韓晟,王錦偉,魏煒,彭紅波,邵慶東
第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院 a.信息科;b.院務(wù)部,陜西 西安 710032
??漆t(yī)院信息存儲與雙機(jī)熱備的應(yīng)用
韓晟a,王錦偉b,魏煒b,彭紅波a,邵慶東a
第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院 a.信息科;b.院務(wù)部,陜西 西安 710032
本文針對我院信息系統(tǒng)和圖像傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特點(diǎn),對數(shù)據(jù)存儲及雙機(jī)熱備技術(shù)進(jìn)行了闡述。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計我院信息存儲及雙熱備方案并成功實(shí)施。
HIS;PACS;雙機(jī)熱備;口腔醫(yī)院
隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,醫(yī)院信息系統(tǒng)日益普及。醫(yī)院信息系統(tǒng)的應(yīng)用,給臨床工作和管理工作帶來了極大的方便,不但提高了工作效率,規(guī)范了醫(yī)療的流程和收費(fèi),而且保存了大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)和患者資料。目前,較大規(guī)模的醫(yī)院不但使用了HIS系統(tǒng),還投入了PACS、LIS等諸多系統(tǒng),使信息化不但覆蓋了醫(yī)院大多數(shù)部門,而且緊密聯(lián)系著幾乎所有醫(yī)護(hù)人員的日常工作。在這種情況下,信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和海量數(shù)據(jù)的存儲及數(shù)據(jù)安全就顯得尤為重要[1]。
口腔醫(yī)院作為專科醫(yī)院,與大多數(shù)綜合性醫(yī)院存在諸多的不同,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:① 門診為主,住院為輔。與綜合性醫(yī)院相比,口腔醫(yī)院以門診為主,雖然有的口腔醫(yī)院也有住院部,但是床位數(shù)量和規(guī)模都不能跟門診相比,也不能跟同級別的綜合醫(yī)院相比。② 病人相對較少??谇会t(yī)院作為專科醫(yī)院,在人員編制和病人數(shù)量上比同級別的綜合醫(yī)院少得多。雖然我院的門診人數(shù)比一些小的綜合醫(yī)院多,但是對比同等級別的綜合醫(yī)院還是相差很多。③ PACS影像文件較小??谇会t(yī)院的放射科的主要工作是拍牙片,雖然也有全景曲面斷層圖像,但是數(shù)量不是很多,其他的常規(guī)放射片也較少。牙片小,存儲的文件也小。1張牙片的大小是1MB左右,而普通放射片的大小是幾十MB甚至上百M(fèi)B。④ 相對同等級綜合醫(yī)院經(jīng)費(fèi)較少。相對同級別的綜合醫(yī)院,我院的收入較少,這就要求我們要盡量節(jié)省寶貴的資金,同時又保證醫(yī)院信息系統(tǒng)平穩(wěn)安全地運(yùn)行。
所以根據(jù)以上特點(diǎn),我們認(rèn)為相對于綜合醫(yī)院而言,其信息系統(tǒng)中的HIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)和PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)與綜合性醫(yī)院都有較大差異。首先,因為口腔醫(yī)院拍攝的多為數(shù)字化牙片,其PACS數(shù)據(jù)的增長速度相對較慢。其次,門診病人多,信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)來源于門診。門診信息“多而小”。“多”是指信息點(diǎn)多,信息存儲和調(diào)用頻繁;“小”是指讀取和存儲的數(shù)據(jù)都不大,多是費(fèi)用和掛號方面的數(shù)據(jù),但是要求服務(wù)響應(yīng)速度快。
當(dāng)前市場上在存儲方面主要有DAS、NAS和SAN三種不同的存儲模式,它們在容量、速度、價格、安全性等方面各有各的優(yōu)勢[2-4]。
DAS(Direct Attached Storage,直接連接存儲)存儲是指存儲設(shè)備通過SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺計算機(jī)上。DAS一般適用于當(dāng)服務(wù)器在地理上比較分散,很難通過遠(yuǎn)程連接進(jìn)行互連。其缺點(diǎn)比較明顯,比如存儲量不大、并發(fā)性不好等。在網(wǎng)絡(luò)化的大中型存儲系統(tǒng)中一般不會考慮使用它。
SAN(Storage Area Network,存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))通過光纖通道連接到一群計算機(jī)上。在該網(wǎng)絡(luò)中提供了多主機(jī)連接,但并非通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。大多?shù)分析認(rèn)為SAN是未來企業(yè)級的存儲方案,這是因為SAN便于集成,能改善數(shù)據(jù)可用性及網(wǎng)絡(luò)性能,而且還可以減輕管理作業(yè)。SAN解決方案的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個方面:SAN提供了一種與現(xiàn)有LAN(局域網(wǎng))連接的簡易方法,并且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協(xié)議。SAN不受現(xiàn)今主流的、基于SCSI存儲結(jié)構(gòu)的布局限制。特別重要的是,隨著存儲容量的爆炸性增長,SAN允許企業(yè)獨(dú)立地增加它們的存儲容量[5]。SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲陣列,這樣不管數(shù)據(jù)置放在哪里,服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。另外,由于采用了光纖接口,SAN還具有更高的帶寬。
NAS(Network Attached Storage,網(wǎng)絡(luò)連接存儲)是通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng)),連接到一群計算機(jī)上。在該網(wǎng)絡(luò)中提供了多主機(jī)連接,但并非通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。NAS沒有解決與文件服務(wù)器相關(guān)的一個關(guān)鍵性問題,即備份過程中的帶寬消耗。NAS仍使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備份和恢復(fù),這就是說LAN除必須處理正常的最終用戶傳輸流外,還要處理包括備份操作的存儲磁盤請求[6-7]。
通過以上分析,我院選用SAN結(jié)構(gòu)的存儲方案,并對HIS和PACS采用雙機(jī)熱備技術(shù),以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。根據(jù)HIS、PACS系統(tǒng)在我院運(yùn)行的數(shù)據(jù)存儲特點(diǎn),兩個系統(tǒng)可以共用一個磁盤陣列柜(如圖1所示),這樣可以大大節(jié)省資金,提高設(shè)備的使用效率。
圖1 雙機(jī)熱備與SAN結(jié)構(gòu)存儲拓?fù)鋱D
我們把陣列分成兩個容器,一個容器10塊硬盤,做成RAID5,用于PACS。另一個容器用4塊硬盤,做成RAID0+1,用于HIS。HIS的數(shù)據(jù)量不大且增長緩慢,但是要求讀寫速度高并且絕對安全,采用RAID0+1正是根據(jù)HIS的這些特點(diǎn)。每一個硬盤的容量是146GB,需要4塊硬盤,實(shí)際的容量是292GB,即兩個硬盤的容量。HIS的全部數(shù)據(jù)只有10GB左右,加上日志文件,每天增長50MB,1年20GB左右。這樣的容量足夠使用5年以上,如果進(jìn)行過期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移,空閑空間還會恢復(fù)。PACS的數(shù)據(jù)增長較快,但是相對HIS而言寫磁盤的頻率不高,所以用RAID5比較合理,這樣既保證數(shù)據(jù)安全,又能保證提高硬盤容量的使用率。PACS的實(shí)際硬盤容量是1.2TB。每天PACS數(shù)據(jù)增長不到1GB,這樣的容量可以最少使用3年。如果每個系統(tǒng)都使用獨(dú)立的陣列,對HIS系統(tǒng)來說就會造成極大的浪費(fèi)。
HIS服務(wù)器的雙機(jī)熱備采用Steeleye公司的Lifekeeper軟件。兩臺HIS服務(wù)器之間用網(wǎng)線和串口線組成雙心跳線。建立虛擬的IP、主機(jī)名和共用的磁盤陣列等資源。數(shù)據(jù)存儲在磁盤陣列上,當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)問題后,備用機(jī)自動接管所有資源。PACS服務(wù)器的雙機(jī)熱備使用的是Windows系統(tǒng)的服務(wù)器群集技術(shù),同樣能做到自動接管公用資源。自運(yùn)行以來,系統(tǒng)運(yùn)行非常平穩(wěn),服務(wù)器切換不需要人為控制,節(jié)省了維護(hù)成本。
PACS系統(tǒng)安裝在Windows2003 Server系統(tǒng)上,其雙機(jī)熱備采用Windows2003 Server系統(tǒng)自帶的服務(wù)器群集功能(Microsoft Cluster Service,MSCS)。服務(wù)器群集是一組協(xié)同工作并運(yùn)行Microsoft群集服務(wù)的獨(dú)立服務(wù)器。服務(wù)器群集為資源和應(yīng)用程序提供高可用性、故障恢復(fù)、可伸縮性和可管理性。服務(wù)器群集允許客戶端在出現(xiàn)故障和計劃中的暫停時,依然能夠訪問應(yīng)用程序和資源。如果群集中的某一臺服務(wù)器由于故障或維護(hù)需要而無法使用,資源和應(yīng)用程序?qū)⑥D(zhuǎn)移到可用的群集節(jié)點(diǎn)上。最重要的是這個功能是系統(tǒng)自帶的,性能穩(wěn)定,并且不需要再購買第三方軟件。PACS系統(tǒng)的雙機(jī)熱備采用兩臺HP5800服務(wù)器,通過網(wǎng)線組成心跳線,利用系統(tǒng)的MSCS功能搭建而成。把在磁盤陣列上劃歸到PACS系統(tǒng)的容器分為兩個卷,一個卷作為MSCS的仲裁盤,所需容量較小,大小1GB;剩余的空間全部劃分成一個卷,作為PACS系統(tǒng)的存儲空間。
不同的醫(yī)院應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況選用不同的存儲方案和系統(tǒng)安全措施。如果醫(yī)院的經(jīng)費(fèi)緊張且業(yè)務(wù)規(guī)模不大,可以不使用專門的存儲設(shè)備,不采用雙機(jī)熱備的形式,使用獨(dú)立的服務(wù)器并利用服務(wù)器上的硬盤存儲數(shù)據(jù)即可。但是這種方案必須有更加完備的數(shù)據(jù)備份手段,有成熟的服務(wù)器故障備用方案,防止單點(diǎn)故障引起的系統(tǒng)癱瘓,并把數(shù)據(jù)的損失減少到最小[8-9]。
有條件的單位還可以在這個設(shè)計的基礎(chǔ)上增加容災(zāi)方案,再購買一套存儲設(shè)備,部署在異地的機(jī)房,利用光纖連接,使用專業(yè)容災(zāi)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份或同步。這樣雖然增加了一定的成本,但是數(shù)據(jù)的安全性得到了更大的保證。再結(jié)合雙機(jī)熱備及數(shù)據(jù)切換等技術(shù)就能保證在主存儲損壞的情況下不中斷業(yè)務(wù),進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果再配合磁帶機(jī)等備份設(shè)施,就能保證即使發(fā)生了地震等大型自然災(zāi)害后,依然能夠保證大部分?jǐn)?shù)據(jù)能夠在短期迅速恢復(fù)[10]。當(dāng)然,這對預(yù)算緊張的單位可以考慮分步實(shí)施。
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The Features and Applications about Storage and Hot Standby of Information System in Stomatology Hospital
HAN Shenga, WANG Jin-weib, WEI Weib, PENG Hong-boa, SHAO Qingdonga
a.Information Department; b. Department of Finance, Stomatological College,Fourth Military Medical University, Xi'an Shaanxi 710033, China
TP333
B
10.3969/j.issn.1674-1633.2011.03.015
1674-1633(2011)03-0043-02
2010-12-09
2010-12-21
作者郵箱:shhskq@yahoo.com.cn
Abstract:According to the features of the information system of stomtological hospital, this paper explained the hospital information system (HIS) and Picture Archiving & Communication System (PACS) in stomatology hospital, and designed the system based on the features.
Key words:HIS; PACS; hot standby; stomtological hospital