第四軍醫大學唐都醫院是一所集醫療、教學、科研、預防、保健和康復為一體的大型現代化三級甲等醫院�，F開設床位1200張，年門急診量達71萬人次，年收容量近7萬人次。目前總面積14萬平方米的3棟病房大樓即將投入使用，醫院的床位將擴展到3000余張�，F有的數據中心建于2005年，機房面積僅有40平方米，無法滿足將來系統升級擴容的需要，新建數據中心迫在眉睫。新數據中心機房面積為125平方米，距數據中心200余米。考慮到醫院信息系統的可靠性和長遠發展，擬將原數據中心建設為容災備份中心。
1 基于SAN+Centera的技術架構
唐都醫院于2009年實施了PACS。隨著醫院業務的增長，其存儲系統建設面臨全新需求，主要包括PACS、RIS、HIS等核心應用系統數據的整合，提供可靠的一級在線數據管理。同時能夠保存短期內需要緩存的PACS圖像文件，并實現快速查詢能力，以響應前端業務需要。此外，還要求容災中心與數據中心的核心做異步復制，使醫院信息中心具有災難恢復能力，保護信息的完整與安全。
為解決上述兩大需求，采用短期／長期分類，動態／靜態結合的統一存儲解決方案，即SAN存儲系統結合EMC Centera歸檔系統，作為數據中心的全新存儲模式(見圖1)。
圖1 一樣容災SAN與Centera歸檔組成的架構平臺
在該架構中，部署了EMC CLARiiON C×4—480存儲平臺，實現一級在線數據存儲，不僅能夠提供高性能的在線文件訪問，而且能保存短期內需要緩存的PACS圖像文件。同時，在容災中心部署了EMC CLA Rii0N C×4—1 20SAN存儲平臺，與數據中心的核心存儲進行異步復制，使醫院信息中心具有災難恢復能力。
為了實現PACS系統的長期靜態影像數據的高效存儲和檢索，采用EMC公司Centera數據歸檔系統作為二級靜態數據歸檔系統，節省了一級存儲的寶貴資源，遠程數據容災系統與Centera歸檔完全融合。Cente ra采用冗余設計，無單點故障，具有內容鏡像、內容再生和地域復制功能，可確保系統出現故障時，始終都會有一份受到保護的內容拷貝，保證了數據的完整性。此外，采用EMC Networker集中數據備份管理平臺，實現PACS系統影像數據、數據庫數據、以及Centera歸檔影像數據的集中離線數據備份，保障了數據的安全可靠。
SAN+Centera的技術架構，不僅保障了醫院核心系統數據的安全可靠，還將影像的瀏覽時間由原先的分鐘級別提升到秒級，減少了系統訪問的響應時間。
2 基于EMC RecovERPoint的技術架構
受實際條件的限制，現有數據中心及容災中心同處一間機房，不是真正意義上的異地容災，且數據備份采用異步數據復制技術，RPO指標為分鐘級，一旦生產系統在高峰時間發生故障，將會丟失相當數據，這對于醫院和病人都是不能接受的。因此將新建數據中心，一是實現真正的異地容災，二是優化原有備份恢復策略，較大改善RPO和RTO目標。新數據中心和容災中心的架構將采用基于持續數據保護技術的一主一備數據中心架構(見圖2)。
圖2 采用EMC RecovERPoint技術的容災方案拓撲結構
該架構使用了EMC RecovERPoint的持續數據保護功能，能同時實現塊級數據和NAS文件系統的遠程復制。可以確保當單個系統出現故障時，最大限度減少數據的丟失量(包括零丟失)，最快速度的恢復關鍵應用系統，提高數字化信息系統的整體服務級別。
由于主數據中心距離容災數據中心不足300米，因此可采用單模光纖直連的方式連接兩數據中心的SAN網絡。主數據中心的主存儲系統通過SAN持續將數據復制到容災數據中心的容災系統上，復制方式有同步或異步兩種方式方式。當主數據中心的數據出現錯誤時，可以通過容災存儲上的容災數據進行快速回滾，能夠實現數據庫等系統進行任意時間點的恢復：當容災存儲出現故障時，可以通過重新進行數據同步，實現兩個數據中心的數據一致。從而確保醫院數據的安全可靠存儲。
在遠端數據中心構建醫院的核心數據庫應用系統服務器，當生產站點發生大的自然災難時，可以通過容災中心的服務器訪問備份存儲上的數據，實現容災的快速切換。當生產中心站點恢復后，可以通過數據反向復制將修改數據增量同步回生產中心，然后實現容災恢復。
對于HIS、LIS、EMR、RIS、醫保等醫院核心業務系統數據庫數據，其數據讀寫頻率高，數據實時性及連續性業務要求高。對于這部分數據，采用實時同步方式進行持續數據保護，同時保留較長的日志時間。利用EMC RecoverPoint的日志前滾與回滾功能，實現長時間的數據恢復，消除邏輯操作錯誤帶來的數據損失。
針對PACS系統的影像文件，由于數據量巨大，且每日數據增量大，不能使用傳統的備份模式進行數據保護。因此，針對在線數據采用基于NAS的遠程數據復制技術進行數據的在線保護，歷史數據則通過數據歸檔解決方案進行數據保護。在信息中心機房或者遠程容災部署2套EMC統一存儲設備，利用EMC的數據鏡像軟件Replicator，通過IP鏈路，將PACS系統的在線影像數據進行遠程復制保護，當其中任何一臺存儲設備發生故障時，保證數據丟失量最少。同時，在鏈路正常的情況下，可以快速將應用系統切換至容災存儲，最大限度地降低由于存儲系統故障造成的系統停機所帶來的影響。
綜上所述，該架構能夠保護醫院數據在通常如服務器失效、數據損壞、軟件出錯、病毒和終端用戶差錯等情形下不受損失。同時，利用持續數據保護技術，還使系統可以抵御突發災難事件，使整個數據中心免于停頓，優于原先架構。
3 討論
數據中心的建設是一項十分復雜的工程，僅僅是將系統從一個機房遷移到另一個機房，就可能遭遇系統宕機、硬件損壞等不可預測的情況。因此，建設新的數據中心，改變原有系統架構必須十分審慎，必須經過充分論證和實際驗證方可實施。不宜過度追求技術上的先進性，而導致系統過于復雜而無法順利過渡。總之，數據中心的建設要根據醫院的實際情況，立足現在，著眼未來。
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本文標題：數據中心存儲與容災的技術架構設計
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