1 引言
目前醫院主要業務都依賴信息系統，信息系統已成為醫院日常業務運轉的重要支柱，因此信息系統的業務連續性成為醫院信息化建設工作的一大重點。以首都兒科研究所附屬兒童醫院為例，由于系統初期建設零散，沒有規則，對業務連續性管理有不利影響，因此借助大量設備已達更新年限必須升級改造的契機，重新規劃并構建醫院IT信息系統基礎構架、提供足夠的業務連續性保護就成為十分必要的工作。
2 醫院業務連續性
2．1 含義
醫院業務連續性是指醫院有應對風險、自動調整和快速反應的能力，以保證信息系統業務的連續運轉。為醫院信息系統提供連續運行的基礎平臺是IT系統基礎構架的主要功能，業務連續性是其最主要的性能指標。遵循系統方法的功能原則 有助于從整體上把握IT系統基礎設施建設和改造的目標、方法。業務連續性包含3個方面：高可用性、連續操作、災難恢復。業務連續性的核心評估指標有兩項：RTO和RPO。
2．2 具體分析
醫院的信息系統按照支撐業務的類型可分為3類：醫療相關業務系統、經營辦公管理類業務系統、IT基礎管理類業務系統，見表1。不同類型的業務系統對連續性的要求也有所不同。根據對業務系統RTO和RPO的評估，可將連續性分為3級，針對不同的等級要求，設計合理架構，采用必要技術予以保障，以適當的成本達到最佳的績效產出。
表1 醫院信息系統對業務連續性要求
3 IT基礎平臺建設實踐
3．1 總體結構
3．1．1 總體結構。
對復雜系統進行研究和改造時，需要遵循層次性原則。針對IT基礎設施的不同用途和位置，將設備進行分層管理，可分為如下幾個層面：
(1)存儲設備層：主要是存儲設備、數據保護設備等，任務是對數據進行存儲、備份、遷移的操作，業務系統需要的存儲資源都集中在這里。
(2)存儲網絡層：用于主機和存儲設備之間的互聯、分區、隔離等操作。
(3)業務主機層：提供應用系統服務的主要平臺，包括業務系統需要的處理器、內存等資源。
(4)業務網絡層：主要提供業務終端和主機之間的通信、主機和主機之間的通信、主機和存儲設備之間的通信管理。
(5)業務終端層：主要是業務系統最終使用者的實際操作平臺，執行輸入輸出等具體工作。
(6)綜合系統管理：對整個IT基礎構架進行全面的監控、管理以及可能的操作。IT基礎平臺總體結構，見圖1。
3．2 存儲設備
3．1．2 采用不同技術手段實現連續性要求。
(1)針對在線業務的存儲設備，采用基于存儲虛擬化的磁盤陣列同步鏡像，實現存儲系統零停機，對主機和業務系統完全透明。
(2)針對業務數據的邏輯錯誤或人為損壞，采用CDP技術，通過磁盤同步鏡像、連續快照、數據日志錄像實現數據的零損失。
(3)針對存儲網絡，通過光纖通道網絡的多鏈路自動切換，實現存儲網絡零停機。
(4)關鍵業務主機通過雙機熱備的故障轉移集群，實現數據庫服務器的連續服務。
(5)部分小規模業務通過服務器虛擬化技術，實現業務系統連續服務。
(6)其他網絡設備、終端設備在前期的建設中通過不同手段實現一定程度的業務連續性。
3．2．1 集中存儲系統。
新構建的集中存儲系統為NetApp FAS3140 MetroCluster系統，以兩組盤柜構成同步鏡像，磁盤陣列控制器通過FC—SAN連接主機，共配置2×14塊300 GB容量FC磁盤和2×14塊1TB容量SATA磁盤，采用虛擬存儲技術，已接管了HIS、LIS、移動護理、合理用藥、病案等3O項業務的存儲。新的集中存儲系統采用很多新技術對業務連續性做出重要的支持。
通過雙控制器冗余、RAID DP、MetroCluster集群等技術，對在線業務的存儲平臺實現了多種多樣的保護效果。具體為：
(1)單一RAID磁盤組允許損壞兩塊硬盤數據無損失。
(2)任意磁盤陣列控制器或單一部件故障，磁盤陣列正常服務，業務系統正常運行。
(3)單一磁盤組或磁盤柜損壞，磁盤陣列正常服務，業務系統正常運行。
(4)雙控制器可以部署到不同的物理位置，實現遠距離災備和業務連續。
圖1 IT基礎平臺總體結構
3．2．2 持續數據保護系統。
在數據中心設置專門用于連續數據保護的CDP設備，用于實現1級系統數據的實時鏡像和多點歷史軌跡保存。一旦出現系統癱瘓等重大事故，直接利用VM虛擬機系統從CDP中直接啟動，確保醫療系統不因IT系統的故障受到重大影響。通過CDP設備，對HIS和LIS系統進行全面數據保護，在磁盤陣列完全故障時，保證在外部有一份完全一致的數據可以隨時使用；同時，保留255個快照和24 h的數據操作錄像，可以回溯24 h內任意時刻的數據狀態，并且在5 rain內指派給用于查詢和分析的服務器。
3．2．3 存儲網絡。
存儲網絡主要采用FC—SAN和基于以太網的iSCSI訪問。構建冗余的IP—SAN網絡，所有的服務器和磁盤陣列都提供冗余的網絡連接。基于兩臺冗余配置的8 GB通道的光纖通道交換機構建的FC—SAN網絡、磁盤陣列、HIS數據庫服務器雙機和Vmware虛擬化集群服務器都連接到SAN上。HIS數據庫雙機上安裝NetApp的MPIO軟件，Vmware集群上啟用Vmware的MPIO驅動，用于多鏈路光纖通道連接到存儲，實現冗余磁盤設備文件消減和鏈路自動切換。
3．3 服務器平臺
3．3．1 雙機熱備系統。
HIS系統數據庫服務器采用PC服務器和Windows操作系統，通過MSCS和SQL的故障轉移集群提供保護，實現1—3 min內的主機切換。
3．3．2 服務器虛擬化系統。
通過虛擬化管理平臺滿足業務連續性的要求。鑒于安全原因，內外網分別建立不同的虛擬化集群，并排除部分關鍵業務的服務器單點故障隱患。內網虛擬化平臺用于HIS外的其他業務系統，包括LIS等醫療業務和域控、DNS、DHCP等IT服務業務；外網的虛擬化平臺主要運行網絡安全服務、網絡服務(DNS、域控等)、圖書館、OA等業務。通過Vmware提供的HA，FT，VMotion，Storage Vmotion，DRS，SRM 和vRanger等技術，實現以下功能：
(1)針對主機故障，通過HA技術實現2～5 min內業務恢復到其他主機上。
(2)針對小規模特別重要的業務，通過FT實現完全無停機的業務切換。
(3)針對主機和存儲設備，通過Vmotion和Storage vMotion實現零停機的設備維修維護。
(4)針對主機負載不均衡，通過DRS技術自動調整主機負載。
(5)通過SRM和vRanger實現不同站點間的業務災備。
3．4 目前醫院IT基礎設施的實際水平
經過重新規劃的IT基礎設施，提供相對完善的業務連續性保護機制，并確立存儲設備、存儲網絡、主機3個層次的業務連續性標準：
(1)存儲設備：核心業務需依賴MetroCluster集群的同步鏡像，使得磁盤陣列的故障對于主機和業務系統透明，任何磁盤陣列的故障都不會對主機和業務造成停頓。
(2)存儲網絡：需以冗余的FC—SAN為核心，今后的擴展需通過相同程度的冗余設計進行，主機和存儲都以最少雙鏈路連接到FC—SAN，并啟用多鏈路存儲管理軟件。
(3)業務主機：核心業務必須采用雙機熱備或者進入Vmware虛擬化集群，提供足夠的高可用保護和自動恢復業務的機制，見表2。
表2 目前醫院IT基礎建設的實際水平
4 結論
4．1 以科學方法論總體規劃分步實施
利用設備分層管理的理念，利于清晰描述分步實施的邊界，制定相關的技術要求，使規劃具有較強的操作性。
4．2 詳細的技術方案論證和實驗驗證
技術方案的確定不能局限于討論和實驗室測試，必須在生產環境中進行小范圍測試。由于生產環境復雜，對技術方案的論證越充分，實驗越細致真實，實施中的技術障礙越少。
4．3 選擇合適的改造契機
本院此次建設主要因為有大量的設備到達或即將到達使用年限，正需要進行大規模升級改造，借此契機采用新技術構建新的系統基礎平臺，可以獲得理想的性價比。如果單純追求新技術容易造成浪費，需認真評估其績效。
4．4 獲取足夠的技術支持能力
信息技術發展迅速，項目實施的效果與技術人員對新技術的掌握程度密切相關。無論是培養自己技術人員還是選擇服務態度和技術能力良好的集成商作為合作伙伴都需要相當長時間的磨合。
4．5 采用虛擬化技術
本次改造采用了虛擬存儲、虛擬集群和虛擬桌面的技術，實踐證明在業務連續性建設中，虛擬化技術起到了重要的作用，實際使用效果非常理想。
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本文標題：構建高業務連續性的IT系統基礎平臺
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