医疗HIS系统容灾解决方案V1.7

锐捷医疗HIS系统容灾解决方案医疗信息化建设背景从1995年卫生部直接领导的“金卫工程”开始，我国开始了全国性的医疗信息化建设，这期间经历了三个阶段，首先是以财务为重点，涉及挂号、收费、药库等流程的HMIS（医院管理信息系统）阶段。其次，是以患者为中心的CIS（临床信息系统）阶段，目标可以总结为提高医疗质量。最后，是面向于区域医疗的GMIS（区域医疗信息系统）阶段，目标是医院内部的临床业务整合和院际信息交换。目前普遍认为我们医疗信息化建设处于CIS系统建设阶段。随着医疗信息化的发展，越来越多的财务数据、医疗数据都以电子数据的形式保存在各项存储系统中。因而数据安全也越来越引起人们的关注，一旦数据丢失，对任何一家医院来说都会产生重大的影响。医疗行业HIS存储系统需求分析由于目前各医疗机构中，HIS系统为各系统中最早建设的，并且HIS系统的功能也由早期以财务为重点的信息管理系统，发展到当前的临床加管理的信息系统，包含门诊挂号、划价收费、门诊医生工作站、临床医生工作站、护士工作站、临床检验信息系统等子模块。当前医疗HIS系统存在以下特点：特点一：随着医疗信息化的进一步发展，HIS系统在医院中起着越来越重要的作用，一旦医院的HIS系统在医院运营时段无法使用，医院门诊、挂号、收费等全部改为单机操作甚至是手工操作，往往给医院的正常运营带来巨大的影响，不仅是运营收入上的减少，更严重的是给医院的声誉造成巨大的损害。特点二：当前各医院HIS系统建设程度不尽相同，但通常有如下特征：1)考虑到单台HIS服务器存在单点故障，因此采用两台服务器进行集群；2)考虑到数据存放在主机中安全性和扩展性都太低，往往将数据存放在本地的一台磁盘阵列中；3)通常采用传统的数据备份方案如：磁带库备份、手工备份和数据库备份等方式。采用传统的备份方式，数据是以压缩方式进行备份的。当磁盘阵列出现故障时，HIS系统的应用必须被中断，要恢复数据，必须将磁带库中的数据解压缩到一台新的磁盘阵列中，业务才能恢复。往往会导致半天甚至一天的数据丢失，以及数小时的业务中断。因此传统备份方式在磁盘故障时存在三个主要问题：故障发生后医院会丢失一天甚至更长时间的数据；故障发生后必然导致HIS系统应用的中断；由于备份数据需要解压缩，故障恢复时间长。选择一种适合的容灾备份技术架构，是医疗HIS系统保障的关键。容灾架构分析真正的数据容灾就是要避免传统备份的先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统，保证业务可持续运行。当前容灾备份架构主要分为三个层次：基于主机层容灾、基于网络层容灾、基于存储层容灾。1.基于主机层的容灾需要在主服务器和备份服务器中安装软件，通过备份软件来模拟镜像方式，将数据备份到备份服务器。基于主机层的容灾具有如下特点：在现有系统中安装客户端软件，将有可能影响系统的兼容性、稳定性，并大量消耗主机性能；需要在每台服务器中安装软件、购买许可、单独管理。需要付出较大管理维护成本以及后期升级成本。2.基于存储层的容灾配置主从两套磁盘阵列。在磁盘阵列中集成了容灾备份软件，当数据被写入到主磁盘阵列中时，通过阵列自带的软件，主阵列将数据转到备份阵列中，从而实现主磁盘阵列和备份磁盘阵列的数据一致性。基于存储层的容灾方式具有如下特点：当主磁盘阵列故障时，需要管理员手工将备份磁盘阵列切换成主磁盘阵列，无法做到自动切换；存储设备之间的数据交互过程为主从关系，将较大程度影响数据库读写的性能；需要同品牌、同系列之间的产品才可以实现，无法做到对现有磁盘阵列的投资保护，且需要进行数据迁移，增大了实施过程中的风险。3.基于网络层的容灾基于网络层容灾的实现方式为：基于网络层的容灾技术需要在HIS服务器和磁盘阵列之间增加虚拟化控制器，在数据到达虚拟化控制器后，控制器同步的将数据复制为两份，分别存放到两台磁盘阵列中，从而保证两台磁盘阵列中的数据完全实时同步。基于网络层容灾具有以下特点：能够实现故障零时间恢复，保证HIS业务不中断；能够实现故障的自动切换，无需人工值守、维护；不需要在服务器上安装任何的软件；不消耗主机、存储设备性能；虚拟化控制器能够兼容不同类型（iSCSI/FC）和第三方的存储设备；医疗业务未来的扩展，对医院业务进行整合存储（兼容HIS、PACS、LIS、OA、WEB等业务）。从上述分析可以看出，相对于其他的容灾方式而言，只有基于网络层的容灾可以真正实现数据零时间自动故障恢复。该方式无需在客户端和存储设备安装任何软件，不会影响HIS系统兼容性、稳定性和性能，并能够较好的适应医疗行业信息化整合的发展趋势，是最适合医疗HIS系统的容灾的技术架构。锐捷医疗HIS系统容灾解决方案锐捷医疗HIS系统容灾解决方案，完全基于网络层容灾技术架构，采用虚拟化引擎和FC光纤阵列共同实现。方案说明1.本地容灾本方案在原有的环境下增加RG-iS-V3000/RG-iS-V2000一台，磁盘阵列一台，将原有的存储系统中的HIS系统数据卷与新增加的存储设备中的新卷做在线的实时镜像，去除存储设备的单点故障，原有的服务器、存储系统和磁带库不需要做任何调整，很短时间内即可完成安装和调试。2.园区级高可用容灾本方案采用2台RG-iS-V3000/RG-iS-V2000做集群，服务器、管理引擎和存储设备分布在医院的2栋楼中，做到全部冗余，去除所有单点故障，任何一栋楼内的设备出现问题都不会影响业务运行，增大了容灾半径。3.全业务数据整合本方案可以完全兼容各种存储架构（iSCSI/FC），以及第三方的存储设备，在HIS高可用容灾的基础上，将多种存储设备虚拟化成一个存储池，并将HIS、PACS、LIS、OA、Email、Web等多种业务系统全面融合，统一存储，统一管理，实现全业务整合和容灾。锐捷医疗HIS系统容灾解决方案六大特点1.零时间故障自动切换当任何一台磁盘阵列因为故障无法正常工作时，无须手工操作，HIS系统继续在正常的磁盘中读写数据，完全不影响业务的正常使用，真正做到零时间故障自动恢复，无需人工干预。保证即使在故障发生时医院HIS系统业务决不会中断。不分主从、同步读写的方式，是该方案实现零时间自动切换的关键所在。2.系统平滑升级传统容灾方案实施周期较长，会涉及到大量的客户端安装和数据迁移的工作。本方案无需在现有服务器上安装任何软件，完全不对现有服务器的兼容性和性能造成影响；虚拟化容灾平台可以直接兼容客户现有阵列，无需进行数据迁移，及可实现容灾。保障了停机时间降低到最小，系统平滑切换；该方案实施的核心优势在于“业务先行恢复，数据在线容灾”。保证现有业务连续运行的同时，进行数据容灾。实施停机时间降低到最小，最大程度降低业务切换风险。3.高稳定性锐捷虚拟化管理平台采用和小型机相同的RISC架构，具有极高的稳定性和性能；锐捷虚拟化管理平台所使用的嵌入式操作系统VxWorks。该系统由于开发难度较高，开发周期较长，主要用于对于稳定性和安全性要求较高的国防领域和专业工业控制领域。高性能，高稳定性的架构配合高可靠的系统保证医院HIS系统7×24小时×365天稳定运行。4.高性能采用1.5万转的高性能SAS硬盘，相对早期的SCSI和FC硬盘，内部传输率更高，转速更快。报表查询速度提升一倍，但是成本减少一半；容灾方案不分主从，相比传统的主从模式，将安全所带来的数据库性能损耗降到最低；RG-iS-2000/3000虚拟化控制平台采用了智能业务识别机制，在两个磁盘阵列进行初次数据同步时（或故障恢复时），可根据前端业务的繁忙情况进行镜像自动调优，优先保证业务性能，再利用闲时进行阵列间的数据同步。5.降低TCO采用锐捷HIS系统容灾解决方案最大程度降低总体拥有成本（TCO）。硬件成本：虚拟化管理平台可以整合医院现有存储设备，保护医院原有投资；软件成本：未来升级不需要为新增加的服务器和磁盘阵列购买任何的License，节省医院未来升级成本；管理成本：采用统一的管理平台，管理方便，实施简单，为医院节省管理成本。6.高扩展性1）园区级全冗余容灾锐捷网络医疗HIS系统容灾解决方案具有高拓展性，能够让医院以最小的投入将原有系统升级，实现自动、实时的远程容灾。我们建议在门诊楼和住院楼各放置一套业务服务器、虚拟化平台和磁盘阵列。真正做到跨园区的远距离、业务级、全实时、全自动的医院业务容灾平台。2）全业务数据整合近年来医疗卫生信息化在全球范围内发展迅速。无论是医院还是公共卫生机构为提高服务质量和运营效率，都在不断加强业务支持系统的建设。然而，医疗卫生业务系统操作独立、数据分散，无法实现有效的信息共享的现状，信息孤岛在所难免的。但随着业务应用系统的不断发展，数据量的增加，信息孤岛将会严重降低系统的性能，甚至造成系统的瘫痪，影响医疗机构的正常医疗工作，成为困扰医疗数字化发展的瓶颈。利用虚拟化管理平台，能够很容易的整合医院现有的不同品牌，不同类型的存储设备，将其他诸如HIS、LIS、PACS、EMAIL、OA等业务整合到统一的存储平台进行管理。RG-iS-V2000/3000虚拟化管理引擎能够让医院从容面对未来业务整合带来的难题。典型案例江苏省某人民医院医院背景需求江苏省某人民医院始建于1950年，近几年来，医院已基本建成医院信息管理系统（HIS）、临床检验系统（LIS）、医学影象存储与传输系统（PACS）、办公自动化系统（OA）。但是如何保障现有系统，特别是关系到全院正常运转的HIS系统的数据安全是医院信息化建设的关键。医院希望能够为医院的HIS系统建立一套灾备系统，主要需求为：1、尽可能高的保证系统的安全性，包括数据安全和系统业务的安全；2、最好的全冗余的系统，任何一个节点故障，都有备份。解决方案为了实现HIS系统的全冗余，采用两台锐捷网络的存储虚拟化引擎RG-iS-V2000连接两台磁盘阵列实现基于网络层的容灾功能。具体实现方法为：1、两台虚拟化引擎进行集群，任何一台虚拟化引擎故障时，另一台可以在最短时间里自动接替工作。2、两台磁盘阵列则进行镜像，由虚拟化引擎将数据同时写入到两台磁盘阵列中，保证数据的绝对安全，任何一台磁盘阵列故障，业务零时间切换到另一台磁盘阵列，保证业务的不中断。此外，本方案还具有如下特点：1、两套系统分别放置于两栋大楼中，实现园区内异地容灾，进一步增强了医院HIS系统的安全性。2、无需在现有服务器上安装任何软件，数据镜像过程不消耗服务器或磁盘阵列资源，保障HIS系统数据库应用的高性能。3、支持任意数量的主机（License-Free），为医院以后升级节省大量费用。4、未来医院需要对不同类型和不同品牌的存储设备进行整合时，虚拟化引擎可以很轻松解决这个问题。使用效果使用锐捷网络的HIS系统容灾解决方案几个月以来，医院的HIS系统运行稳定，并且系统中的各个环节均是全冗余架构，真正能够让医院对数据的安全和系统的稳定性完全放心。