病人的诊治需求要求医疗信息系统必须提供7*24小时的高可用性服务。2)强调数据的准确性，不允许丢失数据或出错;病人的病情、诊治数据等信息，是对病人进行治疗决策的依据和记录，事关病人的人身健康和生命安全，容不得半点疏漏和丢失。国外的医疗行业相关法案已经对医疗数据的存储从法律上提出了要求，比如美国的HIPAA法案要求医疗数据不仅要实施防盗窃的安全策略，还要防止其丢失和损毁。3)需要可靠的灾难恢复方案，保证数据的安全及提供快速的恢复和应急能力;对于医疗行业而言，时间就是生命，在信息系统灾难发生时，信息系统的灾难恢复体系应该可以提供快速的系统切换。为此需建立一套实时的、可用的备用系统，减少主系统的单个故障点，从而保障业务系统的持续服务能力。目前，普通的基于磁盘阵列或卷的复制技术在实施医疗行业数据容灾方面，存在下列问题：1)由于仅复制磁盘或卷的I/O及其数据块，并且数据库缓存中的数据不能复制，这势必影响到系统恢复和切换的RTO指标;2)其备份数据库一般处于脱机状态，这将无法保障数据库事务的一致性。这样在面临灾难时，当网络上的切换完成后，还可能面对数据库系统不能正常启动，为医疗系统的恢复带来了不确定性因素，影响了系统的高可用性。二、浪擎科技基于‘双活‘的容灾解决方案—医疗行业浪擎科技的数据镜像技术为医疗行业的信息系统灾难恢复提供了一种有效的技术解决方案。浪擎·镜像系统将主服务器的数据实时复制至备用服务器，建立主系统的可用副本，实现业务系统的冗余。一旦主服务器停止服务，可立即使用备用服务器接替主生产服务器上的业务系统并使之持续化运行，从而保障业务系统的连续性。浪擎镜像系统可以实现两台或多台服务器间的本地/异地，同步、异步的数据镜像，并且通过采用独特高效的SDM灵巧数据镜像技术，使得其在面对海量数据容灾的需求时仍能保证高效性和稳定性。同时，浪擎科技一直提倡在线式应用级容灾理念，作为国内灾备行业唯一能做到‘双活’技术的灾备厂商。‘双活’即主生产端数据库和备端数据库是同时在线运行的，处于可读可查询的状态。针对医疗卫生行业的特点和医院信息化建设中的主要应用，包括：HIS、PACS、RIS、LIS等，浪擎推出基于浪擎‘双活’技术的多种解决方案，以达到对医院信息化系统提供全面的保护以及核心应用系统的异地备份容灾。浪擎科技基于‘双活’的业务容灾是如何实现以及解决方案的特点：1、大型三甲医院容灾解决方案大型三甲医院因为其各方面因素，常常对数据容灾有很高的要求，根据国家等级规范，可达到最高层次的第6级要求。下面以某三甲医院的容灾架构图来说明。在局域网内部署三台备用服务器，分别是HIS、PACS以及其他业务系统的容灾服务器。针对不同的业务对RTO、RPO的要求，HIS和PACS数据库服务器部署镜像软件，RIS、LIS、CIS等其他4台数据库服务器上分别部署浪擎A系CDP软件,实现数据实时复制和操作系统、文件的定时备份。网络拓扑图如下：HIS生产端备份端CISRISM-ClientM-Server镜像系统客户端镜像系统服务器端PACS容灾服务器EMRLISPACS容灾服务器HIS容灾服务器用户组基于WEB的管理、监控M-ClientM-ClientM-ServerM-ServerA-ClientA-ServerACDP客户端ACDP服务器端A-ClientA-ClientA-ClientA-ClientA-Server容灾架构图1.1各业务系统的容灾技术指标针对医院对各业务系统的RTO（恢复时间目标）和RPO（恢复点目标）不同，选择的容灾软件也不同，比如HIS系统需要做到7x24小时不停机，保证业务的连续运行，浪擎科技使用A镜像系统来满足它的要求。对于相对于HIS来说可容忍一定的恢复时间的系统。比如LIS容忍三分钟的恢复时间，这时候，就可以选择ACDP满足其要求。这样使用A镜像软件和ACDP软件来达到根据业务需求不同达到容灾、容错两大目的。①镜像系统浪擎·镜像系统是业界成熟的、应用系统级的复制容灾解决方案，无需源和目标硬件规格或配置相同，具有实时复制、资源占用少、应用方式灵活等特点。浪擎·镜像系统通过实时的、连续的复制以确保应用系统的及时同步。基于应用级复制技术的浪擎·镜像系统，采用‘双活’技术，能完全保证数据的完整性和一致性，因为备用端数据库也是实时在线的，所以备端数据好坏是可见、可验证的。②ACDP系统浪擎A系应用级CDP（以下简称A-CDP）基于浪擎科技核心ACA（应用级捕获和分析）引擎，实时捕获应用系统的变化数据块（I/O数据块），复制到备用端存储。当源端发生故障时，备用端可以实时顶替源端使用，实现容灾目的。或者，可通过备用端CDP库，恢复生产数据到任一时间点，实现容错目的。系统对备用端服务器硬件和网络等无特殊要求，可实现低成本、高保障的热备份和热容灾。其支持主流的数据库和文件备份以及恢复，具有全面保护、安全可靠、功能强大、简单易用等产品特色。1.2容灾流程图以HIS系统为例。1）当HIS生产服务器处于正常工作状态时，把生产服务器的浪擎代理软件连接至服务器。当代理检测到主存储数据变化后，将捕获变化的数据实时的复制到备用存储上，实现了实时的复制。具体部署如下图：网络工作站基于WEB的监控管理界面A镜像客户端A镜像服务器端M-ServerM-ClientHIS容灾服务器数据实时复制数据实时复制M-ServerM-Client容灾架构图12）当HIS生产服务器故障，或者存储故障导致生产系统无法正常提供业务支持时，系统会通过短信或者邮件等报警方式通知管理人员，然后，通过在CloundCenter平台中通过一键切换功能可使容灾服务器直接接替生产服务器工作保障业务系统的持续运行，具体部署如下图：网络工作站基于WEB的监控管理界面A镜像客户端A镜像服务器端M-ServerM-ClientHIS容灾服务器服务器故障M-ServerM-Client容灾架构图23）当HIS生产系统恢复工作后，浪擎软件会继续其生产服务器的复制工作，并且在这之前会通过回切工具保障主备系统数据一致，具体部署如下图：网络工作站基于WEB的监控管理界面M-ClientA镜像客户端M-ServerA镜像服务器端M-ServerM-ClientHIS容灾服务器数据回切数据回切容灾架构图31.3方案特点（一）所见即所得的容灾—备端在线才放心镜像系统提倡在线式应用级容灾理念，它的关键技术理解数据块的语义，按照数据库的语法组装成数据库能识别的数据集合，从而使用数据库自身的数据装载方法把增量数据保存到在线的备用数据库中。以此来达到备用数据库总是可见的、可验证的目的。其他层次的复制技术做不到保存数据和备用数据库在线这二者的统一，这也是其他层次的复制技术无法做到备端在线的原因。（二）分流主数据库的性能压力备用数据库因为是实时在线的，可以用来实现查询统计功能，这样就分流了主数据库的性能压力。（三）无需主备服务器和存储介质的硬件规格配置一致备用服务器和备用存储的性能可以配置得低一点，只需备用存储空间大一点就行。这样无形中降低了客户在硬件上的投入成本。（四）可验证的容灾备端在线的容灾因为其备用数据库是实时在线的，是可见的，这样就可以验证容灾的结果，可以直接查看备用数据库的好坏，进而验证主、备两端的数据是否一致。这项技术完全解决了其他容灾技术和传统备份技术的最大缺陷。（这个最大缺陷即复制期间不能查看备用数据库的好坏，或者数据。）（五）实施全程不停机，不影响业务系统浪擎科技所有系列容灾产品，实施期间均无需停机，不影响业务系统的正常运行，适合7x24小时连续运行的业务系统。（六）手工任意时间点恢复—实现容错浪擎A系应用级CDP（简称ACDP），能将数据块一一存储起来，可以手工恢复到任意时间点，实现容错目的。（七）应用方式灵活可实现1对1，多对1等不同方式的容灾。1对1即1台主服务器上的数据镜像到1台备用服务器上，多对1即多台主服务器的数据镜像到1台备用服务器上。这样就可以减少成本投入。（八）报警机制提供邮件或者短信的预警机制。2、与虚拟化结合的容灾解决方案根据医院预算以及对硬件资源的合理利用，避免硬件重复投入的浪费，可采用与虚拟化相结合的方式对医院主业务系统构建容灾方案,浪擎科技全系列产品完美的兼容虚拟化技术，并针对虚拟化技术有自己独特的理解。网络拓扑图如下：LISHISEMR预约挂号外网容灾服务器WindowsSQLServerWindowsOracleWindowsSQLServerVmwareESXServerWindows备份服务器HIS测试服务器图书馆、文件FTPEMR中间件Windows文件Windows操作系统Windows操作系统Windows操作系统A-镜像+A-CDP基于Web的监控、配置、管理5个VMware虚拟机1个Windows20084个Windows2003干部保健省医保、内网WindowsSQLServerWindowsSQLServerA-CDPD-定时备份网络拓扑图2.1各业务系统的容灾技术指标针对医院对各业务系统RTO（恢复时间目标）和RPO（恢复点目标）需求的不同，根据国家灾难恢复指南，浪擎科技A镜像、ACDP软件完全达到国家第6级标准，而D系实时备份、定时备份软件也达到国家第5级标准。在这个方案中，使用A镜像软件、ACDP软件、D定时备份软件和虚拟化技术相互搭配，以达到业务系统容灾、容错两大目的。2.2方案特点（一）兼容主流虚拟化技术目前市场占有率最高的两种虚拟化技术：Hyper-V和VMware。我们全面支持主流虚拟化技术，可根据客户自己的选择来进行合理搭配。（二）动态负载均衡通过浪擎科技的数据复制技术搭配虚拟化技术可实现物理服务器上的服务向虚拟服务器上的对等服务漂移，构建双活业务系统，实现双数据存储的动态负载均衡。（三）计算高可用—一键切换目前国内唯一能做到不停机的数据迁移，通过CloundCenter管理监控平台，当主服务器出现故障时，可一键切换，快速故障转移，保障生产系统的高可用性。（四）虚拟服务器部署与迁移通过浪擎容灾系列软件可将常用运行环境保存为虚拟机模版，方便便捷的将应用从原物理生产环境迁移到虚拟环境。3、小型医院容灾解决方案对于医疗行业而言，有些中小型医院因为资金问题，无法做到像大型三甲医院这种大幅度的资金投入，而浪擎科技针对小型医院资金不足等问题，有一套完善的解决方案。针对小型医院的现状，会根据医院信息化的特点，采用浪擎软硬一体化方案，将医院多套业务系统整合到一套备用机上，这样充分的保证了资源合理利用的同时，也节约了医院对硬件、软件等资源上的投入。网络拓扑图如下:工作站基于WEB的配置、监控、管理HISLISEMR浪擎软硬一体化恢复服务器网络拓扑图3.1方案特点（一）实时数据