医保高可用性集群系统建设实践

刘堃靖，王志奇，张红，李享

中国中医科学院广安门医院计算机中心，北京 100053

0 前言

在北京市医保十几年的发展建设历程中，医保系统的各方面技术都在不断地进行调整。系统接口技术从内嵌式到外挂式的发展；硬件系统结构也从最初的单机系统升级到双机镜像系统。然而随着医院医保业务量的逐年增加，参保人员的广泛覆盖，医保门诊、住院实时结算业务的上线等诸多原因，造成了双机镜像系统在医保业务处理方面出现了瓶颈，已制约了医院医保信息化建设的发展。为此，

建立医保高可用性集群系统，以提高服务器的性能及稳定性和扩展性，确保医保系统数据的安全。本文介绍了我院不同时期的医保系统硬件结构和开发技术。

1 单机系统

医保系统建设初期，采用单服务器系统，即一台医保前置机。前置机是双网卡结构，设置内外网，其IP 地址分别指向医保中心分配地址和医院内部网络地址，并对NAT路由进行设定。内网卡连接医院信息系统（HIS），外网卡连接医保，同时要保证内网和外网的连通，从而保证客户端与前置机的连通，使终端用户可以随时访问医保前置机。

在前置机中安装SQL server数据库；安装上传下载程序，使前置机可以上传下载数据。

2 双机镜像系统

单机系统运行多年后，门诊的实时刷卡业务的实现，使得业务处理数据量不断增大，对系统稳定性的要求也越来越高。为了降低系统灾难发生所造成的损失和影响，故对系统的性能要求需重新定位，即系统应该具备容灾功能。

2.1 网络拓扑结构

2台服务器分别安装3块网卡，内网卡通过内网交换机连接到医院内网，外网卡通过路由器、光电转换器连接到医保外网，2台服务器之间通过心跳线连接实现双机镜像（图1）。

图1 双机镜像系统拓扑结构图

2.2 系统工作原理

通过SQL server 的镜像功能，在主服务器（数据库服务器）和镜像服务器（应用层服务器）之间建立镜像关系。这2台电脑上均安装数据库和应用层，但主服务器的应用层不启用，系统在做日常业务时只调用镜像服务器上的应用层。医院每天的业务数据在写入主服务器的同时也在镜像服务器进行存储，当主服务器宕机时，可以启动镜像服务器上的镜像数据库作为主数据库，使医院业务继续进行。当镜像服务器宕机时，可以启动主服务器上应用层，业务可以照常进行。

3 高可用性集群系统的建设

大众对于中医的广泛认同及参保人员的全面覆盖，使得医保系统处理数据量的激增。几十G的数据库运转增加了服务器的网络压力，医院在上午业务量大时占用系统资源，使门诊、住院实时刷卡业务处理速度变慢，继而出现停顿及死锁的现象，情况严重时需要重启设备释放系统资源，2台医保服务器重启时间需10 min左右，增加患者排队等候时间。一系列的情况表明原有的双机镜像系统也不能满足医院医保系统的建设要求，急需建设医保高可用集群系统，以提高医保系统性能，更好地满足门诊、住院实时结算的需要，提高医保数据的安全性和读写速度。

3.1 网络拓扑结构

集群系统的硬件由2台应用服务器、2台数据库服务器及磁盘阵列组成。服务器内部通过心跳线连接，将数据存储到磁盘阵列；应用服务器通过专网交换机、路由器、光电转换器和医保光纤连接到专网。应用服务器和数据库服务器通过内网交换机连接到医院内网，数据库集群和应急服务器实时镜像实现数据交互。由这些设备共同组成的医保集群系统（图2），为医保应用系统的各终端提供程序访问和数据存储服务。

图2 高可用性集群系统拓扑结构图

3.2 切换过程

（1）切换前停止所有医保相关业务，关闭服务器。调整原有2台服务器位置，同时将2台集群服务器与磁盘阵列机连接。通电启动所有设备，完成阵列的配置工作，建立和调试网络均衡和集群体系。

（2）2台应用服务器实现网络流量均衡功能、通过心跳线相互通讯，虚拟一个公共IP地址，加入到医院的院内局域网中，以供院内局域网的客户端访问。将医保光纤通过医院的交换机分别接入到2台应用服务器上，使服务器均能接入到医保专网，并与医保网络正常通讯。

（3）2台数据库服务器之间，通过操作系统（2003企业版）实现容错集群功能。在集群系统中部署医保业务系统，设置系统参数，使得医保业务系统能正常运转。医保应用系统的数据则统一存储到磁盘阵列中，磁盘阵列通过光纤直接连接到2台集群服务器的光纤卡上。

（4）完成集群系统与应急服务器间的数据镜像调试。当集群系统整体宕机时，在很短时间内，应急服务器可临时代替集群系统，为全院的医保结算系统提供服务，起到业务系统的应急作用。

（5）备份医保数据后，将医院医保当前数据从原数据库服务器移植到集群系统中。系统切换完成后恢复医保业务。

4 结束语

高可用性集群系统建立后，解决了高业务量处理时间出现的停顿及死锁现象，提高了处理速度。在系统稳定性方面得到了改善，而且，当其中1台服务器出现故障时，在5～10 min内系统能自动完成切换，无需人工干预，降低了风险机率，保证了医保结算业务连续性。医保系统的建设是全面的，离不开硬件环境和软件系统的支撑。硬件环境建设发展，在一定程度上又促进了医院医保信息化的发展进程。

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