医院存储系统的容灾探讨

宫彦婷

医院存储系统的容灾探讨

宫彦婷

在阐述存储系统建设现状和系统容灾重要性的基础上，利用存储容灾的先进技术，进一步构建医院存储系统的二期工程，并将医院现有的存储系统建设上升到重要位置，以期为医院信息系统应用平台提供安全、可靠、快速的后备保障。

数字化医院；存储系统；容灾

0 引言

随着医院信息化建设的不断推进，信息系统中的关键业务数据已经成为医院最为重要的软资产之一，核心业务也越来越依赖于信息系统的可靠运行，因此，对关键业务数据进行备份保护刻不容缓，数据容灾备份方案的重要性也因此在信息化建设中凸显。信息化在给医院业务带来快捷、方便的同时，也产生了不少潜在的风险，如数据一旦丢失，将会带来巨大的损失。特别是在自然灾难面前，打击更是毁灭性的。为了保证数据运行有效连续，有必要对数据实现异地容灾备份与恢复[1]。

1 数字化医院概况及存储系统建设现状

医院信息化技术持续快速发展，使得我院在历时15 a的医院信息化建设中，已经从临床诊疗、患者服务等方面实现了医院管理的信息化和网络化[2]。先后分步运行了医院信息系统（hospital information system，HIS）、医学图像档案管理和通信系统（picture archiving and communication systems，PACS）、放射信息系统（radiology information system，RIS）、检验信息系统（laboratory information system，LIS）、临床管理信息系统（clinical information system，CIS）、电子健康档案系统（electronic health records，EHR）和区域医疗卫生服务（globe midical information service，GMIS）等数字化医院建设项目，有效地收集、储存、传输与整合患者的诊疗信息、卫生经济信息与医院管理信息，实现了信息利用的最大化。

目前，国内医院的存储系统建设基本有3种模式：（1）未使用专业存储设备，主要是采用本地存储方式，数据安全级别较低；（2）采用网络连接式存储（network attached storage，NAS）系统存储各个独立的大数据量系统，如PACS、LIS、超声系统，数据安全得到进一步提升；（3）近几年来比较安全、可靠的，可以实现大容量存储设备数据共享、高速计算机与高速存储设备互联的存储区域网络（storage area network，SAN）系统存储。

在充分论证的基础上，我院采用了某专业存储公司的高端存储产品平台作为硬件核心。该存储系统具有横向扩展Virtual Matrix Architecture技术，可以配置2 000个驱动器，具有较高的可用容量[3]。现主要存放HIS数据库、医学影像相关信息数据和医学图书信息的部分知识库。

2 存储系统容灾的重要性

可靠的数据存储体系和容灾系统建设对于医院信息系统的安全运行是至关重要的。

计算机系统灾难的发生是多方面的，从计算机数据管理的角度看，小到操作人员误操作导致系统的破坏、数据库的丢失；中到计算机硬盘存储介质的损坏；大到非计算机因素如火灾等自然因素。医院24 h开诊，这意味着医院信息系统需要24 h×7不间断持续运行[4]，因此，保持医院医疗业务的持续性是进行有效数据存储需要考虑的一个重要因素。采取远程的数据灾难恢复手段，能够提高系统的可靠性，真正保持业务的持续性。

容灾包括数据容灾和应用容灾2类。数据容灾是指建立一个异地的数据系统，该系统是本地关键应用数据的一个实时复制。在本地数据及整个应用系统出现灾难时，系统至少在异地保存有一份可用的关键业务的数据。应用容灾是在数据容灾的基础上，在异地建立一套完整的与本地生产系统相当的备份应用系统（可以是互为备份）。建立这样一个系统比较复杂，不仅需要一份可用的数据复制，还要有包括网络、主机、应用，甚至IP等资源，以及各资源之间的良好协调。

3 容灾主要技术

3.1 远程镜像技术

Symmetrix远程镜像软件（symmetrix remote data facility，SRDF）[5]建立物理上独立的2个Symmetrix系统之间完全的、实时的数据镜像，而两者距离可以是近在咫尺或相距千里之遥。

SRDF是一项非常成熟的技术，国外灾难备份项目中95%均采用此技术。SRDF实现简单，只要完成2个存储系统的磁盘镜像即可，无需占用主机资源，对应用无任何影响。SRDF可以提供2套实时完整的医疗数据，从而在数据中心现场发生灾难时，确保另有一套完整的医疗业务数据安全可用，达到容灾级别数据的高可用性。

3.2 VPLEX技术

VPLEX技术是企业级的、基于存储区域网络的联合解决方案，聚合并管理通过光纤通道连接起来的存储阵列池。阵列可以是同在一个数据中心，也可以是分布在跨越不同区域网络距离的不同地理位置的多个数据中心。

4 容灾方案

对于现阶段持续发展的医院来说，信息化系统建设是一个漫长的过程，任重而道远。信息工程人员需要紧跟时代的脚步，把握IT发展的动态，合理引入业内优势技术，不断完善现有信息基础架构，为医院的前端应用提供安全、高效、便捷的服务。

信息系统的建设要以业务应用系统为根本，一切以病患的需求为出发点。根据现有的存储集中化趋势，分析现有结构瓶颈，消除单点故障隐患。我院在进行了首期核心存储部署后，同时也规划了二期甚至三期的灾备、容灾方案设计。

4.1 容灾方案一

容灾方案一（如图1所示）采用高端存储的SRDF同步技术，实现本地2台存储设备间的实时同步复制，用以保障短时间的业务中断能够快速恢复，对在线业务影响最小。一方面，建立异地容灾区域，通过异步复制的方式将本地医疗业务数据定时拷贝到异地中心，用以保障在发生非人为原因造成的大面积宕机事故时能够快速恢复业务数据，将意外损失降到最低。另一方面，规划部署本地的数据备份，保障本地的数据当天产生当天备份，可以随时恢复使用。细化不同业务间的数据结构及业务特点，将长期不使用的数据进行归档存放，释放出一定的在线存储空间，合理使用。

图1 以SRDF为技术核心的容灾方案

4.2 容灾方案二

容灾方案二（如图2所示）是近1 a以来在医院信息系统中发展非常迅速的双活数据中心方案。生产区域通过VPLEX技术实现本地的存储设备间镜像，本地数据流并行读写，确保单台存储设备故障不会影响业务的流畅运转，同时VPLEX设备采用多引擎控制器节点冗余工作。另外，建立容灾区域，部署远程VPLEX装置，建立两地带宽通信，通过分布式的数据结构实现本地、异地的数据一致，保障跨区域的业务流畅。结合逐渐普及的虚拟化技术，能够做到双活数据中心的体系结构。

图2 以VPLEX为技术核心的容灾方案

4.3 2种方案的应用比较

（1）目前业内应用比较多的容灾备份技术方案就是采用SRDF同步技术，即基于智能存储系统的远程数据复制技术。它是由智能存储系统自身实现数据的远程复制和同步，即智能存储系统将对本系统中的存储器I/O操作请求复制到远端的存储系统中并执行，保证数据的一致性。由于这种方式下数据复制软件运行在存储系统内，因此较容易实现主中心和容灾备份技术方案中心的操作系统、数据库的实时拷贝维护，且不会影响主中心系统的性能。如果在系统恢复区具备了实时数据，那么就可以做到在灾难发生的同时及时开始应用处理过程的恢复。但是这种方案的开放性稍差，受主存储设备的厂家所限制，对于主存储设备间的网络条件要求也较高。

（2）VPLEX所面对的是存储中的高端用户，其核心目的是为了最终将异构、异地的数据管理起来并远距离传输出去，而多数的解决方案则更侧重对网络上存储设施的识别和建立联系，利用容量。在国外一些国家VPLEX技术，主要应用在银行等大用户，以满足大数据中心的长距离传输数据的需求[6]。

5 结语

我国的医院信息系统建设尚处于基础建设阶段，相较于国外的成型体系还有一定的差距。不同的国家都有其各自的特点，如何建立一个有中国特色的、服务于大众、贴近于社会的医院信息系统将是我们的主要工作。在存储中心建设初期定位非常重要。虽然在开始建设投入时，高端存储的经费要比中端存储高出许多，但在设备性能的稳定性方面，百分比能达到6个9的高可用性标准。而且在基础存储建成后的5～10 a，本机的体系架构具备很强的扩展能力，能更好地支撑医院复杂的HIS、PACS等多个业务系统的影像大数据，为后期的容灾建设、区域化的数据大集中等方案提供良好的硬件保障[7]，为医院整体信息化建设的分级定位打下良好基础。

[1] 方华峰．数据容灾备份与恢复的关键技术及应用研究[J]．网络安全技术与应用，2014（3）：43-44．

[2] 王瑞，吕晓娟．军队数字化医院建设思考[J]．解放军医院管理杂志，2011，18（11）：1 010-1 011．

[3] 宫彦婷，常建国，郭凌菱．数字化医院的网络存储系统建设[J]．中国医疗设备，2013，28（12）：52-53．

[4] 陈文昭，李镜波，陈旭坤．中大型民营医院信息系统的云容灾与备份[J]．现代医院，2013，13（8）：145-147．

[5] 安平．灾备系统建设中的业务连续性规划[D]．青岛：中国海洋大学，2012．

[6] 胡晨皓．双活企业服务总线的设计与实现[J]．计算机应用与软件，2014，8（1）：105-106．

[7] 石磊，耿子平，孙文桥．虚拟化技术在军队医院信息系统中的实施[J]．医疗卫生装备，2013，34（10）：54-56．

（收稿：2014-02-10 修回：2014-05-12）

Disaster recovery for hospital storage system

GONG Yan-ting
（Information Department,General Hospital of Beijing Military Area Command,Beijing 100700,China）

The status and importance of the storage system are described.Some advanced storage techniques for disaster recovery are used to establish the second-term hospital storage system so as to provide support to HIS application platform.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：130-132]

digital hospital;storage system;disaster recovery

R318；TP311.13

A

1003-8868（2014）09-0130-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.09.130

宫彦婷（1973—），女，主管技师，主要从事医院信息化系统的设计与应用方面的研究工作。

100700北京，北京军区总医院信息科（宫彦婷）