福建铁路医疗保险管理信息系统容灾备份建设方案探讨

[摘要] 无论是政府还是企业，对信息化的依赖性都越来越强，而现代的信息化基础架构建设是围绕着数据进行的。如何确保福建铁路医疗保险管理信息系统数据的安全性、业务的连续可靠性，是福建铁路医疗保险管理信息系统建设最重要的技术参数之一。

[关键词] 铁路医保 信息系统 容灾备份

福建铁路医疗保险管理信息系统是南昌铁路局福建境内参保单位所管辖铁路职工的医保管理系统，自2003年7月启动至今，已经平稳运行四年，现有参保人员7万多人。它是一套以IC卡为载体，以城域网为主干，以现代化通讯方式为网络联通手段，以客户机/服务器模式为处理方式的大型计算机信息管理网络系统。该系统将福建省医疗保险管理中心铁路分中心(以下简称福建铁路医保中心)繁重的日常工作分解成为若干个有序的模块，依靠计算机系统的强大数据处理能力，帮助各级医疗保险管理部门正确决策，为参加医疗保险的人员提供高效服务。

1 系统现状

福建铁路医疗保险管理信息系统由两台IBM RS6000/ H85小型机共享一个IBM 7133磁盘阵列组成（见图1），通过小型机与阵列柜的集群技术，提供系统安全运转的保证。小型机上安装IBM AIX V5.1操作系统，ORACLE 9i数据库系统。

IBM 7133磁盘阵列采用的串行存储结构（SSA）是一种高性能的串行互联技术，用于连接磁盘设备和主机适配器。SSA子系统是由磁盘和适配器组成的环路构成的。SSA是一种特别为低消耗、高性能地与磁盘驱动器连接而设计的串行连接。它是一种双信号连接（发送和接收），提供了全双工通信。

不可否认，在存储技术发展的先期，SSA技术在性能、扩展性等方面得到了广大用户的认可，随着医保应用的不断完善，数据量的不断增加，IBM 7133磁盘阵列已经不能满足未来用户对性能的需求。

网络采用TCP/IP协议作为网络互连协议，采用星型网络拓扑结构。Cisco Catalyst 4503作为中心交换机完成中心局域网的设备连接。在广域网接入方面，主路由器采用CISCO 3662路由器，承担和邵武、永安、漳平、福州、厦门的五个铁路医院建立网络连接; 在拨号接入上，使用一台CISCO 3662的路由器来作为接入设备.。

2 系统容灾备份需求分析

随着信息技术的发展，医疗保险信息系统的实时性越来越强，影响越来越大，其系统运行环境可靠性好坏，将直接影响到广大用户的日常操作。一旦出现无法避免的灾难而导致系统长时间不能运行，将给业务带来极大损失，并对用户带来极大影响。因此高可靠的系统运行对现代信息系统来说是极其重要的。

当遇到以下灾难性事件时，现有的主机系统将无法在短时间内恢复业务：

① 主机系统故障。如系统/应用软件故障、磁盘阵列损坏、通信卡损坏、电源故障、CPU故障；

② 网络故障。如网络设备故障、通信线路故障；

③ 主机房故障。如主机房发生电源故障、通信故障、水灾或火灾、其他灾难；

④ 整幢楼房故障。如整幢楼房发生电源故障、水灾或者火灾、其他灾难；

⑤ 区域性的灾难。如地震、洪水。

针对以上情况，在日常维护运行和主机双机热备的管理基础上，我们再建立福建铁路医疗保险管理系统的灾难备份中心，对系统数据安全进行更高层次的保障，意义非常重大。当上述灾难发生而短时间内不可恢复，灾难备份中心用于恢复业务，提高整个系统的连续高可用性。

3 项目建设目标

目标：在现有系统基础上，通过新增设备和优化系统建设，建设一个更完善、更高效的福建铁路医疗保险信息管理系统。

•新增主机及存储设备，将新增主机与原有系统主机组成双机集群系统。建立数据库实时备份机制，加强系统的数据和应用安全，提高现有系统的业务处理能力。

•利用原有系统备机与新增存储、网络设备，建设福建铁路医保应用级容灾系统。当灾难或其他不可抗拒的事件发生时，最大程度地保护所有系统数据的安全，几十分钟至几小时内恢复关键用户与系统主机的连接并正常运作。

4 系统升级及容灾设计

4.1 设计原则

4.1.1实用性原则

按实际应用需要，系统设计应充分利用已有软硬件设备资源；应用系统采用成熟的易于二次开发的通用数据管理系统，保证系统功能齐全、操作方便、显示直观，同时具有良好的用户界面，便于维护和灵活扩充，满足不同层次的应用需求。

4.1.2 先进性原则

在满足实用性的基础上，力争选用先进的网络技术及通信设施，数据库及软件平台支撑工具采用较好的主流产品；系统结构设计合理，数据处理速度快、冗余性强，并具有数据安全防护功能。

4.1.3 可扩展性原则

可扩展性体现在多个方面，包括系统体系结构的可扩充性、软硬件系统的可扩展性和系统规模的扩展能力等。考虑到医保系统用户扩容、业务增长等因素，设计应具有用户端灵活的扩充能力，系统数据库采用可扩充的、标准化的模块设计，具有良好的可伸缩性，可灵活配置，支持根据实际需要扩展系统规模。

4.1.4 高可用性、可靠性原则

医保信息系统性质特殊，要求系统具有高可用性、可靠性。要能实时承载系统的高速运行、数据信息流转的安全，具有良好的故障恢复能力与预警能力，整个系统必须进行多重保障设计，包括热备份、冗余设备/链接路等。

4.1.5 安全性原则

本系统对安全性和可靠性有很高的要求，因此要从网络配置、软件系统、运行环境和管理操作等多方面充分考虑系统数据的保密与安全。必须具备防黑客攻击、防病毒免疫机能等安全措施。

4.2 系统升级设计

4.2.1 主机存储设计

根据福建铁路医保中心对主机和存储系统升级和容灾策略的要求，增加1台高性能小型机（性能要求：4路CPU，8G内存，4个73GB硬盘，两个以太网口，2个4Gbps HBA卡），一台扩展16槽的高速光纤阵列（性能要求：1.3T硬盘容量，冗余双控制器，每控制器2G Cache，内置4口FC接口），将新增加的高性能小型机做为生产主机, 原来H85作为生产备机，提高系统的处理能力，原有的H85备机作为灾难备份主机系统，升级后的系统拓扑结构见图2。

4.2.2 数据迁移设计

数据迁移的内容包括：现有的医保系统的数据，以及历史数据（包括电子数据和纸质数据）,以及目前需要新纳入的数据。

4.2.3 应用迁移设计

由于目前系统属于实时在线系统，必须保证应用系统在停机迁移后仍能正常启动服务。即福建铁路医保中心的业务能够正常开展，定点医疗机构能够正常刷卡结算。具体方法是：通过Toad工具可以导出所有的医保应用对象，包括视图、过程函数、包、触发器、序列号等。Toad生成对象的目的是防止IMP导入过程中，对象丢失时，可以用其恢复，IMP比较经常丢失的对象是视图。

4.3 应用级容灾设计

在应用系统中，当故障或灾难发生时，首先要保证系统数据的安全，其次是尽快恢复系统生产运行。目前，IBM RS/6000 上，在业界最为完整的灾难备份方案是：采用本地热备份（HACMP-HotStandby）技术，实现生产中心RS/6000双主机热备份。在此基础上，建立实时模式的灾难备份/恢复中心，同时配合实时灾难备份技术，在保护技术上进一步延伸，这种完备的系统灾难备份方案将对以下情况的故障和灾难提供恢复能力。容灾系统拓扑结构见图3。

4.3.1方案特点

支持数据在不同地理空间的两个场所(机房)之间实时镜像；

支持所有数据库和文件类型，对应用程序透明；

适用基于TCP/IP，TCP/UDP应用的网络；

提供三种地理上的数据镜像模式：同步(SYNC)，镜像写一致(MWC)，异步(ASYNC)；

保证数据一致性。

4.3.2方案描述

福建铁路医保中心的生产系统由新增的IBM高性能服务器和原有的生产主机IBM H85构成HACMP双机热备群集系统。双机共享新增的生产阵列，原有的H85备机作为福建铁路医保中心系统的容灾主机。

正常情况下，福建铁路医保中心的新增生产主机和备用主机各自独立运行，备用主机负责监视生产主机的运行状态，容灾主机和存储系统维持着一份生产系统的实时镜像。

当福建铁路医保中心新的主机发生故障时，同样位于福建铁路医保中心的备机将通过HACMP实现本地的切换。当新的生产主机恢复并重新加入群集系统后，应用和IP地址又将从本地备份主机返回给福建省铁路医保新增的生产主机，恢复平时的运行状态。

当福建铁路医保中心发生灾难性故障时，如火灾、大楼停电，导致铁路医保中心主机全部不可用时，应用将手工切换到福建铁路医保中心的灾难备份主机H85上。备份主机H85利用新的容灾高速光纤存储阵列上存放的福建铁路医保生产数据实时镜像实现生产系统接管。一旦福建铁路医保中心故障排除，应用将按照计划切换回福建铁路医保中心新的生产主机上。

4.4 网络容灾设计

灾备中心网络系统的容错、容灾设计应该充分保证系统基础架构的网络设备层的安全、可靠、有效的工作。

网络层上的容灾备份主要从以下几个方面考虑：

（1）使用冗余通讯设备。

（2）使用有效的、可靠的路由协议。

（3）使用基于网络设备的HSRP备份协议。

（4）备份链路的配置。

根据容灾备份中心实际分布的物理位置以及容灾备份的需求，建议容灾备份中心与数据中心之间通过裸光纤直接连接。容灾网络作为一种应急网络，鉴于目前通信费用较高，建议各下联节点与容灾中心之间通过VPN保持连接，并采用静态路由来保证数据的有效传输。

5 结论及展望

福建铁路医疗保险管理信息系统的正常运行关系到参保职工的切身利益， 2008年5月12日这一突如其来的特大地震灾害，给我们敲了警钟，针对像地震这种大范围、大破坏性的突发性灾难发生时，福建铁路医疗保险管理信息系统是否做到提前有所防范？对面临的潜在风险和业务影响是否有制定应急预案?这是我们不得不思考的问题。仅有本地备份只能解决系统误操作或者是病毒侵袭等原因造成的数据丢失，使数据得以快速的恢复。只有采用异地备份的方式，将数据备份一份到异地的存储设备中，才能真正避免人为的或自然灾害造成的数据丢失。我们正是在此基础上考虑，建立福建铁路医疗保险管理信息系统容灾系统解决方案，构架一个更加安全和高效的福建铁路医疗保险管理信息系统，这样既有本地的快速备份和恢复，又有异地的高安全级别的备份，从多个方面实现了数据的各个级别的的安全保护。