吳 健

（安徽省無(wú)為縣人民醫(yī)院，蕪湖 238300）

醫(yī)院越來越依賴于信息化管理，各業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息，主要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，醫(yī)院對(duì)這些數(shù)據(jù)訪問的連續(xù)性要求越來越高，為了避免因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)原因?qū)е赂鞣N損失，數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用已成了信息化建設(shè)的重中之中。數(shù)據(jù)庫(kù)高可用設(shè)計(jì)尤其重要，通過數(shù)據(jù)庫(kù)高可用性解決方案可以幫助最大化系統(tǒng)可用性并滿足業(yè)務(wù)的最高SLA要求。

1 什么是高可用

高可用性是指按需訪問應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)或功能的程度。高可用性是通過最終用戶的感知來衡量的。

1.1 高可用性主要特征

可靠性：可靠的硬件是高可用性解決方案的一個(gè)組成部分?？煽康能浖ò〝?shù)據(jù)庫(kù)，Web服務(wù)器和應(yīng)用程序）對(duì)于實(shí)現(xiàn)高可用性解決方案同樣至關(guān)重要。例如，低成本商用硬件與系統(tǒng)集群、數(shù)據(jù)庫(kù)集群等軟件相結(jié)合，可用于實(shí)現(xiàn)非?？煽康南到y(tǒng)，因?yàn)榧词箚蝹€(gè)服務(wù)器可能出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)庫(kù)也可以繼續(xù)提供訪問。

可恢復(fù)性：由于從故障中恢復(fù)可能有很多選擇，因此確定高可用性環(huán)境中可能發(fā)生的故障類型以及如何及時(shí)從這些故障中恢復(fù)以滿足業(yè)務(wù)需求非常重要。

及時(shí)錯(cuò)誤檢測(cè)：如果架構(gòu)中的組件發(fā)生故障，則快速檢測(cè)對(duì)于從意外故障中恢復(fù)至關(guān)重要。雖然可以從停機(jī)中快速恢復(fù)，但如果發(fā)現(xiàn)問題需要額外的90分鐘，那么可能無(wú)法滿足SLA。監(jiān)視環(huán)境的運(yùn)行狀況需要可靠的軟件來快速查看它，并能夠通知數(shù)據(jù)庫(kù)管理員一個(gè)問題。

持續(xù)運(yùn)行：當(dāng)執(zhí)行維護(hù)活動(dòng)的停機(jī)時(shí)間非常短或沒有時(shí)，提供連續(xù)訪問數(shù)據(jù)的能力至關(guān)重要。諸如將系統(tǒng)升級(jí)或服務(wù)器增加硬件等活動(dòng)對(duì)于高可用性體系結(jié)構(gòu)中的最終用戶應(yīng)該是透明的。

1.2 高可用重要性

高可用性的重要性因應(yīng)用環(huán)境而異。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案依賴于對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的即時(shí)訪問。當(dāng)數(shù)據(jù)不可用時(shí)，操作可以停止運(yùn)行。停機(jī)可能導(dǎo)致效率下降，收入損失，醫(yī)患關(guān)系受損，宣傳不力和訴訟。

停機(jī)成本中需要考慮的其他因素是單個(gè)意外中斷的最大可容忍長(zhǎng)度以及允許事件的最大頻率。如果事件持續(xù)時(shí)間少于30秒，那么它可能會(huì)造成很小的影響，并且最終用戶可能幾乎感覺不到。隨著中斷的長(zhǎng)度增加，效果可能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，并對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響?；蛘?，頻繁停電，即使持續(xù)時(shí)間很短，也可能同樣擾亂醫(yī)院業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。在設(shè)計(jì)解決方案時(shí)，了解停機(jī)的真實(shí)成本非常重要，以了解醫(yī)院業(yè)務(wù)如何通過可用性改進(jìn)而受益。

2 確定高可用性要求

確定高可用性要求的分析框架：

2.1 業(yè)務(wù)影響分析

嚴(yán)格的業(yè)務(wù)影響分析可識(shí)別醫(yī)院中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程，計(jì)算影響每個(gè)業(yè)務(wù)流程的計(jì)劃外和計(jì)劃IT中斷的可量化損失風(fēng)險(xiǎn)，并概述這些中斷的影響。它考慮了基本業(yè)務(wù)功能，人員和系統(tǒng)資源，政府法規(guī)以及內(nèi)部和外部業(yè)務(wù)依賴性。

2.2 停機(jī)成本

完整的業(yè)務(wù)影響分析提供了量化計(jì)劃外和計(jì)劃內(nèi)停機(jī)成本所需的洞察力。了解此成本至關(guān)重要，因?yàn)檫@有助于確定高可用性投資的優(yōu)先級(jí)，并對(duì)所選的高可用性技術(shù)產(chǎn)生直接影響，以最大限度地降低停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)（RTO）

業(yè)務(wù)影響分析將確定恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)（RTO）。RTO定義為在開始遭受不可接受的后果（財(cái)務(wù)損失，對(duì)客戶滿意度，聲譽(yù)等的影響）之前，基于IT的業(yè)務(wù)流程可能會(huì)停機(jī)的最長(zhǎng)時(shí)間。RTO表示業(yè)務(wù)流程或組織的停機(jī)容忍度。RTO要求由業(yè)務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)性質(zhì)驅(qū)動(dòng)。因此，對(duì)于運(yùn)行證券交易所的系統(tǒng)，RTO為零或非常接近零。

2.4 恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)（RPO）

業(yè)務(wù)影響分析還確定了恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)（RPO）。RPO是基于IT的業(yè)務(wù)流程在對(duì)組織造成有害損害之前可能丟失的最大數(shù)據(jù)量。RPO表示業(yè)務(wù)流程或組織的數(shù)據(jù)丟失容忍度。這種數(shù)據(jù)丟失通常以時(shí)間來衡量，例如，數(shù)據(jù)丟失5小時(shí)或2天。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)高可用解決方案

3.1 系統(tǒng)恢復(fù)能力性能指標(biāo)

恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)（RTO：Recovery time objective）和恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)（RPO：Recovery point objective）用于計(jì)劃外停機(jī)和計(jì)劃維護(hù)

3.2 可管理性開銷（MO：Manageability Overhead）

總體擁有成本（TCO：Total Cost of Ownership）和投資回報(bào)率（ROI：Return On Investment）

3.3 高可用架構(gòu)建議

根據(jù)RTO，RPO，MO，可伸縮性和其他因素的業(yè)務(wù)要求高可用性架構(gòu)建議：

4 醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)最佳實(shí)踐

4.1 醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)環(huán)境：

數(shù)據(jù)庫(kù)版本：SQL SERVER 2012

操作系統(tǒng)版本：Windows 2012

集群環(huán)境：Windows MSCS

運(yùn)行業(yè)務(wù)：HIS數(shù)據(jù)庫(kù)、LIS數(shù)據(jù)庫(kù)等

系統(tǒng)架構(gòu)考慮：

合理利用硬件性能，提供硬件使用率。這種架構(gòu)故障最大RTO或節(jié)點(diǎn)故障以秒為單位，MO（可管理性開銷）中等，ROI（投資回報(bào)率）很高。

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載均衡，數(shù)據(jù)庫(kù)讀、寫離。所有報(bào)表查詢、其它平臺(tái)接口在只讀數(shù)據(jù)庫(kù)操作，避免對(duì)主數(shù)據(jù)庫(kù)性能和安全影響。

避免數(shù)據(jù)庫(kù)單點(diǎn)故障，故障自動(dòng)切換，服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)例實(shí)級(jí)故障對(duì)門診訪問是透明的。數(shù)據(jù)是冗余存儲(chǔ)，避免存儲(chǔ)級(jí)單點(diǎn)故障。

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)：

在HIS、LIS數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境配置兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)集群環(huán)境，每個(gè)集群兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)集群分別安裝和配置HIS、LIS兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例。

集群內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)故障切換，例如：當(dāng)HIS主節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，HIS數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)切換到LIS輔助節(jié)點(diǎn)，且不影響HIS主數(shù)據(jù)庫(kù)訪問。

集群之間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)同步，且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)讀、寫分離，例如：當(dāng)主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)故障導(dǎo)致主數(shù)據(jù)集群不可用時(shí)，HIS主、LIS輔助節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)自動(dòng)切換到輔助數(shù)據(jù)庫(kù)集群，所有連接IP信息是虛擬VIP，也可以自動(dòng)遷移，對(duì)于門診業(yè)務(wù)是透明的。

HIS和LIS主數(shù)據(jù)庫(kù)分別在兩個(gè)集群環(huán)境，防止HIS和LIS數(shù)據(jù)庫(kù)在門診高峰期發(fā)生資源爭(zhēng)用。兩個(gè)集群主、輔助節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，并且讀、寫分離。