醫(yī)院數(shù)據(jù)中心遷移的實踐與研究

楊國斌

南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 醫(yī)務(wù)部江蘇 南京 210002

0 前言

隨著醫(yī)院信息化的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴展，原有數(shù)據(jù)中心的空間和設(shè)備性能已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有和將來發(fā)展的需求。為此，我院在外科樓建立了新的網(wǎng)絡(luò)中心機房，對原有部分設(shè)備進(jìn)行更新擴容，以滿足醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。在網(wǎng)絡(luò)中心機房建成后，數(shù)據(jù)中心將實施搬遷工作，而醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的特點是：數(shù)據(jù)集中、業(yè)務(wù)量大、業(yè)務(wù)連續(xù)性要求極高，因此，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)不丟失是數(shù)據(jù)中心遷移的核心要求。數(shù)據(jù)遷移過程中保證數(shù)據(jù)的安全并最大限度地降低對業(yè)務(wù)的影響就成為遷移技術(shù)選型、方案設(shè)計的依據(jù)。如果在方案實施中出現(xiàn)數(shù)據(jù)大量丟失或者業(yè)務(wù)長時間中斷將可能造成無可挽回的災(zāi)難性后果，因此要保證系統(tǒng)的平滑割接和業(yè)務(wù)的平穩(wěn)運行，這也是遷移方案設(shè)計的主要難點。

1 遷移方案設(shè)計

1.1 方案設(shè)計思路

我院當(dāng)時要搬遷的服務(wù)器主要有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，其中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是遷移中的難點，主要有醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、門急診數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及實驗室信息系統(tǒng)（LIS）的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。在需要搬遷的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，有Oracle和MS SQL Server兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。經(jīng)過調(diào)研論證，我們選用了EMC公司提供的AutoStart集群管理軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移和系統(tǒng)切換。AutoStart軟件支持任何主流的數(shù)據(jù)庫，且高效穩(wěn)定，能保證主、備機數(shù)據(jù)的實時同步，根據(jù)需要或自動偵測相應(yīng)的軟硬件故障，并將相應(yīng)系統(tǒng)在另一臺服務(wù)器上重新啟動，從而保證整個應(yīng)用系統(tǒng)的7×24 h連續(xù)運行的能力，滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)不能中斷的要求[1]。

針對當(dāng)時數(shù)據(jù)中心遷移的實際情況，將需要解決的事情分為遷移、備份和應(yīng)急等三類工作。其中“遷移”指的是將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器從老機房遷移到新機房；“備份”指的是數(shù)據(jù)庫的手工備份，以保證系統(tǒng)中原有數(shù)據(jù)的安全；“應(yīng)急”指的是當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生故障時，如何能在短時間內(nèi)迅速啟動備用系統(tǒng)，保證醫(yī)院業(yè)務(wù)的不中斷運行。在進(jìn)行服務(wù)器搬遷前，要先期備份服務(wù)器各項數(shù)據(jù)，并檢驗備份的服務(wù)器各項數(shù)據(jù)是否完全能用[2-3]。同時成立專門的管理小組，制定應(yīng)急計劃，將各個產(chǎn)品供應(yīng)商和各相關(guān)科室納入統(tǒng)一管理，集中調(diào)度。

1.2 遷移條件準(zhǔn)備

當(dāng)時，運行關(guān)鍵業(yè)務(wù)的HIS和門急診數(shù)據(jù)庫服務(wù)器已趨于飽和狀態(tài)，并且過了維保期，而且面臨新內(nèi)科樓的啟用，在搬遷過程中可能存在一定的風(fēng)險。因此，我們新增兩臺PC服務(wù)器，分別用于HIS和門急診數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，安裝在新的網(wǎng)絡(luò)中心機房，與原有的服務(wù)器通過雙機軟件組成雙機熱備系統(tǒng)。用于雙機熱備系統(tǒng)的兩臺服務(wù)器必須各有一塊網(wǎng)卡，以反絞線連接，作為數(shù)據(jù)鏡像的專用通道。用于鏡像上綁定的靜態(tài)IP地址與局域網(wǎng)的IP地址不能在同一子網(wǎng)。服務(wù)器可以是域模式，也可以是獨立 Server模式，也可以是“域+獨立Server模式”，但兩臺服務(wù)器必須在相同的網(wǎng)段內(nèi)。

在安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)時，必須注意服務(wù)器分區(qū)類型、分區(qū)大小以及操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分區(qū)的位置。AutoStart軟件對硬盤沒有特別的要求，一塊或多塊硬盤都能實現(xiàn)鏡像，支持任何Raid類型。但只有基本分區(qū)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)實時同步、被保護(hù)，而動態(tài)分區(qū)與該軟件不兼容，并且要求鏡像的數(shù)據(jù)分區(qū)不能與操作系統(tǒng)在同一個分區(qū)，而且從服務(wù)器的數(shù)據(jù)分區(qū)不能比主服務(wù)器數(shù)據(jù)分區(qū)小[4]。在數(shù)據(jù)分區(qū)不能有任何系統(tǒng)文件，包括系統(tǒng)的頁面文件，并且必須將AutoStart軟件安裝在數(shù)據(jù)分區(qū)。

1.3 軟件部署與遷移

AutoStart雙機集群管理軟件的安裝分為Agent和Console兩部分，其中Agent安裝后以服務(wù)形式出現(xiàn)，Agent安裝成功后需要重啟系統(tǒng)。每次系統(tǒng)啟動，Agent服務(wù)會自動啟動。Console只是一個管理界面的程序，安裝后無需重啟。在主服務(wù)器和備用服務(wù)器上都要安裝Agent和Console，可在任意一臺服務(wù)器先安裝AutoStart軟件。第一臺服務(wù)器的AutoStart軟件安裝成功后，通過Console，需要為第二臺服務(wù)器的AutoStart軟件的安裝做好準(zhǔn)備，才能在第二臺服務(wù)器上安裝AutoStart軟件。

在主機和備機上分別部署雙機軟件后，對雙機軟件進(jìn)行調(diào)試，期間需要重啟一次數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可以在夜間進(jìn)行。通過雙機軟件將數(shù)據(jù)庫磁盤從主機鏡像到備份服務(wù)器上，完成鏡像后主數(shù)據(jù)庫和備份數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)完全一致。然后，對備份服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行測試，判斷服務(wù)器是否正常。如果一切正常，主、備機即可進(jìn)行切換，啟用數(shù)據(jù)庫服務(wù)，客戶端就可以訪問新的服務(wù)器，進(jìn)而把原有系統(tǒng)進(jìn)行斷電、搬遷，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的遷移。在搬遷完成后，可以采用該雙機軟件部署一個實時同步的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在主數(shù)據(jù)庫發(fā)生意外故障時，根據(jù)需要進(jìn)行切換。

2 應(yīng)急預(yù)案

為了保證數(shù)據(jù)中心搬遷工作順利進(jìn)行，在盡可能做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作的同時，制定遇到緊急事件的應(yīng)急預(yù)案是必不可少的重要環(huán)節(jié)。我們制定的應(yīng)急預(yù)案包括：在系統(tǒng)切換不成功的情況下，實施回退方案或啟用備機方案。

（1）回退方案。在整個系統(tǒng)切換過程中，先保留主機數(shù)據(jù)，確保主機在切換前是正常關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。如果切換方案由于種種原因不能進(jìn)行正常切換，我們將采用回退機制，以保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以正常使用。在切換到熱備份服務(wù)器的過程中若發(fā)生遷移失敗的情況，只需要重新恢復(fù)主機的IP地址即可，然后繼續(xù)使用切換前的主服務(wù)器，期間的數(shù)據(jù)不會有任何損失。然后進(jìn)行原因分析與排查，直至問題解決，再擇機進(jìn)行系統(tǒng)切換。

（2）備機方案。將備機先行遷移到新的網(wǎng)絡(luò)中心機房，將數(shù)據(jù)備份到備機上，在此期間，主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器仍然正常服務(wù)。在短時間之內(nèi)回退方案如果確實存在問題，導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)中斷，我們將啟用備機方案。暫停主服務(wù)器的對外服務(wù)，利用歸檔重做日志將數(shù)據(jù)與備份服務(wù)器進(jìn)行同步，這個階段需要暫停服務(wù)較長時間[5-6]。然后，啟動備份服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行測試，確保備份服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫可以正常使用。接著，切換主服務(wù)器IP地址，客戶端即可訪問備用服務(wù)器，盡可能把對業(yè)務(wù)的影響降低到最小。

3 討論

數(shù)據(jù)中心的遷移是一個精確的系統(tǒng)工程，要充分結(jié)合科學(xué)的管理以及專業(yè)的技術(shù)實現(xiàn)，細(xì)化和監(jiān)控好每一個環(huán)節(jié)，做好詳細(xì)的風(fēng)險預(yù)防計劃，才能保證方案的成功實施。針對我院實際情況，使用雙機熱備份系統(tǒng)并采用AutoStart集群管理軟件，從技術(shù)層面有效地保證了遷移的成功實施，還為以后的主、備機數(shù)據(jù)實時備份和主機的故障恢復(fù)提供了更好的保障，并兼顧了設(shè)備投資的長期和短期效益。將熱備份的數(shù)據(jù)分別存放在兩臺服務(wù)器的本地硬盤中，雙機中任何一臺機器發(fā)生故障，可以讓另一臺機器接管相應(yīng)的IP地址、主機名、數(shù)據(jù)庫服務(wù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用，保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)不中斷運行。實踐證明，在項目實施過程中要特別注意以下幾個方面：一是要正確選擇方案，盡可能縮短停機時間，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性；二是要詳細(xì)進(jìn)行測試，避免遷移過程中發(fā)生差錯；三是要做好數(shù)據(jù)備份，保證醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全[7-8]；四是要制定回退機制，保證整個遷移過程可控；五是要完善后繼工作，積累實踐知識、總結(jié)經(jīng)驗及完善文檔。

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