醫(yī)療HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案

銳捷醫(yī)療HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案醫(yī)療信息化建設(shè)背景從1995年衛(wèi)生部直接領(lǐng)導(dǎo)的“金衛(wèi)工程”開始，我國(guó)開始了全國(guó)性的醫(yī)療信息化建設(shè)，這期間經(jīng)歷了三個(gè)階段，首先是以財(cái)務(wù)為重點(diǎn)，涉及掛號(hào)、收費(fèi)、藥庫等流程的HMIS（醫(yī)院管理信息系統(tǒng)）階段。其次，是以患者為中心的CIS（臨床信息系統(tǒng)）階段，目標(biāo)可以總結(jié)為提高醫(yī)療質(zhì)量。最后，是面向于區(qū)域醫(yī)療的GMIS（區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)）階段，目標(biāo)是醫(yī)院內(nèi)部的臨床業(yè)務(wù)整合和院際信息交換。目前普遍認(rèn)為我們醫(yī)療信息化建設(shè)處于CIS系統(tǒng)建設(shè)階段。隨著醫(yī)療信息化的發(fā)展，越來越多的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)都以電子數(shù)據(jù)的形式保存在各項(xiàng)存儲(chǔ)系統(tǒng)中。因而數(shù)據(jù)安全也越來越引起人們的關(guān)注，一旦數(shù)據(jù)丟失，對(duì)任何一家醫(yī)院來說都會(huì)產(chǎn)生重大的影響。 醫(yī)療行業(yè)HIS存儲(chǔ)系統(tǒng)需求分析由于目前各醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，HIS系統(tǒng)為各系統(tǒng)中最早建設(shè)的，并且HIS系統(tǒng)的功能也由早期以財(cái)務(wù)為重點(diǎn)的信息管理系統(tǒng)，發(fā)展到當(dāng)前的臨床加管理的信息系統(tǒng)，包含門診掛號(hào)、劃價(jià)收費(fèi)、門診醫(yī)生工作站、臨床醫(yī)生工作站、護(hù)士工作站、臨床檢驗(yàn)信息系統(tǒng)等子模塊。 當(dāng)前醫(yī)療HIS系統(tǒng)存在以下特點(diǎn)：特點(diǎn)一：隨著醫(yī)療信息化的進(jìn)一步發(fā)展，HIS系統(tǒng)在醫(yī)院中起著越來越重要的作用，一旦醫(yī)院的HIS系統(tǒng)在醫(yī)院運(yùn)營(yíng)時(shí)段無法使用，醫(yī)院門診、掛號(hào)、收費(fèi)等全部改為單機(jī)操作甚至是手工操作，往往給醫(yī)院的正常運(yùn)營(yíng)帶來巨大的影響，不僅是運(yùn)營(yíng)收入上的減少，更嚴(yán)重的是給醫(yī)院的聲譽(yù)造成巨大的損害。特點(diǎn)二：當(dāng)前各醫(yī)院HIS系統(tǒng)建設(shè)程度不盡相同，但通常有如下特征：1) 考慮到單臺(tái)HIS服務(wù)器存在單點(diǎn)故障，因此采用兩臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行集群；2) 考慮到數(shù)據(jù)存放在主機(jī)中安全性和擴(kuò)展性都太低，往往將數(shù)據(jù)存放在本地的一臺(tái)磁盤陣列中；3) 通常采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份方案如：磁帶庫備份、手工備份和數(shù)據(jù)庫備份等方式。 采用傳統(tǒng)的備份方式，數(shù)據(jù)是以壓縮方式進(jìn)行備份的。當(dāng)磁盤陣列出現(xiàn)故障時(shí)，HIS系統(tǒng)的應(yīng)用必須被中斷，要恢復(fù)數(shù)據(jù)，必須將磁帶庫中的數(shù)據(jù)解壓縮到一臺(tái)新的磁盤陣列中，業(yè)務(wù)才能恢復(fù)。往往會(huì)導(dǎo)致半天甚至一天的數(shù)據(jù)丟失，以及數(shù)小時(shí)的業(yè)務(wù)中斷。因此傳統(tǒng)備份方式在磁盤故障時(shí)存在三個(gè)主要問題：l 故障發(fā)生后醫(yī)院會(huì)丟失一天甚至更長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)；l 故障發(fā)生后必然導(dǎo)致HIS系統(tǒng)應(yīng)用的中斷；l 由于備份數(shù)據(jù)需要解壓縮，故障恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。選擇一種適合的容災(zāi)備份技術(shù)架構(gòu)，是醫(yī)療HIS系統(tǒng)保障的關(guān)鍵。容災(zāi)架構(gòu)分析真正的數(shù)據(jù)容災(zāi)就是要避免傳統(tǒng)備份的先天不足，它能在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，全面、及時(shí)地恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)，保證業(yè)務(wù)可持續(xù)運(yùn)行。當(dāng)前容災(zāi)備份架構(gòu)主要分為三個(gè)層次：基于主機(jī)層容災(zāi)、基于網(wǎng)絡(luò)層容災(zāi)、基于存儲(chǔ)層容災(zāi)。1. 基于主機(jī)層的容災(zāi)需要在主服務(wù)器和備份服務(wù)器中安裝軟件，通過備份軟件來模擬鏡像方式，將數(shù)據(jù)備份到備份服務(wù)器?；谥鳈C(jī)層的容災(zāi)具有如下特點(diǎn)：l 在現(xiàn)有系統(tǒng)中安裝客戶端軟件，將有可能影響系統(tǒng)的兼容性、穩(wěn)定性，并大量消耗主機(jī)性能；l 需要在每臺(tái)服務(wù)器中安裝軟件、購買許可、單獨(dú)管理。需要付出較大管理維護(hù)成本以及后期升級(jí)成本。2. 基于存儲(chǔ)層的容災(zāi)配置主從兩套磁盤陣列。在磁盤陣列中集成了容災(zāi)備份軟件，當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入到主磁盤陣列中時(shí)，通過陣列自帶的軟件，主陣列將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到備份陣列中，從而實(shí)現(xiàn)主磁盤陣列和備份磁盤陣列的數(shù)據(jù)一致性?；诖鎯?chǔ)層的容災(zāi)方式具有如下特點(diǎn)：l 當(dāng)主磁盤陣列故障時(shí)，需要管理員手工將備份磁盤陣列切換成主磁盤陣列，無法做到自動(dòng)切換；l 存儲(chǔ)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互過程為主從關(guān)系，將較大程度影響數(shù)據(jù)庫讀寫的性能；l 需要同品牌、同系列之間的產(chǎn)品才可以實(shí)現(xiàn)，無法做到對(duì)現(xiàn)有磁盤陣列的投資保護(hù)，且需要進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，增大了實(shí)施過程中的風(fēng)險(xiǎn)。3. 基于網(wǎng)絡(luò)層的容災(zāi)基于網(wǎng)絡(luò)層容災(zāi)的實(shí)現(xiàn)方式為：基于網(wǎng)絡(luò)層的容災(zāi)技術(shù)需要在HIS服務(wù)器和磁盤陣列之間增加虛擬化控制器，在數(shù)據(jù)到達(dá)虛擬化控制器后，控制器同步的將數(shù)據(jù)復(fù)制為兩份，分別存放到兩臺(tái)磁盤陣列中，從而保證兩臺(tái)磁盤陣列中的數(shù)據(jù)完全實(shí)時(shí)同步?；诰W(wǎng)絡(luò)層容災(zāi)具有以下特點(diǎn)：l 能夠?qū)崿F(xiàn)故障零時(shí)間恢復(fù)，保證HIS業(yè)務(wù)不中斷；l 能夠?qū)崿F(xiàn)故障的自動(dòng)切換，無需人工值守、維護(hù)；l 不需要在服務(wù)器上安裝任何的軟件；l 不消耗主機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備性能；l 虛擬化控制器能夠兼容不同類型（iSCSI/FC）和第三方的存儲(chǔ)設(shè)備；l 醫(yī)療業(yè)務(wù)未來的擴(kuò)展，對(duì)醫(yī)院業(yè)務(wù)進(jìn)行整合存儲(chǔ)（兼容HIS、PACS、LIS、OA、WEB等業(yè)務(wù)）。 從上述分析可以看出，相對(duì)于其他的容災(zāi)方式而言，只有基于網(wǎng)絡(luò)層的容災(zāi)可以真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)零時(shí)間自動(dòng)故障恢復(fù)。該方式無需在客戶端和存儲(chǔ)設(shè)備安裝任何軟件，不會(huì)影響HIS系統(tǒng)兼容性、穩(wěn)定性和性能，并能夠較好的適應(yīng)醫(yī)療行業(yè)信息化整合的發(fā)展趨勢(shì)，是最適合醫(yī)療HIS系統(tǒng)的容災(zāi)的技術(shù)架構(gòu)。 銳捷醫(yī)療HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案銳捷醫(yī)療HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案，完全基于網(wǎng)絡(luò)層容災(zāi)技術(shù)架構(gòu)，采用虛擬化引擎和FC光纖陣列共同實(shí)現(xiàn)。方案說明1. 本地容災(zāi)本方案在原有的環(huán)境下增加RG-iS-V3000/RG-iS-V2000一臺(tái)，磁盤陣列一臺(tái)，將原有的存儲(chǔ)系統(tǒng)中的HIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)卷與新增加的存儲(chǔ)設(shè)備中的新卷做在線的實(shí)時(shí)鏡像，去除存儲(chǔ)設(shè)備的單點(diǎn)故障，原有的服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和磁帶庫不需要做任何調(diào)整，很短時(shí)間內(nèi)即可完成安裝和調(diào)試。2. 園區(qū)級(jí)高可用容災(zāi) 本方案采用2臺(tái)RG-iS-V3000/RG-iS-V2000做集群，服務(wù)器、管理引擎和存儲(chǔ)設(shè)備分布在醫(yī)院的2棟樓中，做到全部冗余，去除所有單點(diǎn)故障，任何一棟樓內(nèi)的設(shè)備出現(xiàn)問題都不會(huì)影響業(yè)務(wù)運(yùn)行，增大了容災(zāi)半徑。3. 全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合 本方案可以完全兼容各種存儲(chǔ)架構(gòu)（iSCSI/FC），以及第三方的存儲(chǔ)設(shè)備，在HIS高可用容災(zāi)的基礎(chǔ)上，將多種存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化成一個(gè)存儲(chǔ)池，并將HIS、PACS、LIS、OA、Email、Web等多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)全面融合，統(tǒng)一存儲(chǔ)，統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)整合和容災(zāi)。銳捷醫(yī)療HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案六大特點(diǎn)1. 零時(shí)間故障自動(dòng)切換當(dāng)任何一臺(tái)磁盤陣列因?yàn)楣收蠠o法正常工作時(shí)，無須手工操作，HIS系統(tǒng)繼續(xù)在正常的磁盤中讀寫數(shù)據(jù)，完全不影響業(yè)務(wù)的正常使用，真正做到零時(shí)間故障自動(dòng)恢復(fù)，無需人工干預(yù)。保證即使在故障發(fā)生時(shí)醫(yī)院HIS系統(tǒng)業(yè)務(wù)決不會(huì)中斷。不分主從、同步讀寫的方式，是該方案實(shí)現(xiàn)零時(shí)間自動(dòng)切換的關(guān)鍵所在。 2.系統(tǒng)平滑升級(jí)傳統(tǒng)容災(zāi)方案實(shí)施周期較長(zhǎng)，會(huì)涉及到大量的客戶端安裝和數(shù)據(jù)遷移的工作。l 本方案無需在現(xiàn)有服務(wù)器上安裝任何軟件，完全不對(duì)現(xiàn)有服務(wù)器的兼容性和性能造成影響；l 虛擬化容災(zāi)平臺(tái)可以直接兼容客戶現(xiàn)有陣列，無需進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，及可實(shí)現(xiàn)容災(zāi)。保障了停機(jī)時(shí)間降低到最小，系統(tǒng)平滑切換；l 該方案實(shí)施的核心優(yōu)勢(shì)在于“業(yè)務(wù)先行恢復(fù)，數(shù)據(jù)在線容災(zāi)”。保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)連續(xù)運(yùn)行的同時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)容災(zāi)。實(shí)施停機(jī)時(shí)間降低到最小，最大程度降低業(yè)務(wù)切換風(fēng)險(xiǎn)。3.高穩(wěn)定性l 銳捷虛擬化管理平臺(tái)采用和小型機(jī)相同的RISC架構(gòu)，具有極高的穩(wěn)定性和性能；l 銳捷虛擬化管理平臺(tái)所使用的嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks。該系統(tǒng)由于開發(fā)難度較高，開發(fā)周期較長(zhǎng)，主要用于對(duì)于穩(wěn)定性和安全性要求較高的國(guó)防領(lǐng)域和專業(yè)工業(yè)控制領(lǐng)域。高性能，高穩(wěn)定性的架構(gòu)配合高可靠的系統(tǒng)保證醫(yī)院HIS系統(tǒng)724小時(shí)365天穩(wěn)定運(yùn)行。4.高性能l 采用1.5萬轉(zhuǎn)的高性能SAS硬盤，相對(duì)早期的SCSI和FC硬盤，內(nèi)部傳輸率更高，轉(zhuǎn)速更快。報(bào)表查詢速度提升一倍，但是成本減少一半；l 容災(zāi)方案不分主從，相比傳統(tǒng)的主從模式，將安全所帶來的數(shù)據(jù)庫性能損耗降到最低；l RG-iS-2000/3000虛擬化控制平臺(tái)采用了智能業(yè)務(wù)識(shí)別機(jī)制，在兩個(gè)磁盤陣列進(jìn)行初次數(shù)據(jù)同步時(shí)（或故障恢復(fù)時(shí)），可根據(jù)前端業(yè)務(wù)的繁忙情況進(jìn)行鏡像自動(dòng)調(diào)優(yōu)，優(yōu)先保證業(yè)務(wù)性能，再利用閑時(shí)進(jìn)行陣列間的數(shù)據(jù)同步。5.降低TCO采用銳捷HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案最大程度降低總體擁有成本（TCO）。l 硬件成本：虛擬化管理平臺(tái)可以整合醫(yī)院現(xiàn)有存儲(chǔ)設(shè)備，保護(hù)醫(yī)院原有投資；l 軟件成本：未來升級(jí)不需要為新增加的服務(wù)器和磁盤陣列購買任何的License，節(jié)省醫(yī)院未來升級(jí)成本；l 管理成本：采用統(tǒng)一的管理平臺(tái)，管理方便，實(shí)施簡(jiǎn)單，為醫(yī)院節(jié)省管理成本。6.高擴(kuò)展性1）園區(qū)級(jí)全冗余容災(zāi)銳捷網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療HIS系統(tǒng)容災(zāi)解決方案具有高拓展性，能夠讓醫(yī)院以最小的投入將原有系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程容災(zāi)。 我們建議在門診樓和住院樓各放置一套業(yè)務(wù)服務(wù)器、虛擬化平臺(tái)和磁盤陣列。真正做到跨園區(qū)的遠(yuǎn)距離、業(yè)務(wù)級(jí)、全實(shí)時(shí)、全自動(dòng)的醫(yī)院業(yè)務(wù)容災(zāi)平臺(tái)。 2）全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合近年來醫(yī)療衛(wèi)生信息化在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速。無論是醫(yī)院還是公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)為提高服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)效率，都在不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)的建設(shè)。然而，醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)務(wù)系統(tǒng)操作獨(dú)立、數(shù)據(jù)分散，無法實(shí)現(xiàn)有效的信息共享的現(xiàn)狀，信息孤島在所難免的。但隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)量的增加，信息孤島將會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)的性能，甚至造成系統(tǒng)的癱瘓，影響醫(yī)療機(jī)構(gòu)的正常醫(yī)療工作，成為困擾醫(yī)療數(shù)字化發(fā)展的瓶頸。 利用虛擬化管理平臺(tái)，能夠很容易的整合醫(yī)院現(xiàn)有的不同品牌，不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備，將其他諸如HIS、LIS、PACS、EMAIL、OA等業(yè)務(wù)整合到統(tǒng)一的存儲(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行管理。RG-iS-V2000/3000虛擬化管理引擎能夠讓醫(yī)院從容面對(duì)未來業(yè)務(wù)整合帶來的難題。 典型案例江蘇省某人民醫(yī)院醫(yī)院背景需求江蘇省某人民醫(yī)院始建于1950年，近幾年來，醫(yī)院已基本建成醫(yī)院信息管理系統(tǒng)（HIS）、臨床檢驗(yàn)系統(tǒng)（LIS）、醫(yī)學(xué)影象存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（PACS）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OA）。但是如何保障現(xiàn)有系統(tǒng)，特別是關(guān)系到全院正常運(yùn)轉(zhuǎn)的HIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全是醫(yī)院信息化建設(shè)的關(guān)鍵。醫(yī)院希望能夠?yàn)獒t(yī)院的HIS系統(tǒng)建立一套災(zāi)備系統(tǒng)，主要需求為：1、 盡可能高的保證系統(tǒng)的安全性，包括數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)業(yè)務(wù)的安全；2、 最好的全冗余的系統(tǒng)，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，都有備份。解決方案為了實(shí)現(xiàn)HIS系統(tǒng)的全冗余，采用兩臺(tái)銳捷網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化引擎RG-iS-V2000連接兩臺(tái)磁盤陣列實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)層的容災(zāi)功能。具體實(shí)現(xiàn)方法為：1、兩臺(tái)虛擬化引擎進(jìn)行集群，任何一臺(tái)虛擬化引擎故障時(shí)，另一臺(tái)可以在最短時(shí)間里自動(dòng)接替工作。2、兩臺(tái)磁盤陣列則進(jìn)行鏡像，由虛擬化引擎將數(shù)據(jù)同時(shí)寫入到兩臺(tái)磁盤陣列中，保證數(shù)據(jù)的絕對(duì)安全，任何一臺(tái)磁盤陣列故障，業(yè)務(wù)零時(shí)間切換到另一臺(tái)磁盤陣列，保證業(yè)務(wù)的不中斷。此外，本方案還具有如下特點(diǎn)：1、 兩套系統(tǒng)分別放置于兩棟大樓中，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)異地容災(zāi)，進(jìn)一步增強(qiáng)了醫(yī)院HIS系統(tǒng)的安全性。2