醫(yī)院數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份策略研究

翁文炳

(福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 福建福州 350005)

在科技時(shí)代下，醫(yī)院已經(jīng)建立了信息系統(tǒng)，醫(yī)療系統(tǒng)也相對(duì)完善，整個(gè)醫(yī)院內(nèi)部也形成了相對(duì)完善的網(wǎng)絡(luò)體系，各項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)程度明顯增強(qiáng)，這也就意味著醫(yī)院每天產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，都會(huì)在醫(yī)院的數(shù)據(jù)中心予以體現(xiàn)。信息系統(tǒng)中關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)成為醫(yī)院最為重要的資產(chǎn)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)一旦發(fā)生故障，數(shù)據(jù)質(zhì)量將會(huì)直接受到影響，需采取有效策略來(lái)保證數(shù)據(jù)安全。因此，聯(lián)系實(shí)際分析醫(yī)院數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份策略是十分必要的。

1 容災(zāi)備份概述

容災(zāi)、備份是兩個(gè)不同概念，均是醫(yī)院數(shù)據(jù)中心使用過(guò)程中涉及的重要內(nèi)容。

1.1 容災(zāi)

容災(zāi)主要是指在發(fā)生人為或者自然災(zāi)害時(shí)，盡可能地保證業(yè)務(wù)不間斷運(yùn)行，其途徑有很多種，比如加強(qiáng)建筑安全、購(gòu)買(mǎi)優(yōu)良設(shè)備等。然而，這些并不能從根本上保證數(shù)據(jù)安全，還需建立起較為完善的備份機(jī)制，也就是保留一套后備系統(tǒng)，與原有系統(tǒng)相同，在功能、性能上高度一致，這樣即使在原系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題以后，備份系統(tǒng)也能夠較好地對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)全面?zhèn)浞菖c容災(zāi)保護(hù)。通常情況下，一個(gè)較為完善且系統(tǒng)的容災(zāi)方案，應(yīng)當(dāng)包括目標(biāo)規(guī)劃、軟硬件選配、日常備份制度制定等部分，只有保證這些工作都能順利完成，才能提高容災(zāi)有效性，規(guī)避可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題[1]。

1.2 備份

數(shù)據(jù)備份通常都是指數(shù)據(jù)從在線(xiàn)狀態(tài)剝離到離線(xiàn)狀態(tài)的過(guò)程，忠于服務(wù)器高可用集群技術(shù)與遠(yuǎn)程容災(zāi)技術(shù)有著本質(zhì)區(qū)別。嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)備份的主要目的，就是消除意外事件發(fā)生，為數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)帶來(lái)的危害與影響，然而由于側(cè)重點(diǎn)、側(cè)重方向、目標(biāo)差異，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份的手段、產(chǎn)生的最終效果也會(huì)受到影響。從備份技術(shù)自身的實(shí)際情況來(lái)看，其目標(biāo)主要是將整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)都較好地保存下來(lái)，減少損失，較好地恢復(fù)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的有效利用率。

根據(jù)現(xiàn)如今大多數(shù)醫(yī)院的經(jīng)營(yíng)情況，以及對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求情況來(lái)看，容災(zāi)備份系統(tǒng)必須具備如下功能。

（1）數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份功能。由于醫(yī)院每天都會(huì)產(chǎn)生較多數(shù)據(jù)，若是數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)備份，很有可能出現(xiàn)丟失、不完善的情況，很難為醫(yī)院工作提供參考。（2）故障自動(dòng)切換與恢復(fù)。當(dāng)發(fā)生故障以后，必須能夠及時(shí)切換到備份系統(tǒng)，并且在故障排除以后第一時(shí)間切換回主系統(tǒng)，這樣才能在最大程度上保證數(shù)據(jù)信息及時(shí)有效，提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)行效率。（3）保證數(shù)據(jù)備份的全面性與及時(shí)恢復(fù)，提高數(shù)據(jù)有效利用率[2]。

2 數(shù)據(jù)備份的主要方式

現(xiàn)階段應(yīng)用比較頻繁的數(shù)據(jù)備份方式大體分為本地備份異地保存、遠(yuǎn)程磁帶庫(kù)和光盤(pán)庫(kù)、遠(yuǎn)程關(guān)鍵數(shù)據(jù)和定期備份、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制、遠(yuǎn)程鏡像磁盤(pán)以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏡像這6種。

2.1 本地備份異地保存

主要指在一定時(shí)間期限內(nèi)，如一天，將系統(tǒng)某個(gè)時(shí)期數(shù)據(jù)備份至光盤(pán)、磁帶或磁盤(pán)等載體中，然后實(shí)時(shí)傳遞至離開(kāi)運(yùn)行中心且非常安全的地方進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.2 遠(yuǎn)程磁帶庫(kù)、光盤(pán)庫(kù)

主要指借助互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至離開(kāi)生產(chǎn)中心的光盤(pán)庫(kù)或是磁帶庫(kù)系統(tǒng)。此方式規(guī)定在生產(chǎn)系統(tǒng)和磁帶庫(kù)或是光盤(pán)庫(kù)系統(tǒng)中間搭建通信線(xiàn)路。

2.3 遠(yuǎn)程關(guān)鍵數(shù)據(jù)和定期備份

此方式主要指定期將全部數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，并且生產(chǎn)系統(tǒng)要隨時(shí)向備份系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)庫(kù)每日記錄或是應(yīng)用系統(tǒng)交易記錄等重要信息。

2.4 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制

生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分離的備份系統(tǒng)中組建生產(chǎn)系統(tǒng)上關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)鏡像復(fù)制，利用通信線(xiàn)路將生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)日志傳輸至備份系統(tǒng)，讓備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相同的數(shù)據(jù)變化。

2.5 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏡像

此方式主要是指生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵的數(shù)據(jù)和目標(biāo)文檔實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)和目標(biāo)文檔操作日志利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)進(jìn)行傳輸至備份系統(tǒng)上，而備份系統(tǒng)就需要結(jié)合操作日志對(duì)磁盤(pán)內(nèi)數(shù)據(jù)加以更新和完善，從而確保生產(chǎn)系統(tǒng)和備份系統(tǒng)獲得同步數(shù)據(jù)信息。

2.6 遠(yuǎn)程鏡像數(shù)據(jù)

通過(guò)高速光纖通信線(xiàn)路以及特別的磁盤(pán)控制技術(shù)把磁盤(pán)放置在離開(kāi)生產(chǎn)系統(tǒng)的位置，鏡像磁盤(pán)的數(shù)據(jù)和主磁盤(pán)數(shù)據(jù)按照同步或是異步方式維持一致?tīng)顟B(tài)。磁盤(pán)鏡像可以對(duì)全部類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。

3 常見(jiàn)的容災(zāi)和備份方案

根據(jù)現(xiàn)階段醫(yī)院數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來(lái)看，大致方案有以下幾種：第一，雙機(jī)熱備方案，是最為常用的方案類(lèi)型，但安全性較為薄弱，數(shù)據(jù)很有可能會(huì)出現(xiàn)丟失、被篡改的情況，并且投入比較大；第二，云平臺(tái)方案，此方案的數(shù)據(jù)安全是必須考慮的重點(diǎn)，因此現(xiàn)在對(duì)于數(shù)據(jù)上云存在一定的爭(zhēng)論；第三，備份軟件和備份一體機(jī)方案，此方案主要存在RPO 和RPO 較長(zhǎng)，一旦出現(xiàn)災(zāi)難性故障，系統(tǒng)宕機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)并且數(shù)據(jù)丟失較多；第四，連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)方案，能更多得解決備份中RTO和RPO問(wèn)題，但是投入需很大[3]。

目前，這些方案在單獨(dú)應(yīng)用的過(guò)程中均存在一些不完善之處，其有效性很容易受到設(shè)備以及其他方面因素影響，因此綜合多方面在實(shí)際的數(shù)據(jù)中心的容災(zāi)備份體系建設(shè)中，主要采用備份和連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)相結(jié)合的策略。

4 數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份設(shè)計(jì)策略

基于此，可以了解容災(zāi)備份的主要目的，就是為了較好地應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的以外，盡可能避免或減少因數(shù)據(jù)丟失而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于醫(yī)院經(jīng)營(yíng)管理而言十分重要。具體來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)涵蓋可靠的軟硬件支撐、全面的災(zāi)備策略以及完善的信息化制度這幾個(gè)方面。其具體分析如下。

4.1 可靠的軟硬件支撐

優(yōu)秀的軟硬件是容災(zāi)備份中不可或缺的一部分，包括網(wǎng)絡(luò)、災(zāi)備軟件和災(zāi)備存儲(chǔ)等。在網(wǎng)絡(luò)方面，利用萬(wàn)兆光纖，將其作為傳輸介質(zhì)，采用雙鏈路冗余方式進(jìn)行連接，通過(guò)這種方式提高備份性能；在存儲(chǔ)方面，我們應(yīng)該選用具有重刪壓縮功能，高消重比的存儲(chǔ)。醫(yī)院每天都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，但是這些數(shù)據(jù)中包含大量的重復(fù)數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)池內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的去重，進(jìn)而能提高存儲(chǔ)空間的利用率；在軟件方面，目前市面上的災(zāi)備軟件五花八門(mén)，挑選一款適合且能滿(mǎn)足需求的災(zāi)備軟件就變得很重要。結(jié)合目前市面上的存儲(chǔ)多數(shù)為目的端數(shù)據(jù)去重，因此最好選擇具有源端去重的災(zāi)備軟件與相應(yīng)的硬件配套，減輕帶寬壓力，提升備份速率[4]。

4.2 全面的災(zāi)備策略

數(shù)據(jù)是醫(yī)院的最核心的資產(chǎn)之一，容災(zāi)和備份是數(shù)據(jù)安全的最后一道防線(xiàn)，在等保法中要求，三甲醫(yī)院數(shù)據(jù)中心需要有本地容災(zāi)，還要有異地容災(zāi)，因此在醫(yī)院信息系統(tǒng)中，災(zāi)備策略的完善非常重要。要想制定全面的災(zāi)備策略，首先需明確有哪些數(shù)據(jù)或者應(yīng)用需要做災(zāi)備。在醫(yī)院的生產(chǎn)系統(tǒng)中，除了核心的數(shù)據(jù)庫(kù)做物理集群，將其他的生產(chǎn)系統(tǒng)都遷移到虛擬化中，因此需要對(duì)核心數(shù)據(jù)庫(kù)、基于VMware的虛擬化業(yè)務(wù)系統(tǒng)和包含影像數(shù)據(jù)等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)做容災(zāi)和備份[5]。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)和虛擬化業(yè)務(wù)系統(tǒng)，一般都采用備份和連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)相結(jié)合的災(zāi)備方式。其中對(duì)于核心的數(shù)據(jù)庫(kù)和核心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包括HIS、LIS、PACS、HIP、預(yù)約、線(xiàn)上支付等系統(tǒng)才采用每天增量備份，每周采用全量備份的方式在條件允許的情況下保留一個(gè)月的副本，并且對(duì)這些數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)部署連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)并且RPO 實(shí)現(xiàn)秒級(jí)的恢復(fù)點(diǎn)，在條件允許的情況下保留一周內(nèi)的恢復(fù)點(diǎn)；對(duì)于非核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以根據(jù)相應(yīng)實(shí)際只需進(jìn)行備份，無(wú)需部署CDP。針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，除了本地機(jī)房做備份和連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)，還需將數(shù)據(jù)通過(guò)IP 網(wǎng)絡(luò)同步到容災(zāi)機(jī)房[6]。例如：EMC 的RecoverPoint 系列產(chǎn)品可以CDP 到本地容災(zāi)存儲(chǔ)、CRR 到異地容災(zāi)存儲(chǔ)。對(duì)于Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)還可以在異地容災(zāi)機(jī)房搭建DataGuard。近年來(lái)，勒索病毒時(shí)刻在威脅著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，現(xiàn)有備份數(shù)據(jù)也會(huì)受到勒索病毒的攻擊，因此也需要通過(guò)對(duì)備份數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的隔離和防護(hù)后遠(yuǎn)端復(fù)制到異地的容災(zāi)機(jī)房，Cyber Recovery是一種新型的解決方案。

影像數(shù)據(jù)等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在NAS 存儲(chǔ)中，由于這些數(shù)據(jù)比較龐大并且非結(jié)構(gòu)化，傳統(tǒng)的災(zāi)備策略太消耗存儲(chǔ)資源，因此對(duì)于這些數(shù)據(jù)，一般在本地采購(gòu)一套離線(xiàn)存儲(chǔ)，通常為藍(lán)光光盤(pán)塔存儲(chǔ)，定期將生產(chǎn)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)備份到離線(xiàn)存儲(chǔ)中，備份的周期可以為一周或者一個(gè)月。同時(shí)再通過(guò)NAS存儲(chǔ)本身自帶的遠(yuǎn)端復(fù)制功能，通過(guò)IP 網(wǎng)絡(luò)同步到容災(zāi)機(jī)房的NAS中，需要注意的是，需要制定策略，讓遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)不可被同步刪除[7]。

4.3 完善的信息化制度

制度的建設(shè)是醫(yī)院容災(zāi)備份體系中不可或缺的一部分，掌握科學(xué)的方法，制定完備的容災(zāi)和備份制度，對(duì)醫(yī)院信息化建設(shè)將有重要的促進(jìn)作用，同時(shí)指導(dǎo)著系統(tǒng)災(zāi)備體系的建設(shè)和規(guī)范著系統(tǒng)日常的運(yùn)維和巡檢，做到有據(jù)可依、有章可循[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于醫(yī)院經(jīng)營(yíng)來(lái)說(shuō)，每天都會(huì)產(chǎn)生與患者相關(guān)、醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)務(wù)人員相關(guān)的多樣化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)記錄著醫(yī)院的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，對(duì)于其今后發(fā)展有著直接影響。為避免出現(xiàn)信息數(shù)據(jù)丟失的情況，醫(yī)院就必須做好容災(zāi)備份設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足容災(zāi)備份的功能性要求，確保容災(zāi)備份系統(tǒng)更加具有實(shí)效性與應(yīng)用價(jià)值，在制定醫(yī)院數(shù)據(jù)中心容災(zāi)備份設(shè)計(jì)策略時(shí)，可以從可靠的軟硬件支撐、全面的災(zāi)備策略以及完善的信息化制度這3個(gè)方面著手展開(kāi)，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院數(shù)據(jù)的各項(xiàng)管理。