徐鵬
摘 要 隨著當(dāng)今社會的發(fā)展,醫(yī)院對信息化的依賴越來越高,而信息化建設(shè)中會產(chǎn)生大量的重要數(shù)據(jù),如何保證數(shù)據(jù)安全、避免業(yè)務(wù)中斷已成為醫(yī)院建設(shè)中的一項重要任務(wù)。文章分析討論了數(shù)據(jù)容災(zāi)的概念及相應(yīng)的解決方案,同時對本院HIS數(shù)據(jù)容災(zāi)的實施方案進行了介紹。
關(guān)鍵詞 容災(zāi);CDP;存儲復(fù)制;MirrorView
中圖分類號:TN915 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)10-0106-02
我院是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防保健為一體的綜合性三級甲等醫(yī)院,隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是近幾年國家對醫(yī)療行業(yè)信息化建設(shè)的投入不斷加大及對醫(yī)院信息化要求的不斷提高,我院逐步建設(shè)完善了醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、檢驗信息管理系統(tǒng)(LIS)、放射信息管理系統(tǒng)(RIS)和醫(yī)學(xué)影像管理與通訊系統(tǒng)(PACS)等信息系統(tǒng),醫(yī)院對信息系統(tǒng)的依賴性也越來越大,如何避免數(shù)據(jù)丟失,當(dāng)遇到數(shù)據(jù)災(zāi)難時如何快速地恢復(fù)數(shù)據(jù),保障醫(yī)院業(yè)務(wù)開展的連續(xù)性,已成為影響我院業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
1 什么是數(shù)據(jù)容災(zāi)
提到數(shù)據(jù)庫安全,大家首先想到的是備份、恢復(fù),傳統(tǒng)意義上備份恢復(fù)也是容災(zāi)的一種,但是隨著現(xiàn)代生活對信息系統(tǒng)的依賴性越來越大,相關(guān)的數(shù)據(jù)量不斷增加,當(dāng)遇到災(zāi)難時使用傳統(tǒng)的備份、恢復(fù)會導(dǎo)致耗時過長,嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)的開展,已經(jīng)不能滿足醫(yī)院的需求。
本文討論的容災(zāi)是指建立一個異地的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng),該系統(tǒng)是當(dāng)前主業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一個完整復(fù)制。在主業(yè)務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時(服務(wù)器損壞、丟失、甚至火災(zāi)等),異地保存的備份系統(tǒng)可以隨時啟用而無需進行長時間的恢復(fù)操作。因此數(shù)據(jù)容災(zāi)與傳統(tǒng)的備份恢復(fù)最大的區(qū)別就是實時性更高、停機時間更短、業(yè)務(wù)持續(xù)性更強。
2 數(shù)據(jù)容災(zāi)的等級及衡量指標(biāo)
1)數(shù)據(jù)容災(zāi)等級劃分。災(zāi)難備份系統(tǒng)一般分為四個等級:
第0級:沒有備援中心;
第1級:本地磁帶備份,異地保存;
第2級:熱備份站點備份;
第3級:活動備援中心。
2)容災(zāi)系統(tǒng)的衡量指標(biāo)。容災(zāi)系統(tǒng)主要有兩個衡量指標(biāo):RPO(Recovery Point Objective):即數(shù)據(jù)恢復(fù)點目標(biāo),主要指的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。RTO(Recovery Time Objective):即恢復(fù)時間目標(biāo),主要指的是所能容忍的業(yè)務(wù)停止服務(wù)的最長時間,也就是從災(zāi)難發(fā)生到業(yè)務(wù)系統(tǒng)恢復(fù)服務(wù)功能所需要的最短時間周期。
很顯然建設(shè)數(shù)據(jù)容災(zāi)的理想目標(biāo)就是RPO、RTO趨近于零。不過RPO、RTO越接近于零,所需要的投入就越大、系統(tǒng)就越復(fù)雜。因此需要根據(jù)醫(yī)院實際情況進行建設(shè)。
3 數(shù)據(jù)容災(zāi)方案
1)Oracle DataGuard。我們?nèi)绻皇轻槍racle數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)容災(zāi)的話,可以采用Oracle官方的解決方案——DataGuard。
DataGuard是Oracle針對Oracle數(shù)據(jù)庫推出的一種高可用性的數(shù)據(jù)庫方。DataGuard的最大優(yōu)點是無需過多投入,只是在軟件上建立備用數(shù)據(jù)庫并對主數(shù)據(jù)庫和備用數(shù)據(jù)庫進行相應(yīng)設(shè)置即可。由于是Oracle官方產(chǎn)品,并且經(jīng)過Oracle 8i、9i、10g、11g等完善版本的不斷完善,Dataguard在構(gòu)建Oracle數(shù)據(jù)庫容災(zāi)上的可靠性還是很有保障的,并且可以根據(jù)情況設(shè)置多種保護模式。
DataGuard缺點也很明顯,那就是只是針對Oracle數(shù)據(jù)庫進行容災(zāi)。同時實施DataGuard前、后對相關(guān)操作人員都有一定Oracle技術(shù)要求。
2)CDP 技術(shù)(Continu-ous Data Protection,持續(xù)數(shù)據(jù)保護)。傳統(tǒng)備份一般是每隔一定時間對數(shù)據(jù)進行備份,當(dāng)遇到災(zāi)難時使用備份數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。這種方法的問題在于存在數(shù)據(jù)丟失和恢復(fù)時間較長的缺點,即RPO和RTO較大。
針對傳統(tǒng)備份的缺點,CDP技術(shù)應(yīng)運而生。CDP技術(shù)就是通過在操作系統(tǒng)核心層中植入文件過濾驅(qū)動程序,實時捕獲所有文件訪問操作。從理論上說,任何一次的文件數(shù)據(jù)變化都會被自動記錄,因而稱之為持續(xù)數(shù)據(jù)保護。
CDP持續(xù)數(shù)據(jù)保護技術(shù)分為真CDP(True CDP)和準(zhǔn)CDP(Near CDP)兩類。準(zhǔn)CDP技術(shù)是按照一定的時間頻率,持續(xù)的記錄并備份數(shù)據(jù)變化,每次備份有一定時間窗口,需要數(shù)據(jù)恢復(fù)時,可以恢復(fù)到過去備份的時間點,并不能形成完全意義上的持續(xù)保護,因此稱為準(zhǔn)CDP技術(shù)。而真CDP技術(shù)是持續(xù)不間斷的監(jiān)控并備份數(shù)據(jù)變化,可以恢復(fù)到過去任意時間點,是真正的實時備份。
CDP的最大優(yōu)點就是實時的數(shù)據(jù)備份及可以將數(shù)據(jù)先前恢復(fù)到任意時間點。但是目前真正做到真CDP的系統(tǒng)不多,大部分都是準(zhǔn)CDP,因此實際使用時要進行細(xì)致測試看其是否能夠滿足醫(yī)院需求。
3)VMware vSphere虛擬化技術(shù)。近年來最熱門的莫過于虛擬化技術(shù)。通過VMware vSphere對機房服務(wù)器實施虛擬化,也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)功能。
VMware vSphere中有兩個功能對實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)、業(yè)務(wù)可持續(xù)性方面起著重要作用:vMotion 支持在不中斷用戶使用和不丟失服務(wù)的情況下在服務(wù)器間實時遷移虛擬機。vSphere High Availability 可在硬件或操作系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下在幾分鐘內(nèi)自動重新啟動所有應(yīng)用程序。
通過實施虛擬化還可帶來一些附加的優(yōu)點:更加合理、高效的使用服務(wù)器資源,減少資源浪費??焖賱?chuàng)建新的服務(wù)而不需要經(jīng)歷重新安裝操作系統(tǒng)等費時的工作。不過虛擬化的最大缺點是對現(xiàn)有機房服務(wù)器、數(shù)據(jù)傳輸帶寬等硬件有一定要求并且實施復(fù)雜,同時由于VMware按照CPU數(shù)收取費用,因此需要較大的投資
4)存儲數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)。通過存儲設(shè)備廠家提供的存儲數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)同步或異步的對存儲上的數(shù)據(jù)進行遠(yuǎn)程復(fù)制從而達(dá)到數(shù)據(jù)容災(zāi)的功能。endprint
這種方法的最大優(yōu)點是無需在服務(wù)器上安裝任何軟件,而是由存儲設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)復(fù)制,因此對服務(wù)器沒有任何影響。缺點是建立備用存儲,并且存儲之間的數(shù)據(jù)通道要求較高比如必須建立SAN或ISCSCI,這需要一定投資。
我院就是采用這種方法通過使用EMC2 MirrorView功能在CX240和CX120兩個存儲間建立實時備份來實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)的。
4 EMC2 MirrorView實施方案及使用方法
1)EMC2 MirrorView簡介。EMC2 MirrorView是不依賴于服務(wù)器,基于并運行在EMC2磁盤陣列,以LUN為單位進行數(shù)據(jù)復(fù)制的軟件。
MirrorView有兩種工作模式:MirrorView/Synchronous可將一個源 LUN 并行地同步鏡像到兩個不同的目標(biāo)中。該模式的特點是:RPO為零秒;兩個映像完全相同;陣列之間有最大距離限制;陣列之間要求高網(wǎng)絡(luò)帶寬;鏡像可以從一個主站點復(fù)制到一個或兩個輔助站點。
MirrorView/Asynchronous可以用于將多個存儲陣列的信息整合到一個集中的陣列中,以便于數(shù)據(jù)管理。該模式的特點是:RPO從30分鐘到數(shù)小時;鏡像數(shù)據(jù)定期更新;陣列之間無距離限制;陣列之間網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高;只能從一個主站點復(fù)制到一個輔助站點。
2)醫(yī)院系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
3)系統(tǒng)配置及實施方案。
①主機房配置。主服務(wù)器采用兩臺IBM3850M2做雙機熱備,存儲陣列使用EMC2 CX4-240。數(shù)據(jù)鏈路使用SAN架構(gòu)通過兩臺光纖交換機將服務(wù)器和存儲陣列連接,同時服務(wù)器和存儲陣列均使用雙光纖鏈路以避免任意一處的單點故障。
②容災(zāi)機房配置。容災(zāi)服務(wù)器采用一臺IBM3850M2,存儲陣列使用EMC2 CX4-120。數(shù)據(jù)鏈路使用SAN架構(gòu)通過兩臺光纖交換機將服務(wù)器和存儲陣列連接,同時服務(wù)器和存儲陣列均使用雙光纖鏈路以避免任意一處的單點故障。
③主機房與容災(zāi)機房分別位于兩棟樓,兩棟樓之間使用雙光纖鏈路進行數(shù)據(jù)傳輸避免單點鏈路故障。
④實施方案。首先在EMC2 CX4-240與EMC2 CX4-120上均安裝MirrorView功能,然后在CX4-120上創(chuàng)建出與CX4-240上需要鏡像的LUN相同大小的LUN空間,配置遠(yuǎn)程鏡像組相關(guān)信息,同時將CX4-240和CX4-120相應(yīng)的LUN添加到鏡像組中并啟用同步功能即可。整個配置還是比較簡單快捷的。
4)啟用容災(zāi)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時間同步后關(guān)閉主存儲與主服務(wù)器以模擬主機房發(fā)生災(zāi)難,測試容災(zāi)系統(tǒng)可用性。由于根據(jù)我院實際情況并沒有啟用容災(zāi)系統(tǒng)自動接管的功能,因此在發(fā)生災(zāi)難后需要手工啟用容災(zāi)系統(tǒng)。
EMC2存儲Navisphere操作界面:
①登錄容災(zāi)存儲,在consistent group上選擇——Fracture。
將CX4-120上要使用的鏡像LUN所在的mirror group從consistent group中取出。
②從mirror組中移除CX4-120相應(yīng)的鏡像lLUN。
③將CX4-120上剛才移出的LUN加入與容災(zāi)服務(wù)器相同的storage group中,在容災(zāi)服務(wù)器上重新掃描磁盤,即可訪問、使用該LUN。
④在容災(zāi)服務(wù)器上啟動Oracle服務(wù)并查看其中數(shù)據(jù)。經(jīng)測試容災(zāi)服務(wù)器與主服務(wù)器關(guān)閉時的數(shù)據(jù)完全一致。由此可見MirroView容災(zāi)系統(tǒng)是有效的,并且啟用時的操作步驟簡單快速。
5 總結(jié)
我院使用容災(zāi)系統(tǒng)后,在架構(gòu)上避免了原來存儲陣列的單點故障,醫(yī)院的數(shù)據(jù)安全性得到進一步提高,HIS系統(tǒng)更加安全有效。但是該方案由于是實時同步存儲陣列數(shù)據(jù),因此無法避免由于人員誤刪除等操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題,所以日常定時的數(shù)據(jù)備份還是必不可少的。
參考文獻
[1]任昱,李青榮.基于VMware vSphere虛擬化資源管理平臺研究[J].計算機應(yīng)用與軟件,2012(5):219-237.
[2]厲劍,廉國斌,黃棟.數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)與CDP技術(shù)[J].計算機技術(shù)與發(fā)展,2009(1):168-171.
[3]劉秀菊.淺析Oracle數(shù)據(jù)庫中的DataGuard容災(zāi)備份技術(shù)[J].電腦知識與技術(shù),2008(10):10-14.
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[5]Mirrorview-SANCOPY[CP/OL].http://wenku.baidu.com/view/00002e03cc17552706220800.html.
[6]容災(zāi)系統(tǒng)[CP/OL].http://baike.baidu.com/view/600255.htm.endprint
這種方法的最大優(yōu)點是無需在服務(wù)器上安裝任何軟件,而是由存儲設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)復(fù)制,因此對服務(wù)器沒有任何影響。缺點是建立備用存儲,并且存儲之間的數(shù)據(jù)通道要求較高比如必須建立SAN或ISCSCI,這需要一定投資。
我院就是采用這種方法通過使用EMC2 MirrorView功能在CX240和CX120兩個存儲間建立實時備份來實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)的。
4 EMC2 MirrorView實施方案及使用方法
1)EMC2 MirrorView簡介。EMC2 MirrorView是不依賴于服務(wù)器,基于并運行在EMC2磁盤陣列,以LUN為單位進行數(shù)據(jù)復(fù)制的軟件。
MirrorView有兩種工作模式:MirrorView/Synchronous可將一個源 LUN 并行地同步鏡像到兩個不同的目標(biāo)中。該模式的特點是:RPO為零秒;兩個映像完全相同;陣列之間有最大距離限制;陣列之間要求高網(wǎng)絡(luò)帶寬;鏡像可以從一個主站點復(fù)制到一個或兩個輔助站點。
MirrorView/Asynchronous可以用于將多個存儲陣列的信息整合到一個集中的陣列中,以便于數(shù)據(jù)管理。該模式的特點是:RPO從30分鐘到數(shù)小時;鏡像數(shù)據(jù)定期更新;陣列之間無距離限制;陣列之間網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高;只能從一個主站點復(fù)制到一個輔助站點。
2)醫(yī)院系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
3)系統(tǒng)配置及實施方案。
①主機房配置。主服務(wù)器采用兩臺IBM3850M2做雙機熱備,存儲陣列使用EMC2 CX4-240。數(shù)據(jù)鏈路使用SAN架構(gòu)通過兩臺光纖交換機將服務(wù)器和存儲陣列連接,同時服務(wù)器和存儲陣列均使用雙光纖鏈路以避免任意一處的單點故障。
②容災(zāi)機房配置。容災(zāi)服務(wù)器采用一臺IBM3850M2,存儲陣列使用EMC2 CX4-120。數(shù)據(jù)鏈路使用SAN架構(gòu)通過兩臺光纖交換機將服務(wù)器和存儲陣列連接,同時服務(wù)器和存儲陣列均使用雙光纖鏈路以避免任意一處的單點故障。
③主機房與容災(zāi)機房分別位于兩棟樓,兩棟樓之間使用雙光纖鏈路進行數(shù)據(jù)傳輸避免單點鏈路故障。
④實施方案。首先在EMC2 CX4-240與EMC2 CX4-120上均安裝MirrorView功能,然后在CX4-120上創(chuàng)建出與CX4-240上需要鏡像的LUN相同大小的LUN空間,配置遠(yuǎn)程鏡像組相關(guān)信息,同時將CX4-240和CX4-120相應(yīng)的LUN添加到鏡像組中并啟用同步功能即可。整個配置還是比較簡單快捷的。
4)啟用容災(zāi)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時間同步后關(guān)閉主存儲與主服務(wù)器以模擬主機房發(fā)生災(zāi)難,測試容災(zāi)系統(tǒng)可用性。由于根據(jù)我院實際情況并沒有啟用容災(zāi)系統(tǒng)自動接管的功能,因此在發(fā)生災(zāi)難后需要手工啟用容災(zāi)系統(tǒng)。
EMC2存儲Navisphere操作界面:
①登錄容災(zāi)存儲,在consistent group上選擇——Fracture。
將CX4-120上要使用的鏡像LUN所在的mirror group從consistent group中取出。
②從mirror組中移除CX4-120相應(yīng)的鏡像lLUN。
③將CX4-120上剛才移出的LUN加入與容災(zāi)服務(wù)器相同的storage group中,在容災(zāi)服務(wù)器上重新掃描磁盤,即可訪問、使用該LUN。
④在容災(zāi)服務(wù)器上啟動Oracle服務(wù)并查看其中數(shù)據(jù)。經(jīng)測試容災(zāi)服務(wù)器與主服務(wù)器關(guān)閉時的數(shù)據(jù)完全一致。由此可見MirroView容災(zāi)系統(tǒng)是有效的,并且啟用時的操作步驟簡單快速。
5 總結(jié)
我院使用容災(zāi)系統(tǒng)后,在架構(gòu)上避免了原來存儲陣列的單點故障,醫(yī)院的數(shù)據(jù)安全性得到進一步提高,HIS系統(tǒng)更加安全有效。但是該方案由于是實時同步存儲陣列數(shù)據(jù),因此無法避免由于人員誤刪除等操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題,所以日常定時的數(shù)據(jù)備份還是必不可少的。
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[6]容災(zāi)系統(tǒng)[CP/OL].http://baike.baidu.com/view/600255.htm.endprint
這種方法的最大優(yōu)點是無需在服務(wù)器上安裝任何軟件,而是由存儲設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)復(fù)制,因此對服務(wù)器沒有任何影響。缺點是建立備用存儲,并且存儲之間的數(shù)據(jù)通道要求較高比如必須建立SAN或ISCSCI,這需要一定投資。
我院就是采用這種方法通過使用EMC2 MirrorView功能在CX240和CX120兩個存儲間建立實時備份來實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)的。
4 EMC2 MirrorView實施方案及使用方法
1)EMC2 MirrorView簡介。EMC2 MirrorView是不依賴于服務(wù)器,基于并運行在EMC2磁盤陣列,以LUN為單位進行數(shù)據(jù)復(fù)制的軟件。
MirrorView有兩種工作模式:MirrorView/Synchronous可將一個源 LUN 并行地同步鏡像到兩個不同的目標(biāo)中。該模式的特點是:RPO為零秒;兩個映像完全相同;陣列之間有最大距離限制;陣列之間要求高網(wǎng)絡(luò)帶寬;鏡像可以從一個主站點復(fù)制到一個或兩個輔助站點。
MirrorView/Asynchronous可以用于將多個存儲陣列的信息整合到一個集中的陣列中,以便于數(shù)據(jù)管理。該模式的特點是:RPO從30分鐘到數(shù)小時;鏡像數(shù)據(jù)定期更新;陣列之間無距離限制;陣列之間網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高;只能從一個主站點復(fù)制到一個輔助站點。
2)醫(yī)院系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
3)系統(tǒng)配置及實施方案。
①主機房配置。主服務(wù)器采用兩臺IBM3850M2做雙機熱備,存儲陣列使用EMC2 CX4-240。數(shù)據(jù)鏈路使用SAN架構(gòu)通過兩臺光纖交換機將服務(wù)器和存儲陣列連接,同時服務(wù)器和存儲陣列均使用雙光纖鏈路以避免任意一處的單點故障。
②容災(zāi)機房配置。容災(zāi)服務(wù)器采用一臺IBM3850M2,存儲陣列使用EMC2 CX4-120。數(shù)據(jù)鏈路使用SAN架構(gòu)通過兩臺光纖交換機將服務(wù)器和存儲陣列連接,同時服務(wù)器和存儲陣列均使用雙光纖鏈路以避免任意一處的單點故障。
③主機房與容災(zāi)機房分別位于兩棟樓,兩棟樓之間使用雙光纖鏈路進行數(shù)據(jù)傳輸避免單點鏈路故障。
④實施方案。首先在EMC2 CX4-240與EMC2 CX4-120上均安裝MirrorView功能,然后在CX4-120上創(chuàng)建出與CX4-240上需要鏡像的LUN相同大小的LUN空間,配置遠(yuǎn)程鏡像組相關(guān)信息,同時將CX4-240和CX4-120相應(yīng)的LUN添加到鏡像組中并啟用同步功能即可。整個配置還是比較簡單快捷的。
4)啟用容災(zāi)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時間同步后關(guān)閉主存儲與主服務(wù)器以模擬主機房發(fā)生災(zāi)難,測試容災(zāi)系統(tǒng)可用性。由于根據(jù)我院實際情況并沒有啟用容災(zāi)系統(tǒng)自動接管的功能,因此在發(fā)生災(zāi)難后需要手工啟用容災(zāi)系統(tǒng)。
EMC2存儲Navisphere操作界面:
①登錄容災(zāi)存儲,在consistent group上選擇——Fracture。
將CX4-120上要使用的鏡像LUN所在的mirror group從consistent group中取出。
②從mirror組中移除CX4-120相應(yīng)的鏡像lLUN。
③將CX4-120上剛才移出的LUN加入與容災(zāi)服務(wù)器相同的storage group中,在容災(zāi)服務(wù)器上重新掃描磁盤,即可訪問、使用該LUN。
④在容災(zāi)服務(wù)器上啟動Oracle服務(wù)并查看其中數(shù)據(jù)。經(jīng)測試容災(zāi)服務(wù)器與主服務(wù)器關(guān)閉時的數(shù)據(jù)完全一致。由此可見MirroView容災(zāi)系統(tǒng)是有效的,并且啟用時的操作步驟簡單快速。
5 總結(jié)
我院使用容災(zāi)系統(tǒng)后,在架構(gòu)上避免了原來存儲陣列的單點故障,醫(yī)院的數(shù)據(jù)安全性得到進一步提高,HIS系統(tǒng)更加安全有效。但是該方案由于是實時同步存儲陣列數(shù)據(jù),因此無法避免由于人員誤刪除等操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題,所以日常定時的數(shù)據(jù)備份還是必不可少的。
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