醫(yī)院服務器高可用建議方案

1、安徽省立醫(yī)院關健業(yè)務連續(xù)性建議方案前言醫(yī)院數(shù)字化建設是一個龐大而復雜的系統(tǒng)工程，其整體系統(tǒng)由上百個業(yè)務子系統(tǒng)組建而成，而這些系統(tǒng)間又有頻繁的數(shù)據(jù)交換和業(yè)務聯(lián)動，醫(yī)院數(shù)據(jù)/信息中心系統(tǒng)的建設和部署是整個數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)建設的核心和基礎，其架構設計是一項復雜的工作。本方案醫(yī)院數(shù)據(jù)中心硬件平臺基礎架構的概述。本方案針對安徽省立醫(yī)院項目數(shù)字化基礎架構，能夠幫助貴單位的各個層次上保持正常、健康的運行。具體方案如下：一、 高可用性評估： 對 IT 可用性計劃、流程、過程、角色、職責、報告、控制和服務水平實現(xiàn)情況進行分析；通過事后分析、故障成本或組件故障影響分析技術，對可能發(fā)生的故障進行分析；二、 高可用性規(guī)

2、劃與設計 對高可用性進行規(guī)劃，包括計劃、計劃管理、報告和服務水平管理、高可用性流程和過程設計，包括角色和職責。三、 高可用性實施 各種服務器優(yōu)化與整合服務規(guī)劃、設計和實施。四、 容災規(guī)劃與實施服務 數(shù)據(jù)中心和災備中心連續(xù)性接管服務，災難恢復演練計劃制定與實施。此建議書對安徽省立醫(yī)院各種PACS、HIS、RIS、LIS現(xiàn)狀做初步分析，討論了服務器高可用的常用技術標準備，推薦了雙機加陣列的高可用服務器解決方案，供安徽省立醫(yī)院參考。目 錄一安徽省立醫(yī)院系統(tǒng)環(huán)境41.1 現(xiàn)有業(yè)務簡述4二關健業(yè)務連續(xù)性系統(tǒng)設計52.1 數(shù)字化醫(yī)院基礎架構52.2 系統(tǒng)設計說明52.3 系統(tǒng)方案特點7三UPS不間斷電源系

3、統(tǒng)工程設計83.1 UPS功率計算83.2 UPS系統(tǒng)設計93.2.1 UPS電源系統(tǒng)的設計原則如下：93.2.2 臺達H系列UPS主機性能介紹9四附錄114.1 RoseHA 8.5 雙機容錯系統(tǒng)114.2 IBM X3850M2服務器204.3 IBM DS5020存儲224.4 投資預算表25一安徽省立醫(yī)院系統(tǒng)環(huán)境1.1 現(xiàn)有業(yè)務簡述本方案的核心是統(tǒng)一的高性能的SAN架構，醫(yī)院的大部分數(shù)據(jù)都存儲在SAN的環(huán)境中，通過光纖交換機連接不同的數(shù)據(jù)庫服務和應用服務器進行各種業(yè)務處理。為支持醫(yī)院越來越高的業(yè)務連續(xù)性要求，我們建議在不同于主中心的樓房中建立容災機房，運用業(yè)界成熟的技術實現(xiàn)對存儲系統(tǒng)做

4、備份容災。下面是數(shù)據(jù)中心(信息中心)建設中與臨床信息系統(tǒng)相關各部分的概述及配置參考二關健業(yè)務連續(xù)性系統(tǒng)設計2.1 數(shù)字化醫(yī)院基礎架構2.2 系統(tǒng)設計說明1. 主機系統(tǒng)、存儲和備份系統(tǒng)本方案的核心是統(tǒng)一的高性能的SAN架構，醫(yī)院的大部分數(shù)據(jù)都存儲在SAN的環(huán)境中，通過光纖交換機連接不同的數(shù)據(jù)庫服務和應用服務器進行各種業(yè)務處理。為支持醫(yī)院越來越高的業(yè)務連續(xù)性要求，我們建議在不同于主中心的樓房中建立容災機房，運用業(yè)界成熟的技術實現(xiàn)對存儲系統(tǒng)做備份容災。下面是數(shù)據(jù)中心(信息中心)建設中與臨床信息系統(tǒng)相關各部分的概述及配置參考。根據(jù)我們對業(yè)務系統(tǒng)的分析，充分滿足對系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量的規(guī)劃，建議配置如下：

5、52; 4兩臺服務器建議選擇IBM X3850M2，每臺建議配置如下：IBM System X3850M2 服務器類型2U機架式CPU兩個 Intel® 四核 Xeon® E7420 處理器內存(RAM)16GB硬盤300GB 15K 3.5" SAS Hot-Swap HDD 兩塊網(wǎng)絡集成雙千兆以太網(wǎng)接口 光驅24X DVD/CD-RW ComboFC光纖卡Emulex 4GB FC Single-Port PCI-E HBA for IBM System x 1塊電源雙電源冗余ü 磁盤陣列建議選擇IBM DS3400，每臺建議配置如下：IBM DS5

6、020 控制器類型 雙控制器硬盤配置300GB 15K Hot Swap SAS，7塊 光模塊4Gb 短波模塊，4塊電源雙電源冗余ü SAN交換機建議選擇IBM System Storage SAN24B-4 易捷版，每臺建議配置如下：IBM System Storage SAN24B-4端口激活24端口，缺省激活8端口光模塊4Gb 短波模塊，8塊ü 雙機軟件選擇RoseHA 一套，配置如下：RoseHA 8.5 雙機容錯系統(tǒng)RoseHA for WindowsWindows 2000/2003/2008 Server for x86 (Standard / Advance

7、d / Datacenter Edition)操作系統(tǒng)建議選擇windows 2003 enterprise server x32(現(xiàn)數(shù)據(jù)庫為SQL2000 32位)，此操作系統(tǒng)支持大內存和硬盤RAID功能。 2臺IBM X3850M2雙機系統(tǒng)分別核心應用HIS主備用服務器（即雙Active/Active模式），兩臺互為備份，這大大提高了系統(tǒng)的可靠性，在任意一臺服務器發(fā)生故障時整個系統(tǒng)能夠繼續(xù)安全良好的運行。數(shù)據(jù)存儲方面，根據(jù)業(yè)務要求，確定了數(shù)據(jù)集中結構、數(shù)據(jù)冗余備份寫入，服務器通過2臺8/24口光纖通道交換機和DS5020磁盤陣列組成SAN（存儲區(qū)域網(wǎng)絡）網(wǎng)。為提供存儲底層可靠性，我們建議配

8、置1臺DS5020陣列柜，陣列各劃分劃分多外邏輯卷供不同的應用服務器使用。SQL2000數(shù)據(jù)庫文件和控制文件、應用程序文件全部建議放置在磁盤陣列上，在發(fā)生雙機切換時無需手工同步文件。2.3 系統(tǒng)方案特點· 整體方案使用Active/Active模式，充分最大化發(fā)揮現(xiàn)有服務器性能；· 存儲使用SAN陣列，即穩(wěn)定可靠、絕對數(shù)據(jù)安全而且成本較低，充分節(jié)省用戶投資；· 服務器、網(wǎng)卡、電源模塊等關健設備全部使用冗余設計，無單點故障；·· 雙機軟件快速反映，錯誤檢測時間小于10秒，故障切換及恢復時間一般在10-20秒；· 雙機軟件GUI與Serv

9、er分離，可隨時中斷GUI而不影響Server的運行；· 支持JOB和BRING IN/BRING OUT、在一臺SERVER上停止JOB不會導致FAILOVER · 在同一塊網(wǎng)卡上建立多個活動的IP地址，支持多個JOB的運行 · 自動切換：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時（如：系統(tǒng)宕機、HA進程/應用進程被殺掉、RS-232、SCSI、光纖、網(wǎng)絡線纜斷開），RoseHA 將確定故障原因，并采取相應對策，并將這些應用切換到備份服務器上。而故障服務器中未受影響的應用不會被切換，既不會受任何影響。不需要系統(tǒng)管理員干預。 三UPS不間斷電源系統(tǒng)工程設計3.1 UPS功率計算根據(jù)電子信息

10、系統(tǒng)機房設計規(guī)范（GB50174-2008），確定不間斷電源系統(tǒng)的基本容量按下式計算：E1.2P式中 E-不間斷電源系統(tǒng)的基本容量（不包含備份不間斷電源系統(tǒng)設備）P-電子信息設備的計算機負荷。本次機房選用12臺臺達H系列20KV主機并機冗余式供電。3.2 UPS系統(tǒng)設計3.2.1 UPS電源系統(tǒng)的設計原則如下² 應能滿足當前需求和未來逐步擴容的需要；² 應具有一定的用電經(jīng)濟性本次機房系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)設計我們采用1臺20kVA UPS并機冗余式供電，單臺主機后備時間為2小時。3.2.2 臺達H系列UPS主機性能介紹1、系統(tǒng)特色² 輸出功率因素=0.8² 高

11、整機效率² 寬廣輸入電壓范圍156V-280V² 可選擇經(jīng)濟模式輸出 (效率>96%)² 輸出短路保護² 全時間防雷擊及噪聲突波保護² 可加裝輸出隔離變壓器² 可作雙機熱備份串聯(lián)運作² (Hot-Standby Redundant)² 具電池開機功能² 使用者親善大型LCD操作面板² 內建SNMP插槽,可作網(wǎng)絡遠程監(jiān)控² 標準RS232、AS400、干接點接口² 可增加外部電池組,另長延機具超強充電電流² 具緊急停機功能(Emergency Power Off

12、; EPO)² 輸出零地電壓小于1V2、應用領域² PC,終端機,工作站,服務器² 自動提款機,網(wǎng)絡系統(tǒng)² 辦公室設備,醫(yī)療,保全,監(jiān)控,通訊等系統(tǒng)3、特點介紹² 真正在線式設計，提供您的重要電氣設備一個全天候不斷電之電源。² 寬廣的輸入電源范圍，可減少電池放電機率。² 自動偵測輸入頻率可操作于50 Hz或60Hz。² 輸入電流具功率因子修正和使用高頻脈寬調變逆流器，使 UPS 具有高性能特性。² 可選擇隔離或自耦變壓器來提供電氣隔離和多重輸出電壓。² 在 UPS 無市電輸入時，允許由電池啟動，

13、提供穩(wěn)定的交流電力。² 遠程緊急斷電：可于緊急狀態(tài)以遠程開關裝置，將輸出立即切斷，防止危險。² 標準配備RS232、AS 400 和各種狀態(tài)接點接口，適用于各類型計算機通訊。² 可選購SNMP 適配卡以提供網(wǎng)絡通訊。² 利用微處理器技術執(zhí)行自我偵測和 LCD 訊息顯示，以提供詳細的運轉狀態(tài)信息。² 有手動和靜態(tài)兩種旁路開關型式切換至主要電源。² 靜態(tài)旁路供給電路含有突波抑制和 EMI 濾波功能。² 逆流器自動回復： ² UPS 的逆流器在低電池電壓關機后交流電源恢復時，可自動再啟動。² 當過載情況清除，可

14、由靜態(tài)旁路自動轉回逆流器輸出。² 在長時間備用模式操作下，可將警告聲關閉。² 可另外增加外部電池組，以延長備用模式的運轉時間。² 可選擇經(jīng)濟模式操作: 當輸入電壓在額定電壓±10%范圍內，UPS將在旁路狀態(tài)下工作，若超出范圍外則切換至逆流器狀態(tài)下操作，可提高UPS之運轉效率。² 當 UPS 在旁路模式操作下，可自動偵測旁路電壓，若輸入電壓超出額定電壓 + 15%- 20%范圍外，將關閉輸出以保護電氣設備。² 當在備用模式低電池電壓關機后，自動偵測電池電壓若過低時，將UPS控制電源關閉，以保護電池之壽命。四附錄4.1 RoseHA 8.

15、5 雙機容錯系統(tǒng) RoseHA是利用共享磁盤陣列實現(xiàn)系統(tǒng)高可用性，保證應用系統(tǒng)7*24不間斷運行的軟件產(chǎn)品。ROSE HA軟件同時安裝在兩臺主機上，用于監(jiān)視系統(tǒng)的狀態(tài)，協(xié)調兩臺主機的工作，維護系統(tǒng)的可用性。它能偵測應用級系統(tǒng)軟件、硬件發(fā)生的故障，及時地進行錯誤隔絕、恢復，以最低成本提供用戶幾乎不停頓的計算機作業(yè)環(huán)境。  RoseHA 以其穩(wěn)定、可靠，在windows2000、windows2003、windows2008服務器的容錯軟件中占有絕對的優(yōu)勢，同時也成為國內絕大多數(shù)的磁盤陣列柜廠家的OEM容錯軟件。工作模式· 主從方式（Active/Standby) 

16、主機工作，從機處于監(jiān)控準備狀態(tài)。當主機宕機時，從機接管從機的工作，待主機恢復正常后，按使用者的預定以自動或手動的方式將服務切換到主機上運行。 · 雙工方式（Active/Active）  兩臺主機同時運行各自的服務工作，且相互監(jiān)測對方的情況。當一臺主機宕機時，另外一臺主機立即接管它的工作，保證工作不間斷。 譬如：A機運行ORACLE數(shù)據(jù)庫應用，B機運行IIS網(wǎng)站應用。 特 點· 自動切換   當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時（如：系統(tǒng)宕機、HA進程/應用進程被殺掉、RS-232、SCSI、光纖、網(wǎng)絡線纜斷開），RoseHA 將確定故障原因，并采取相應對策，并將

17、這些應用切換到備份服務器上。而故障服務器中未受影響的應用不會被切換，既不會受任何影響。不需要系統(tǒng)管理員干預。 · 支持多條心跳路徑  可以將網(wǎng)線和RS-232串口線作為在RoseHA軟件的心跳路徑。配置多條心跳路徑可以避免系統(tǒng)的單點故障。兩臺服務器的信息交換可通過：RS232、TCP/IP · 自動檢測  在集群系統(tǒng)的每一臺服務器內，RoseHA具有兩個核心進程，它們互相監(jiān)控，如果其中一個進程失敗，另一個進程會立即進行恢復。 · 豐富的附加功能 提供不同的針對特定應用的Agent程序，使服務監(jiān)控更切實際，更加有效；提供用于開發(fā)Agent程序的應

18、用程序界面（API），使用者可針對特定的服務編寫Agent程序，執(zhí)行與特定服務相關的狀態(tài)診斷及錯誤恢復工作的。 · RoseHA 采取高可靠的錯誤檢測和故障恢復機制減少系統(tǒng)宕機，停機時間并防范錯誤，提供故障警告； · RoseHA 可設定故障排除后自動或手動回復（switch back）； · RoseHA 安裝時不需要修改操作系統(tǒng)的核心、更改應用軟件，也無需特殊的硬件； · RoseHA 提供基于GUI的監(jiān)控中心，管理員能查看ROSE HA的狀態(tài)、檢查錯誤信息和警告、修改系統(tǒng)參數(shù)及從遠程工作站管理ROSE HA系統(tǒng)； · RoseHA 支持各

19、種數(shù)據(jù)庫，包括ORACLE、Sybase、Informix、DB2、MySQL等 。   Private Net 私用網(wǎng)絡      兩臺服務器通過私用網(wǎng)絡心跳（HeartBeat）信號，使兩臺服務器能夠相互了解對方的運行情況。為了避免不必要的失效切換，最好建立兩條獨立的物理路徑作為通訊路徑。· RS-232 Socket Private Net:配置服務器空閑的串口作為一條通訊路徑。· TCP/IP Socket Private Net:兩臺服務器的網(wǎng)卡用反線（back to back)直接或通過LAN建立一條通

20、訊路徑。       如果所有的私用網(wǎng)均失效，服務器仍然可以用公用偵測對方服務器的可用性。如果對方服務器仍然可用，不觸發(fā)接管動作；如果對方服務器不可用，立即接管動作。  Public Net 公用網(wǎng)絡     客戶端通過此網(wǎng)絡與服務器通信，當兩臺服務器互為備份。對于不同的服務，可以用不同的公用網(wǎng)連接到兩臺服務器。ROSE HA支持TCP/IP協(xié)議，可以在EthernetFastEthernet、FDDI和ATM網(wǎng)上運行。  管理工具· 友好、直觀、易于操作的GUI界面 · 有

21、關ROSE HA的配置都可以在GUI中完成，支持動態(tài)配置和實時同步 · 網(wǎng)卡的狀態(tài)，磁盤的狀態(tài)都可在GUI中顯示出來   監(jiān)控的對象資源· Volume · IP地址 · 計算機別名 · 共享文件 · NT服務· 用戶自定義 工作原理    系統(tǒng)啟動后，ROSE HA首先啟動HA Manager管理程序，根據(jù)高可靠性系統(tǒng)的配置結構初始化，然后啟動必要的服務和代理程序來監(jiān)控和管理系統(tǒng)服務。HA代理程序用來監(jiān)控、監(jiān)測、診斷和管理硬件軟件服務。   代理程序檢測到該服務器

22、處于活動狀態(tài)，HA Manager就會認為該服務處于活動狀態(tài)，HA Manager會定時通知后備服務器上的HA Manager，其每項服務處于正常。   當代理程序檢測到某個服務發(fā)生故障時，它就通知HA Manager管理程序。HA軟件首先會重新啟動該服務多次（可由用戶設定）。如果啟動不能成功，該服務會由HA轉移到后備服務器上。   HA周期性地檢測系統(tǒng)硬件的狀態(tài)，如果硬件發(fā)生故障，HA會把與該硬件相關的服務轉移到后備服務器上。當某項服務發(fā)生轉移時，HA首先在運行服務器上停止該服務，之后，由備份服務器上的HA在備份服務器上啟動該服務。由于停止和啟動該服務

23、需要一定的時間，所以，當服務被切換（轉移）時，該服務會有短暫的中斷，轉移完成后，服務自動恢復正常運行?？紤]到一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如ORACLE、SYBASE、INFORMIX等）以及其他一些應用軟件（如Domino Server、WWW Server等），ROSE HA在HA管理模塊（HA Manager)的基礎上，提供了一系列的Agent軟件模塊。Agent為一個軟件監(jiān)視模塊，監(jiān)控數(shù)據(jù)庫服務或其他應用服務的運行。當運行服務器發(fā)生故障時，由Agent向HA主控軟件請求，進行相應的處理動作。   總之，ROSE HA軟件極大程度上減少了人的介入，提高了系統(tǒng)的可靠性與安全性，使服務能可靠的運行。4.2 IBM X3850M2服務器 4.3 IBM DS5020存儲 4.4 投資預算表 投資預算建議：1、由于購買的DS5020標配8個SFP模塊，所以建議不要再配SAN交換機了2、建議購買機柜，KVM切換器和RoseHA雙機軟件等。3、UPS建議配置2小時延時。一、IBM 3850M2數(shù)據(jù)庫服務器（4套）產(chǎn)品型號產(chǎn)品