【方案提要】                  

   一、医院永思备特佳数据库热备份解决方案提出的背景
   二、医院信息系统分析
   三、医院业务流程
   四、现行医院管理系统的数据处理
   五、目前的备份方式的缺陷
   六、热备份的必要性、重要性
   七、永思科技永思备特佳数据库热备份方案的构成和工作原理
   八、永思科技永思备特佳数据库热备份的特点、先进性
   九、总结
             
【方案描述】

一、医院永思备特佳数据库热备份解决方案提出的背景

    随着电子化进程的飞速发展和信息技术的广泛应用，数据越来越成为企业、事业单位日常运作中不可缺少的部分和领导决策的依据。但是，计算机的使用有时也会给人们带来烦恼，那就是计算机数据非常容易丢失和遭到破坏。有专业机构的研究数据表明：丢失300MB的数据对于市场营销部门就意味着13万元人民币的损失，对财务部门意味着16万的损失，对工程部门来说损失可达80万。而丢失的关键数据如果15天内仍得不到恢复，企业就有可能被淘汰出局。

    随着计算机系统越来越成为企业不可或缺的数据载体，如何利用数据备份来保证数据安全也成为我们迫切需要研究的一个课题。

    数据遭到破坏，有可能是人为的因素，也可能是由于各种不可预测的因素，主要包括以下几个方面：

    （1）计算机硬件故障。计算机是一个机器，其硬件是整个系统的基础。由于使用不当或者计算机产品质量不佳、配件老化等原因，计算机的硬件可能被损坏而不能使用。例如，硬盘的磁道损坏。
    （2）计算机软件系统的不稳定。由于用户使用不当或者系统的可靠性不稳定等原因，计算机软件系统有可能瘫痪，无法使用。
    （3）误操作。这是人为的事故，不可能完全避免。例如，在使用DELETE句的时候，不小心删除了有用的数据。
    （4）破坏性病毒。病毒是系统可能遭到破坏的一个非常重要的原因。随着信息技术的发展，各种病毒也随之泛滥。现在，病毒不仅仅能破坏软件系统，还可能破坏计算机的硬件系统，例如当前流行的每月26日发作的CIH病毒，就是一个典型的破坏计算机硬件系统的病毒。
    （5）自然灾害，例如大火、洪水、地震等。这是一种人力几乎无法抗拒的原因。

    也许有人想象不到，一场小小的机房火灾，就可能使一个跨国企业的的信息系统全部坍塌。全球数十个生产中心的采购数据，数万个供应商和分销商的订单，几十亿元的存货信息，十几万员工的的全年工作计划，都可能在一分钟内就化为乌有。因此，以往只有银行和电信商等财务数据密集型的企业才使用的数据安全体系，正越来越成为各类企业不得不未雨绸缪采取的预防措施。摩根斯坦利的死而复生，正是一个活生生的例子。

    摩根斯坦利作为一家大型投资银行，像中国电信一样，拥有特别密集的数据，在其业务运行的过程中不允许有任何时间的间断，任何数据的丢失都可能造成重大的经济损失。2001年9月11日，当纽约世贸中心许多大公司的商务数据一瞬间“灰飞烟灭”时，该中心最大的主顾之一摩根斯坦利却在灾后的第二天就恢复了正常工作状态。它宣布，除了人员的不幸伤亡、失踪外，世贸双子楼的倒塌没有给公司和客户的资产带来重大损失——危机时刻，摩根斯坦利花费巨资添置的远程数据防灾系统忠实地工作到大楼倒塌前的最后一秒钟，将重要的业务信息完好无损地传送到了几英里以外新泽西州蒂内克的另一个办事处。在这次大劫难中，摩根斯坦利几年前就制定的数据安全战略发挥了极大作用，将突发危机的不利影响下降到最低程度。

    目前，国际上对电脑安全技术越来越重视，人们的安全意识越来越浓，体现在电脑安全技术的应用从个别的特殊行业发展到各行各业；从对电脑设备的重视发展到对核心数据的安全的重视，这已经是一个不可逆转的趋势。而医院的电脑应用已经非常广泛，而且深入到医院管理的各个环节，挂号、处方、划价、取药、药品入库、药价、收费、病人入院、病房巡查等等数据都存放在服务器的数据库中，实时性要求非常高，所以，服务器的备份、数据库的实时备份尤其必要和迫切。服务器的硬件备份方案很多，而且已经非常成熟，数据库的热备份软件国外有几种，国内还刚刚起步，永思备特佳热备永思备特佳数据库热备份就是在这种背景下，经过一年多的开发、测试，成功推向市场的。该软件填补了国内产品的空白，与国外同类产品相比，也有着不可比拟的优势。在此基础上，为了结合医院的业务特点和医院管理系统的数据处理特点，永思科技推出了医院永思备特佳数据库热备份解决方案，并迅速地进入应用，经受了实践的检验。

二、医院信息系统分析

1. 概述

    医院内部信息系统的核心组成部分包括文件系统、数据库等，担负办公及业务等极其重要的工作。而系统中的数据，更是核心中的核心，数据的安全性关系到整个系统能否正常的运行，最终关系到这能否提供正常的服务。所以对整个系统的数据做好数据保护是至关重要的，是保证向公司提供正常服务的最后一道防线。
数据库服务器是系统中最核心的部分，为保证生产系统的不停机运行，必须采用高可用的集群系统，该集群系统既要实现容错，又要能实现负载均衡。
    对数据的保护，有多种方法，包括备份和数据容灾。目前用得最多、最有效的手段是数据备份。而备份的方法也很多，有手工备份、自动备份、LAN备份、LAN-Free备份等。不同的备份方法，其效果不同，主要表现在性能、自动化程度、对现有系统应用的影响程度、管理、可扩展性等方面。

2.服务器系统现状

    目前，医院信息系统的核心服务器包括：PC服务器2台。该信息系统覆盖医院业务，需要保护的服务器为PC服务器2台，将来会扩充更多的服务器，如小型机和PC服务器等，备份的数据类型包括：数据库备份，文件备份和系统备份。
    各服务器的分布和数据类型如下表所示

3.高可用与备份的要求

① 高可用系统的意义

    群集技术是使单独服务器实现物理和程序上的连接，并在服务器之间进行协同通讯，以使它们能够执行共同的任务。即便某一台服务器停止运行，故障应急进程会自动将该服务器的工作负载转移至另一台服务器，以保证提供持续不断的服务。 除故障应急程序之外，某些形式的群集也使用负载均衡功能，该功能可使计算负载在联网的计算机间得以分配。

A.在多台服务器系统中定义群集

    群集是由一组独立的计算机组成，这些计算机一起工作以运行一系列共同的应用程序，同时，为客户和应用提供单一的系统映射。群集内的计算机物理上通过电缆连接，程序上则通过群集软件连接。这些连接允许计算机使用故障应急与负载均衡功能，而故障应急与负载均衡功能在单机上是不可能实现的。
永思备特佳热备的群集技术提供了高度的可用性、伸缩性与易管理性：
   ·高度的可用性:群集具有避免单点故障发生的能力。应用程序能够跨计算机进行分配，以实现并行运算与故障恢复，并提供更高的可用性。
   ·可伸缩性:可动态地增加或减少群集中的计算机，可最多扩展到32个。
   ·易管理性:群集以单一系统映射的形式来面向最终用户、应用程序及网络，同时，也为管理员提供单一的控制点，而这种单一控制点则可能是远程的。
   ·群集服务:这种服务起初是针对为数据库、消息系统和文件/打印服务等应用提供故障应急支持的要求而开发的。群集服务在操作系统中支持多节点的故障应急群集，群集服务是一种以确保关键在线关键业务的可用性为目标的理念。

B.群集服务的价值

    当任一节点出现硬件或软件故障时，当前运行在该节点上的应用会由群集服务功能移往其它无故障的节点并被重新启动。由于群集服务使用诸如SCSI和光纤等具有公共总线结构的共享磁盘配置，因此，在故障应急期间将不会有数据被丢失
    使用群集服务部署服务器系统的好处有：

   ·减少计划外的停机时间：由硬件或软件故障引起的停机时间会导致收入损失、IT人工浪费和顾客不满。在关键的在线商务应用中，将共享磁盘解决方案与群集服务功能配合使用能够大大减少由意外故障导致的停机时间。

   ·使用滚动升级支持来平稳地部署升级：就确保在不影响客户的前提下实现应用的透明升级而言，群集服务可谓是再合适没有的选择了。通过先将应用移往另一个节点，然后在原节点上进行升级，最后再将应用移回原节点这一系列操作，你能够在不使应用脱机的情况下进行硬件、软件甚至操作系统的升级。

   ·部署你所依赖的应用：群集服务受许多具有群集能力的应用的支持，而这些应用涵盖了众多的功能与供应商。群集应用包括诸如 SQL Server 和Oracle的数据库程序等。

   ·在工业标准硬件上进行部署：通过在标准服务器和存储硬件上部署使用群集服务功能的群集，并避免使用昂贵且需要经常进行更替的专用高可用性解决方案，可使有关成本费用保持在较低水平上。包括Dell、Compaq、IBM、Hewlett-Packard、Unisys、和Data General在内的大多数系统厂商目前均支持永思备特佳热备的群集服务解决方案。

    总而言之，建立一个可靠的集群平台，使服务器的应用都能得到一个很好的保护，在事故发生时能够快速有效地恢复系统，将是我们需要慎重研究的重要环节。

② 备份系统的意义

    对系统目前的状况来说，可能出现如下故障，它们都将导致系统无法正常运行：

A.物理故障

    物理故障是指造成系统无法正常运行的软硬件损坏。如操作系统故障、应用程序损坏、硬盘故障、主机故障等。常见的几种物理故障包括。
   ·操作系统故障：非法指令造成的系统崩溃，系统文件被破坏导致无法重启。
   ·应用程序损坏：缺少文件或程序本身不完善导致程序无法运行。
   ·整机损坏：由掉电、火灾、地震等造成设备无法运行。
   ·硬盘故障：硬盘是精密的机电设备，安装时的无意磕碰、掉电、电流突然波动等原因都有可能造成设备无法运行。
   ·网络设备故障：传输距离过长、设备添加与移动、传输介质的质量问题和老化都有可能造成故障。

B.逻辑故障

    逻辑故障包括两种，第一是系统能够正常运行，但实际已经有部分损坏，如数据文件丢失，程序丢失等。第二种是系统本身虽然完好无损，可是系统中的部分数据是错误的。常见的几种逻辑故障包括：
   ·数据不完整：系统缺少完成业务所必须的数据。
   ·数据不一致：系统数据是完全的，但不符合逻辑关系。
   ·数据错误：系统数据是完全的，也符合逻辑关系，但数据是错误的。

    逻辑故障隐蔽性强，往往带有巨大的破坏性，并造成不可估算的损失。
   上述两种故障对备份工作有不同的要求：物理故障会造成系统无法运行，容易发现，但要求能够迅速的恢复系统。逻辑故障不易发现，但只要有原始数据，同样可以恢复，这就要求长期进行历史数据备份。因此拥有好的备份系统和备份方案，可以将灾难的损失减少到最低程度。

    基于上述情况，可以肯定数据备份对医院的工作的正常开展有着举足轻重的意义。为了对这些数据进行有效的保护，首要的工作就是对这些数据进行备份，最简单的方法就是采用自动备份方式。
    建立一个覆盖各中心的数据库系统的备份，实现公司内部，包括数据中心和所有运作中心各种数据的备份。备份的管理采用集中备份管理的方式，尽可能提高各主机数据的安全性和可管理性。

   备份内容应包括数据中心和运作中心：
   1)应用数据库备份
   2)系统的灾难恢复
   3)要求备份系统的设计应不对应用系统产生任何不良影响。
    如何通过有效的备份策略和备份手段减少数据的丢失/错误，如何在事故发生时快速有效地恢复数据，将是我们需要慎重研究的第一重要环节。

三、院业务流程

1、医院基本流程


2．门诊业务处理流程图



3．门诊药房流程图


    由此，可以看出：医院的业务流程非常复杂，环节很多，从而导致医院管理系统的数据库的变化频率很快。


四、医院管理系统的数据处理特点

    现行医院管理系统基本上是采用前后台处理的模式。前台：医嘱、处方、病历、住院、收费、记帐、打单等操作，通通都存放在后台数据库上。以一个县级医院为例，每天接待病人上千人次，那么，医院各个业务流程对后台数据库的增加、修改多达上万次。大的医院数据流量更加庞大。如果数据库服务器故障或数据库备破坏，则医院各个环节的工作都无法进行。所以，数据库是医院信息系统的心脏，如何保证数据库的安全，保证医院工作的连续性是目前医院面临的一个迫切的重要课题。

五、医院目前的备份方式的缺陷

    医院目前的备份方式主要有三个层次的

a)定时拷贝

    数据库服务器上存放所有数据，定是将数据库拷贝到一台机器的硬盘上，如果服务器数据库出现问题，将备份的数据库拷贝回去，覆盖服务器的数据库。这是最低层次的备份方式。它无法解决的问题是：
   1.服务器死机或操作系统出现问题
   2.拷贝间隔时间内的实时数据必然无法恢复
   3.数据库或表损坏，备份的数据库或表必然损坏
   4.作备份时，所有工作站不能使用数据库，工作中断

b)服务器双机备份

    两台服务器采用相同的配置，安装相同的操作系统和数据库系统，定时将主服务器上的数据库备份到从服务器上，当主服务器无法正常工作时，启用从服务器顶替工作。这种备份方式无法解决的问题是：
   1.拷贝间隔时间内的实时数据必然无法恢复
   2.数据库或表损坏，备份的数据库有可能损坏
   3.成本高，多买一台与主服务器相同的服务器
   4.作备份时，所有工作站不能使用数据库，工作中断

c)服务器双机热备份

    两台服务器采用相同的配置，安装相同的操作系统和数据库系统，运用某种备份软件，实时将主服务器的数据备份到从服务器上，它的优点是：从服务器与主服务器数据实时同步，主服务器无法正常运行时，从服务器可以接替工作。但它也有缺陷：
   1.成本高，多买一台与主服务器相同的服务器
   2.数据库或表损坏，备份的数据库必然损坏

六、热备份的必要性、重要性

    从各种备份方式的比较中，可以看出，如果解决了目前热备份中存在的问题，那么这种改进后的热备份，将是最安全、最有效、最可靠的备份方式。
    如果医院的数据库出现问题，将影响到医院工作的各个环节，医院的损失是非常巨大的，再由此延误了病员的治疗，损失和影响更是无法估量的。这样，院长该承受多大的压力？电脑技术人员又该面临何等的压力？由于医院数据的重要性、特殊性、实时性，选择最安全可靠的数据库备份方案是最明智的选择。

七、永思科技医院永思备特佳数据库热备份方案的构成和工作原理

    永思科技永思备特佳数据库热备份方案中，医院需要购买一台PC机或服务器，作永思备特佳数据库热备份的从站，永思备特佳热备永思备特佳数据库热备份软件的主站运行在主数据库服务器上，从站软件运行在作备份机上。

（1）基本备份方案拓扑结构



（2）高可用性备份方案结构



    服务器群集可以实现群集内各节点的故障转移，减少计划外的停机时间，提高系统的可用性。但它也有缺陷。例如：两台服务器共享一个阵列柜这种模式下，数据存储设备只有一个，当阵列柜故障或数据库被破坏时，没有任何办法解决。永思备特佳热备CLUSTER完全支持服务器群集，当任一节点故障时，另一节点的永思备特佳热备会自动启动，继续备份数据；当阵列柜故障或数据库被破坏时，永思备特佳热备的从站可接替服务器群集的工作，保证用户的数据不受损失，不影响实时的工作。

    永思备特佳热备工作原理：

   a）软件启动时，先对主数据库作一个全备份，主数据库有任何变化，软件会立即备份到从站上去，保证数据实时同步
   b）只有当数据库及其中的表发生增加、修改、删除的操作时，软件才做备份，而对于查询操作，不做备份，保证了备份的效率。
   c）当主服务器或主数据库出现问题，不能正常工作时，从站可以接替工作；如果主数据库或其中的表已损坏，则需要先回退，再恢复数据，数据库1个G，那么释放只需不到2--3分钟。完成后代替主服务器的工作，医生工作站、护士工作站、药品管理、收费等工作马上接着进行，受影响的时间很短。

八、永思备特佳热备永思备特佳数据库热备份软件的特点、先进性

    1）、基于数据库级和文件级的备份。
    2）有三种备份模式供用户选择：恢复数据型、免数据恢复型和双备份型。恢复数据库型，在使用备份的数据前需恢复数据后再接替主服务器工作，但有回退机制；免数据恢复型是将数据直接备份到从站的数据库中，主服务器故障时，可直接接替工作，不需恢复时间，但没有回退机制；双备份型是将数据同时备份到从站的文件和数据库中，主服务器故障时，若数据库和表未被破坏，则从站可直接接替工作，不需恢复数据，若数据库或表已被破坏，则可回退到数据库的正常状态，再恢复数据，然后接替主服务器的工作。
    3）有数据库回退机制（最大10000步），保证主文件坏时，备份的数据库及文件仍然可用。
    4）速度快，实时性强。
    5）备份安全可靠，如主数据库文件遭病毒或磁盘损坏时，备份数据库可回退到损坏前的数据。
    6）主数据库可同时向多个目标备份数据。
    7）与数据库中表的结构无关，且无任何限制。
    8）不对数据库中的应用作任何修改。
    9）对备份线路要求低。
   10）对主服务器无压力，只有在数据库发生变化时才起动，只传数据库的变化部分，不同于文件考备，和数据表的轮询。
   11）对数据库备份完整：如TABLES（表），DIAGRAMS（关系图），VIEWS（视图），STORED PROCE（存储过程），USERS（用户），ROLES（角色），RULES（规则），DEFAULTS（缺省），USER DEFINED（用户定义）等。
   12）局域，广域网通用。
   13）从站可接管主站的IP、机器名，并接替主服务器的工作。

九、总结

    本方案在设计过程中，充分考虑了医院系统的现状，遵循了经济性和实用性相结合的原则。通过实施永思备特佳热备方案，能保证数据的高可用，任一主机出现故障时应用可切换到其它主机上，主机之间可根据应用作自动的负载均衡。

    采用永思备特佳热备的备份方案，备份的各个环节均有条不紊的进行，减少数据存储管理方面的复杂度，充分保证了备份的高效性和安全性，智能灾难恢复功能，进一步保证系统在发生灾难时的快速恢复，完全满足该系统数据备份和恢复的要求

    永思备特佳热备永思备特佳数据库热备份软件是一套在国际上同类产品中处于领先水平的软件，基于该软件推出的永思科技医院永思备特佳数据库热备份解决方案，能有效的防范风险，保证医院数据库的安全,而且成本低。采用这套方案后，医院领导、医生、技术人员都可以更加放心的工作，服务社会，取得更好的经济效益和社会效益。

    综上所述，本方案完全满足系统应用的各项需求，同时兼具先进性、可扩充性、安全性、可靠性、实用性、经济性，实为医院系统高可用和数据保护的最佳方案。