金仕达卫宁HIS服务器系统解决方案
金仕达卫宁公司简介
金仕达卫宁医疗信息技术有限公司是一家专业从事医疗卫生领域信息化、数字化软件研究与开发的高科技企业，公司现有软件开发及工程实施技术人员300多人。早在九二年，公司前身已经成功地开发出实验室信息系统（LIS）；九三年初公司开始发展医院信息系统软件（HIS）；九六年底开始研究医院医学影像系统（PACS、RIS）应用，成为国内同时拥有医院信息管理系统、实验室信息系统及医学影像系统自主知识产权的专业医院医疗信息产业骨干企业。公司注重“以人为本”的理念，积极探索和实践医院信息管理自动化、数字化、网络化管理模式，追求高效，倡导以“打造完美的医疗行业解决方案”为核心的企业文化。
多年来，公司产品曾获“九九国家级火炬计划项目”、“上海市高新技术成果转化认定项目”等诸多殊荣，并获得上海市及国家创新基金的资助。随着公司规模、资产的迅速壮大，金仕达卫宁始终坚持专业化发展的战略抉择，积极探索创新，逐步成长为拥有各类型医院用户六百多家，集开发、销售、集成、服务于一体的国内最具活力和实力，并位列国内前茅的医疗软件行业技术先进企业。在全国医疗信息技术行业也占有重要的市场地位，三级甲等医院客户遍布全国各地；其系统集成部拥有三百多家各等级医院的系统集成经验，还特别针对自主开发的系列医疗系统软件要求进行了设计和优化，为医院和卫生系统各级医疗机构打造坚实的硬件平台。
以下是以我们多年的行业经验设计的初步医院信息化建设标准方案介绍。
医院信息化项目建设目标和要求
2.1建设目标
系统总体建设目标为：依托先进的计算机技术，建立安全、高效、灵活的服务器系统，为医院信息化项目的建设作出贡献。
2.2系统结构
A、总体要求。
在符合项目建设的总体原则下，在选择技术平台时，要求：
系统架构要具有开放性；业务应用要跨平台；硬件设备要具有可靠性；开发工具要标准化；维护界面要具有易用性；系统软件要具有成熟性；应用集成要具有简单性；操作系统要具有高性能，技术文档要具有规范性。
B、技术平台架构要求：采用三层或多层体系结构，实现多台网络服务器、多台应用服务器、多台数据库服务器之间的负载均衡，解决系统平台所需要的高可靠性、可扩展性、可伸缩性以及安全性问题。
C、服务器的要求：服务器的处理能力要在同类产品中处于领先地位，还要考虑其经济性，要满足可用性、可靠性、安全性、可扩展性等基本要求。服务器的软硬件及中间件之间都要很好地融合。
D、安全体系要求系统要很好地解决以下安全问题，包括系统的不稳定、病毒攻击、黑客攻击、DoS 攻击、外部恶意攻击、网络漏洞等，应采取安全管理策略、防火墙防护、黑客入侵和病毒检测以及响应处理、数据备份恢复等机制，并做到灾难备份系统的规划。
E、网络结构要求：应对网站的接入带宽和网络物理结构进行综合考虑，既要满足网络访问性能要求，又要注重安全管理。在考虑采用的安全防护设施时，要平衡数据存取速度和安全防护之间的关系，即要保证网络速度，还要考虑网络的安全检测。整个网络的结构设计要考虑节约成本。
医院信息化建设项目需求分析
3.1 系统选型原则
系统的选型原则充分考虑和平衡了先进性，实用性，灵活性，高性能，开放性，稳定性，安全性，可扩展性，可恢复性，可管理性，规范性和经济合理性等因素，为客户提供一个最佳的整体解决方案。
3.2系统集成的整体架构
首先，通常对于医院信息系统整体的系统集成解决方案应包括如下几部分：
智能化系统综合布线
服务器系统
数据存储系统
网络系统
系统安全和数据容灾
机房系统
另外，从应用的角度还可以划分为HIS系统网络和PACS系统网络。这是因为两种应用对系统集成的要求是不同的；下面我们先从应用的角度给出医院系统集成的整体架构
一、典型三级甲等医院HIS系统方案架构
这部分对硬件系统平台的要求是：
系统要具备高效的数据库访问能力，应对来自门诊各业务科室对后台数据库的大量查询、更新等操作；这对于早上的高峰时刻显得特别关键。
系统应具备高度的可用性，保证医院业务的不间断运转；在大型医院往往几分钟的业务中断就会招致病人及家属的怨声载道。
系统应具有高度的数据安全性，保证数据不丢失、不被破坏；哪怕是十几分钟的数据丢失也可能给医院带来很多麻烦，同时会伴随着经济损失。
下面是我公司应对上述情况专门设计的“2+2”全冗余系统架构的典型架构图
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[b]二、典型PACS系统[/b]
这部分对硬件系统平台的要求是：
大容量的存储：应对来自于CR、CT、超声、核磁共振、内窥镜等多种医疗仪器生成的大容量、高分辨率图像的存储要求。
I/O吞吐能力及快速访问的反应时间：缩短图像转存时间，提高调阅图片的速度，提高医生的阅片效率。
高速高效的网络传输能力和交换转发能力：在大容量图片存储和调阅时，对于网络交换机的转发能力和交换机容量将是一种考验。
图像数据的分级存储和生命周期管理：一方面克服海量数据的管理难题，一方面保证图像数据的安全备份，任何一张图片的遗失或破坏都可能给医院带来经济和声誉上的损失。
以下是我公司精心设计的应对方案
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PACS网络数据分流技术设计架构图
[b]三、整合HIS、LIS、RIS、PACS业务应用功能的全院网络示意图[/b]
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全院业务整合网络示意图
以上给出了医院信息系统集成的基本硬件网络架构，以下部分将就服务器系统、数据存储系统、网络系统、系统安全、数据容灾机房系统以及瘦客户机模式、无线查房等先进系统所涉及的相关产品和技术作进一步表述。
[b]四、HIS应用系统体系结构[/b]
THIS4.0整体采用三层架构体系，THIS4的任何模块将统一由一个surrogate（代理）加载。Surrogate 将提供客户端运行的必要公共功能。采用统一surrogate将最大限度保证产品界面的一致性，并提升HIS 系统的效率。
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在中间层架构体系下，可以提高HIS系统读取数据的效率，从而提高系统的整体性能。
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软件系统各部分之间信息高度共享，覆盖了病人在院期间的各个诊断治疗环节。在这样的系统中，信息主线与接口在设计中表现为统一的数据结构，这样来保证每个局部系统能与整个系统相集成、保证局部系统的变化不会导致整个系统的改变、并与系统将来的发展相适应，在庞大复杂的系统内部，建立了贯穿各局部系统的信息主线，每个局部系统都必须按照信息主线的要求与整体建立接口。
系统中还可通过系统配置里的升级向导程序来进行必要的系统升级和更新，通过简单的界面操作将前后台程序、存储过程更新升级，从而进一步简化升级更新工作。
典型配置：
应用系统：THIS系统4.0版
数据库\中间件：SQL 2005 (64 bit)
操作系统：Window server 2003 (64 bit)
硬件平台：HP Integrity rx2620
存储系统：HP EVA 4000 全光纤磁盘阵列
[b]服务器解决方案[/b]
根据医院信息化建设项目的需求，结合惠普公司在开放性、实用性、高可靠性应用上的丰富经验，我们建议的方案力求使系统硬件及其软件平台能够在最大限度上满足用户不断增长和变化的业务需求。同时也使用户能够在最大限度保护其投资的前提下不断利用迅速发展的新技术和产品。
保障性能和高可靠性是本方案主机系统设计的首要任务。根据用户对数据量和系统性能的扩充要求以及高可靠性的备份需要，我们着重考虑以下两点:
A.系统的高度灵活性：充分考虑到用户数据的不断增长及不可预测性，必须使系统配置具有高度扩充能力的服务器系统:
应采用支持多CPU的SMP对称多处理结构、大容量内存、大I/O吞吐能力的多I/O通道的主机系统。除此之外，在内存、CPU速度、I/O能力三方面都应具有优异扩充能力。
应采用具有节点扩充能力的CLUSTER企业群集结构；根据业务情况，在单节点性能扩充到一定限度时，可扩充群集中的节点数量，其优点是：
--保护用户投资
--整个系统性能的提高远大于单个节点性能的提高
--扩充节点时无须对应用软件作任何修改
B.系统的高度可用性：在考虑提高系统性能，保证系统的灵活性时，还必须保证系统的可靠和数据的安全。为此必须采用多种先进可靠的软硬件技术，在产品本身的质量之外，提供进一步的安全保障：用群集技术保证系统的连续不间断运行。无论是节点故障，还是事先有计划的软硬件升级，都不会造成关键业务的中断。
应对操作系统、系统引导区、系统软件等利用镜像（Mirror）技术来进一步保证系统的安全可靠。
对用户数据，必须用高可靠的海量存储设备，采用高性能及高可靠的镜像技术保证其安全可靠；另外，任一台主机与海量存储设备之间都有两路通道互联，确保不存在单点故障。
在系统设备与设备、设备与网络之间的连接上采用双通道、双链路冗余配置，保证系统不存在单点故障。
4.1 HP Integrity企业级服务器整体优势
1) 卓越出色的整体应用表现
HP Integrity UNIX平台企业级服务器最初面世于20世纪90年代末期，是世界上第一台成功应用于商业系统环境的支持IA64芯片开放系统平台。无论是在科技应用上，抑或生产实践中，一直保持在IT行业的最前沿。
2) 丰富全面的家族产品系列
HP Integrity UNIX平台企业级服务器家族产品线非常丰富，共整合为5个系列。不同行业，不同级
别的用户可以根据自身的业务应用需求、未来发展规划、项目投资预算等来选择性价比最适宜的类别以满足生产任务的需要。平滑全面的产品线为用户提供了广阔的选择空间。
rx2600系列：低端入门级，适合于部门级应用文件服务器或出色的ISP Web Sever；
rx4640系列：领先的性价比，独特的内部管理特性，无可伦比的可扩展性与性能适合于中小企业的全面应用；
rx7620系列：支持电子化服务应用，包括先进的OLTP、ERP、商务智能、CRM、和电子商务解决方案，最出色的业界中档服务器选择；
rx8620系列：高端服务器的体系结构与性能指标，中档服务器的价格标准，为Internet中高级计算设定了一个全新标准；
SuperDome系列：专为大规模应用和数据库或计算引擎而设计，满足在线事物处理工作负载、系统合并、大型决策支持系统和计算密集型应用的特殊需求。
3) 无与伦比的快速处理能力
HP rx系列服务器是目前业界单机处理能力最强大的中档服务器产品。无论是在联机事务处理方面、决策支持系统方面、复杂科学计算方面都得到了业界最高的评测反馈，保证了其在未来若干年中不可撼动的市场领导地位。
4) 先进科学的内部体系结构
HP Integrity出色的性能源自于其先进的内部体系结构，传统SMP总线结构无法满足RISC服务器的进一步性能提升。而HP Integrity rx7620系列服务器采用了NUMA与Switch交换技术性结合体系结构。
5) 高枕无忧的稳定工作状态
HP Integrity系列服务器所能够提供的高可用性能指标已经远远的超过了金融行业生产系统需求的安全标准。通过HP公司的整体可靠解决方案和成熟的高可用系统实施经验，可为用户提供高达99.99%的高可用运行环境，保证用户的关键应用得到业界最为理想的IT支持与保护。用户的运维工作将真正摆脱以设备为中心而转变为以应用为中心。
6) 宽广灵活的系统扩展空间
HP Integrity系列服务器拥有灵活的升级方式和广阔的扩展空间。用户可以从3种策略根据应用的发展变化和实际需求来进行系统配置的调整与增加。
水平方式：如rx7620服务器的最大扩展能力为8颗CPU、64GB内存、15个PCI扩展槽，用户可以根据应用的需求增加相关设备的物理数量；
纵深方式：HP Integrity系列服务器一直沿用了HP公司最先进的科技，系统的升级可以采用更换新一代的技术产品（例如：IA-64 CPU等）来获得极大性能提升。
多维方式：通过群集方式的应用，可以在未来应用组织结构变化和应用功能的增加时，采取增添新服务器扩展群集的方式来优化整体系统的效能，而无需对原组织结构有较大的变动。
7) 简单方便的集成管理工具
HP-UX的系统和网络管理功能为管理系统和网络的所有方面提供了一套完整的产品。HP-UX核心系统配置和管理由HP-UX系统管理服务软件SAM来实施，SAM为系统管理员执行所有管理功能提供简明易学的图形用户界面，并具备管理复杂任务的能力。在一个可能需要多个系统管理员的系统环境中，SAM 可将任务分成不同的子集，由其他系统管理员按各自责任权限完成管理任务，系统整体安全性得以提高，也适应了应用环境自身的组织机构框架。
与HP－UX集成在一起的HP Openview集成式解决方案，它在网络管理上是一个计算机行业事实上的标准，可用来管理多供应商系统构成的分布式网络，支持网络拓扑的自动搜索、发现和显示。它是HP 企业级网络和系统管理策略的主要组成部分。有近200个合作伙伴的解决方案融合在了HP Openview这个产品集中，覆盖了诸多功能。
8) 广泛兼容的开放系统平台
HP Integrity企业级服务器中各种设计规范,技术指标及产品均符合国际和工业标准，并可提供多厂家产品的支持能力。系统中所采用的产品都满足相关的国际标准和中国国家标准，是开放的可兼容系统，能与不同厂商的产品兼容，可以有效保护投资。
9) 优质完善的售后服务体系
一旦使用HP Integrity系列服务器产品，亦即意味着可以同时享受到业界最优质的售后服务保障。HP 公司连续七年被中国客户评选为最佳的IT服务提供商，通过对用户实际应用的可用性评估，针对性地制定出相应的售后服务方案。完善的售后服务体系配合高可用的运营理念是保证用户应用不间断运行的坚实后盾。
10) 最大限度的用户投资保护
在投资保护方面，HP Integrity系列服务器同样具有无以伦比的优越性。这不仅体现在传统的投资保护领域：如对HP Integrity服务器的各代产品可实行机箱内升级；中央处理器（CPU）可实行IA64以后各代的升级。
根据以上综述的性能基本特征以及HP Integrity服务器在中国广泛应用的成功实践经验，因此我们推荐HP Integrity UNIX服务器rx2600作为本项目服务器。
4.2服务器系统解决方案
4.2.1 服务器集群拓扑结构图
服务器集群选用2台HP rx2600服务器，一套共享磁盘阵列（采用SAN—存储区域网结构）共同构成一套双机热备份系统。
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4.2.2 服务器配置描述
两台rx2600服务器均作为生产系统服务器并行工作，两台服务器配置相同、互为备份，任何一台主机出现故障均由另外一台主机独立承担全部工作。
每台服务器内部各配置2块1000Base-SX快速以太网卡。当主用服务器内部的主用网卡出现故障时，其上的Service IP地址自动漂移到本机的备用网卡，无需用户干预，主机系统运行着的数据库及其他软件不受任何影响，IP地址的漂移仅需秒级即可完成，因此不会对客户端的正常应用造成损失。
当主用生产服务器出现严重故障时(如系统宕机)，其上的Service IP地址自动漂移到备用服务器上。同时，备用服务器自动启动数据库及应用软件，并且自动接管共享磁盘阵列，从而承担原有主用服务器的全部生产工作。
每台rx2600服务器依据用户实际应用需求配置如下：
1) 硬件配置建议：
每台HP rx2600中建议配置2颗1.6GHz CPU和4GB内存；
每台rx2600中配置2块73GB Ultra320 SCSI热插拔内置硬盘，用于安装HP-UX11i操作系统、数据库、MC/ServiceGuard RAC 群集热备份等软件，并配合MirrorDisk/UX软件实现根盘的镜像保护；
每台rx2600中配置1台DVD-ROM用于操作系统及数据库等软件的装入；
每台rx2600中配置2块1000Base-T快速以太网卡配合MC/ServiceGuard RAC为网络通讯的不间断应用提供冗余；
每台rx2600中系统Core I/O中标配的1个10/100Base-T端口用作双机群集主机节点间心跳线的连接；
每台rx2600中配置2块Fiber Channel适配器；
每台服务器配置1台4毫米磁带完成日常的数据备份
4.2.3 服务器配置摘要
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[b]存储解决方案[/b]
本建议书体现了我们希望通过先进的存储系统解决方案，帮助医院实现其信息化建设目标的愿望。作为信息化的重要环节，业务系统的存储设备，应保证能够7×24小时的安全、稳定、高效运行，并确保系统的业务连续性。
5.1存储系统结构的选择
在客户实际业务运行环境中，存储系统与主机系统处在同样重要的地位。因此，处理要考虑主机系统设计原则外，还需要对存储系统进行规划和设计，实现最佳的系统整体性能。
随着企业IT的发展，越来越多的企业采用SAN和NAS两种架构来实现IT资源的整合、以便实现集中的数据存储，提高备份性能和系统的可伸缩能力。SAN整合主要适合地大量的数据库OLTP应用，存储系统的多主机多平台共享，NAS主要适合小型数据库系统、文件类数据的整合、多台主机对同一个文件的共享。针对河北医大二院应用的具体要求，惠普公司提供了SAN解决方案。下面我们将详细介绍NAS技术与SAN技术的特点和它们各自的适用范围。
5.1.1 NAS技术
NAS(Network Attached Storage)，网络直接存储技术，目前在的数据中心中广泛应用，成为通过TCP/IP网络向异构客户端系统提供文件共享的关键技术。其可靠稳定的性能、特别优化的文件管理系统和低廉的价格使NAS市场得到了一定的增长。NAS作为一个网络附加存储设备，采用了信息技术中的流行技术-嵌入式技术。嵌入式技术的采用，使得NAS具有无人值守、高度职能、性能稳定、功能专一的特点。NAS设备内置优化的独立存储操作系统，可以有效、紧密地释放系统总线资源，全力支持I/O存储，同时NAS设备一般集成本地的备份软件，可以不经过服务器将NAS设备中的重要数据进行本地备份，而且NAS设备提供硬盘RAID、冗余的电源和风扇以及冗余的控制器，可以满足保证NAS的稳定应用。
把文件存放在同一个服务器里让不同的客户端用户共享和整合网络里不同种类的电脑正是NAS网络存储的主要功能。正因为NAS网络存储系统应用开放的，工业标准的协议，不同类型的客户端用户，虽然运行不同的操作系统但均可以实现对同一个文件的访问。所以已经不再在意到底是Windows 用户或UNIX 用户。他们同样可以安全地和可靠地使用NAS网络存储系统中的数据。
NAS是一套直接连接到以太网络上的存储设备并以工业界标准网络文件系统，如NFS、SMB/CIFS Over TCP/IP为接口。因此在NAS存储网络中，数据的传输是通过以太网来实现的，这样就增加了网络的负载。在数据传输量较大，实时性要求交高的系统中，SAN技术就显示出它强大的优势了。
5.1.2 基于SAN的数据整合
SAN，存储区域网络，是以数据和存储为中心的系统结构解决方案。以数据和存储为中心可以极大地保护用户的投资，有效利用存储空间，降低用户管理费用，从而确保整体拥有成本最低。降低管理难度，维护数据管理的统一性。提高了电子化数据管理的可靠性。数据的集中化管理，能够确保数据的一致性和完整性，保证电子化数据的可靠性。
以数据和存储为中心必然对整个存储系统I/O有很高的要求，所以用集中式，高性能，大容量，智能化的存储区域网(Storage Area Network，简称SAN)就成为构建新一代计算中心存储环境的首选方案。存储区域网是未来存储系统发展的方向。所谓存储区域网是指在服务器之后的高速子网络，它利用硬件、软件和光纤通道技术把所有与存储设备相关的处理工作移往一个集中的环境，使数据网络可以处理关键性任务。而信息存储则可通过存储区域网通信，从而消除I/O瓶颈，提高系统性能。SAN一改过去以服务器为中心的存储模式，以数据存储为中心，采用伸缩的网络拓扑结构，通过具有高传输速度的光通道直接连接方式，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的局域网内。SAN的最终目标是实现在异构环境中最大限度的数据共享和可管理性。
采用以数据和存储为中心的SAN解决方案，集中地解决了对存储的挑战，它的主要特点为：