大型医院容灾系统建设与虚拟化技术

汤苗俊

摘要：医院每天接诊很多病人，需要记录很多医疗信息，如果这些数据信息丢失，一定会为医院和病人带来很大的麻烦和损失。但是以往医院建立的容灾方案需要花费很多资金，而且建设过程中和建设之后存在很多难以解决的问题。因此，为了更好的保护医院的数据信息，利用虚拟化技术建立完善的容灾备份系统是非常可行的，其不仅能够降低医院花费的成本，还能对医院资源进行良好的管理。基于此，本文主要分析了大型医院容灾系统建设与虚拟化技术，以供参考。

关键词：大型医院；容灾系统建设；虚拟化技术

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）05-0223-02

1 引言

伴随着我国医疗事业的快速发展，大型医院的医疗数据信息范围也变得越来越广，信息种类也很多，这就为信息更新和管理带来了更大的挑战。同时，因为以往的医院容灾模式的建立很难，而且花费的人力、物力都很多，导致很多医院都没有建立容灾机制，这就意味着如果医院的一些硬件设施出现了问题，数据就可能会丢失，那就很难找回，所以说，在大型医院建立完善的容灭系统是非常必要的。

2 医院信息容灾系统的目的

医院为什么要建立信息容灾系统呢，其主要是为了保护医院的信息，因为这些信息都是需要长期利用的，其完整性严重关系着患者的治疗和医疗事业的发展。而信息容灾系统的作用就是当医院某些硬件设备出现问题的时候，数据能够在容灾系统的控制下尽快的恢复，这就大大降低了医院数据丢失的几率，促进了大型医院医疗业务的顺利开展。在大型医院容灾系统设计的时候有两个重要的标准，那就是恢复点目标（RPO）和恢复时间目标（RTO）。前者就是当医院的数据存储设备出现问题后系统恢复时RPO数据丢失的可容忍程度，容忍丢失的数据量与RP0值呈正相关关系，也就是RP0越小，数据还原情况越好。而后者RTO是指医院数据系统出现问题后数据还原的紧迫性，RTO这个标准主要针对的是服务丢失，RTO与数据恢复的紧迫性呈负相关，也就是RTO值越大，数据恢复越好。大型医院的信息容灾系统对RPO和RTO都有着很严格的要求，每个医院的情况不一样，具体的规定也存在差异。

3 医院信息容灾系统的设计和实现

3.1 业务系统服务器的保护

一般情况下，大型医院的信息容灾系统都会这样设计：由上往下设置不同的构架，依次为数据访问层、业务逻辑层、表示层，这三者是彼此独立的，单独在信息系统中运行。在大型医院容灾信息系统中可以利用不同的方式，比如并行、主从等两台服务器，利用一个虚拟的IP地址，从而向外界提供相应的服务。由于两台服务器的工作方式存在差异，所以服务请求一般不会由两台服务器承担，而是由其中的某一个来承担。这时，两个服务器能够通过心跳线去检测到对方的运行状态。假如某一个数据库服务器出现了问题，另一台就能够及时、准确的监测到它的状态，从而进行功能切换，将故障服务器的工作接管过来。在信息容灾系统中利用服务器群集，能够快速的恢复数据，让整个系统能够在比较稳定的环境中继续运行，这样才能促进医院更好的开展医疗业务。用户访问界面与应用服务分别由表示层和业务逻辑层提供，不需要数据保存，因此不需要共享的存储设备，但需多台服务器的配置使得负载均衡机制得以建立。这样一来，不仅能够避免单点失效问题的发生，使得信息容灾作用更好的发挥，还能够提高数据库服务器的运行速率，让来访者及时取得更好的数据信息。

3.2 信息资源传输过程的保护

由双链路冗余、负载均衡以及虚拟路由技术来保护传输资源，使系统容灾的RTO得到保障。虚拟路由冗余协议简称VRRP是虚拟路由技术中最有代表性的，它允许客户端与医院信息系统服务器的路由器协同运行，形成一个虚拟路由器。对外，虚拟路由器拥有唯一固定的MAC和IP地址。位于同一组作为主路由器与备份路由器具有两种互斥的角色。在一组中，只能有一个主控路由器，但却可以同时有多个备份路由器。VRRP协议的路由器组中，主路由器承担IP报文转发和ARP响应的协议。而作为备份的角色处于待命状态的路由器，如果主路由器出现故障，那么几秒钟的延迟后，一个备份路由器可以自动升级到主控路由器角色。在这个过程中不需要改变交换机的MAC地址和IP地址，而且速度非常快，所以医院信息系统客户端用户是透明的。

3.3 数据存储资源的保护

存储资源的保护说的就是对大型医院的数据信息进行有效的保存，而其保存时采用的方法通常都是双存储阵列技术，而且会把服务器群联合在一起，从而达到共享存储的目的，同时，使得数据能够同步、共享的方法还有镜像技术。所以其中一个地方出现问题，另一个技术就能及时利用上，这样一来系统就能够长期处于正常运行的状态。除此以外，大型医院信息容灾系统还可以利用CDP技术对数据进行备份，这个技术的主要功能就是能够及时的监测到数据的变化，而且能够对数据进行及时的备份和还原，其效果非常精确，再细小的数据也不会遗漏。在大型医院容灾系统中利用的硬盘，其具有热拔插的功能，而且也能夠设置RAID容错报错，当这些硬盘收到破坏之后，能够及时、方便的更换硬盘，只要计算机不关机、系统不中断，就能保证容灾系统继续稳定的运行，这为医院数据的保护起到了很大的积极作用。

3.4 建立异地容灾备份中心

上文提到的一些技术非常重要，但是面对大型灾害如火灾就很难进行有效解决。所以，建立具有异地灾备中心作为应对，对一些重要性较高的应用进行异地数据容灾。借助SAN即存储局域网，实现数据备份过程，达到异地容灾的效果。异地灾备中心与数据中心由专用的存储网络来连接，实时地将业务系统产生的数据通过该网络传送至灾备中心进行存储。同时数据备份过程对业务系统不会产生任何影响。因为该过程不通过主机系统的网络。

4 操作系统的虚拟化技术

操作系统虚拟化的概念是基于共用操作系统，由于不包含额外的（虚拟化）处理层。所以它提供了一个更瘦的架构体系。当考虑容灾方案时，除了数据级的容灾，还应提供应用级的容灾。即在将数据复制到灾备中心的同时，也将受保护的应用程序的状态复制到灾备中心，当灾难发生时可以立即切换到灾备中心的应用程序运行，保证业务连续性。应用级容灾是通过操作系统虚拟化和检查点实现的。检查点用来捕获进程某一时刻的运行状态，从而实现进程迁移。进程迁移既可以是用户应用程序进程到灾备中心的迁移，也可以是灾备中心内部的虚拟机池间进程迁移，以实现根据前端用户的需求自动地调节灾备服务提供商有限的硬件与软件资源，动态地、弹性的反应前端业务对灾备的需求。endprint

当大型医院容灾系统因为一些故障原因发生突然中断之后，其中断期间的状态很可能被丢失，等到系统恢复之后，再重新运行，这样会造成很大的损失。而检查点技术就可以将这个难题清除掉。检查点技术能够将系统运行的各个阶段的状态保留住，包括中断过程的状态，这样一来，系统恢复时，能够将数据信息调整到和最近一次保留数据相同。

5 大型医院信息容灾系统的管理措施

在大型医院建立信息容灾系统的时候应该尽可能的采用最先进的科学技术，这样才能让此系统发挥更好的数据管理效果。另外，信息容灾系统的日常维护和管理是必须进行的，有助于系统问题的提早发现、及时解决。具体的维护和管理措施如下：首先，工作人员应该定期去机房监察，保证各个指示灯、各种系统都处于良好的运行状态，一旦发现问题，一定要及时上报，尽快想出万全之策，并加以实施，避免更大的问题出现而破坏整个系统的运行。其次，相关的管理人员应该对系统的各个账号和密码进行严格的管理，对于不再使用的用户应该及时的清除，而且使用中的账号的密码应该定期进行更换，防止被盗事件的发生。另外，管理人员应该及时的更新杀毒软件病毒码，在杀毒软件运行过程中会扫描出一些问题软件、文件或者是可疑软件，建议不要使用这些被扫描过的软件，而且要及时把这些文件、软件放入到清除列表里面（数据文件和数据库系统文件除外），避免病毒的入侵。最后，对于大型医院的信息容灾系统数据恢复的操作，需要工作人员定期的演练，及时确认灾难后容灾方案的可行性。以上几点日常维护措施是非常必要的，只要做到以上几点，就能够很好的避免数据丢失的问题出现，最终保证大型医院医疗业务的顺利进行。

6 结语

综上所述，大型医院的数据是非常重要的，但是传统的建设方法很难起到预计的数据管理效果，所以利用虚拟化技术创建完善的容灾系统势在必行，这样既能达到保护医院数据信息的目的，又能为医院节省很大的建设投入。

参考文献

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