XX医院数据库服务器双机热备及存储系统设计方案.docx

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XX医院数据库服务器双机热备及存储系统设计方案

1、医院信息化需求分析

XX医院对信息化的要求是很迫切的，信息化带来的不仅是便捷，更把医院管理带向现代化轨道。

在HIS系统上，不仅要求护士和药品管理部门的人员能看到医生的医嘱信息，而且医生也能看到药品的报价情况，各个部门之间信息沟通及时有效，真正实现业务透明化。

据不完全统计，这种全新的管理方式每年为医院节约大量成本。

这样关系到医院运营，服务的核心系统，不能允许系统短暂停滞。

但复杂的软硬件环境，应用软件的开发质量都潜在威胁着的用户的运营系统。

一旦系统异常将会导致不可估量的损失。

这种情况下，客户提出了系统高可用性要求，保障系统不间断运行。

XX医院原应用服务是2004年左右建立，在当时是很先进的系统，但随着业务量和数据量的增加，原系统越显吃力，需要对数据库服务进行升级改造以适应更大的数据处理要求。

2、医院信息系统安全分析

随着医院信息系统（HospitalInformationSystem，HIS）的广泛应用和深入发展，医院中越来越多的业务都是通过计算机与网络来实现的。

其数据是比其他软硬件设备更为宝贵的资源。

这就对数据库及其系统的可用性和性能提出了很高的要求。

然而往往是设计时层层设防、费尽心机，却又常常因为主交换机的故障、服务器的故障甚至是电源的故障而导致整个系统陷入瘫痪。

信息系统的高可用性通常在下列情况下会受到影响：

　　1.系统缺陷:

即计算机系统自身的不可靠因素，如：

宕机、软件缺陷、硬件老化、病毒和管理引起的异常失败等；

　　2.系统维护和升级，需要安装新的硬件或软件而正常关机。

　　3.自然灾害（包括人为破坏）

可靠性软件必须为这三种情况提供不间断的系统服务。

上海熙菱信息技术有限公司在充分研究现代医院信息系统安全技术基础上，推出医院信息系统（HIS）高可用解决方案。

提高目前医院业务系统，办公系统等高可用性。

其主要设计思路是采用业界性能很高的硬件+优秀的HA软件的组合。

在XX医院的项目中我们设计推荐HP服务器+NECEXPRESSCLUSTER高可用集群共享磁盘型方案

3、XX医院信息系统高可用解决方案

3.1、方案描述

针对XX医院对Oracle数据库系统的可靠性和容错能力的要求，建议用户选择NECEXPRESSCLUSTER的HA（即双机容错）解决方案，来实现系统中关键设备的双机容错，从而达到系统的高度可靠性和容错能力。

结合HP服务器产品的安全可靠性和集群技术的优点，为XX医院提供一个完善的系统。

系统结构示意图：

3.2、共享型HA容错系统的工作原理

用户的Oracle数据存储于共享磁盘上（ShareDisk）上。

在Active/Standby的工作模式下，Server1作为活动服务器，Server2作为待机服务器（备份服务器），当Server1发生故障时（包括各种软硬件故障），Server2通过心跳路径侦测到Server1的故障并自动接管所有Server1上的资源（如虚拟IP地址、Oracle服务、虚拟计算机名等等）和共享磁盘上的数据，并继续运行数据库服务。

对于客户端来说这种接管过程是透明不可见的，用户感觉不到这种故障切换。

3.3、XX医院需求实现

EXPRESSCLUSTER可以支持在一个集群系统中同时使用网络存储设备。

可以使用大容量存储设备来保存全部的履历数据，本方案中采用一套EXPRESSCLUSTER共享型方式构筑集群系统，保护Oracle数据库系统。

Oracle数据库系统实现镜像集群，达到高可用性。

当任何一个应用发生故障时，再切换到另外一台服务器上运行，保证业务24H不间断地运行。

这种配置方式可以充分利用服务器资源，避免硬件浪费。

并且可以分散两种应用的负荷，提高可用性和系统的整体处理能力。

系统配置

Ø硬件配置

设备名

型号

数量

服务器

HPDL585G7

2台

HBA卡

FC1142SR4GbSingleChannelHBA

2块/每服务器

存储设备

MSAP2000G3磁盘阵列（带双控制器）

1台

Ø软件配置

操作系统

WindowsServer2003/2008

HA软件

EXPRESSCLUSTERX3.0forWindows32/64位主体模块

EXPRESSCLUSTERDatabaseAgentforWindowsX2.0（可选）

应用

Oracle10g

系统构成图

磁盘阵列备份模式示意图

4、惠普双机高可用性集群解决方案总结

4.1、硬件产品环境描述

主机：

4个AMD十二核6172处理器（2.1GHz,12Mcache,80WACP）；最多支持4颗处理器；AMDSR5690/SP5100芯片组；标配32GB（8x4GB）PC3L-10600（DDR3-1333）内存，最大可扩充至512GBDDR3-RDIMM内存（标配48个内存插槽，最大48个内存插槽），可以配置成镜像，在线备用或者高级ECC模式；集成NC375i多功能4端口千兆网卡，内置SmartArrayP410i/1GBFBWC阵列控制器,标配最大8槽位SFFSAS硬盘笼，标配5个可用I/O插槽（2个PCI-E2.0×6，3个PCI-E2.0×4，所有插槽均为全高全长），通过可选卡可增加2个PCI-X或6个PCI-Ex8；标配8槽位SFFSAS热插拔硬盘笼,高达4TB；标配4个热插拔电源,4个热插拔冗余系统风扇；标配SATADVDROM驱动器，6个USB端口（前面板2个，后面板2个，内置2个），2个显示器接口，集成iLO3远程控制管理芯片；4U机架式。

两台服务器坏任何一台，整个业务系统不受影响。

SAN环境：

采用4块HBA卡，4条链路坏任意一条链路系统不受影响，真正实现无单点故障，利用MSAP2000特性，为用户节省两个HP4GBSAN光纤交换机的投资。

磁盘阵列：

采用HPMSAP2000磁盘阵列,MSAP2000所有配件均实现冗余，包括电源、风扇、阵列控制器、光纤接口等，比如坏一个电源MSAP2000磁盘阵列不受影响；设计配置5块600G15KSAS硬盘做RAID5，实际可用容量为4*600=2400G，允许同时坏任何一块硬盘系统不受影响。

4.2、硬件产品选型优势

◆技术是一种强大的资产，它不仅能够全面提高您企业的生产率、效率、可用性及性能，而且能引导您进入新市场、获得高收益。

惠普为您提供久经考验的创新技术，帮助您的业务蓬勃发展。

◆本方案优势主要体现在企业数据应用系统的高可用性、高安全性两个方面，并且具有安装部署简单、经济高效的特点：

◆双机备份模式，双台服务器互为备份，当一台服务器出现问题停机时，另一台服务器能实时接管中断的工作，保证业务系统的正常运行。

◆四路十二核服务器和MSAP2000具有高性能，都是企业产品中成功案例的佼佼者。

◆服务器和MSAP2000存储柜的磁盘具都有热插拔功能，具可以灵活组成RAID模式，当配置成RAID1+0时允许损坏一半数量的硬盘，业务数据不受影响，保证数据不丢失；当配置成RAID5时，具有高性价比，允许坏任意一块硬盘，数据不受影响；当配置成RAID5时允许同时坏1块磁盘系统不受影响。

并且可配置在线热备盘，现实在线升级RAID，在线扩容等等。

◆集群具有一定的负载平衡功能，可将多个任务分摊到两台服务上运行，提高系统的整体性能。

◆服务器和MSAP2000都有内置的LED指示器，能够预先对故障、温度超标和其它异常发出警告，易于管理和维护。

◆整个系统中所有部件单元都提供了冗余，避免单点故障。

这样，无论系统中哪块硬件坏都不会影响客户企业的业务。

并且热插拔能力使您可以在不打断重要计算服务的情况下对部件进行替换和升级。

◆利用HP服务器集成的WEB方式磁盘阵列管理方便快捷地管理MSAP2000和其中的任何部件，拥有极佳的本地或远程管理能力，增强了您的使用方便性。

例如，容量管理器提醒您注意当前和即将出现的性能瓶颈，帮您在整个系统生命期间跟上变化的数据存储需求。

◆整个系统的扩展性能非常强大，使配置更加灵活，能够满足您企业的存储需求，并且在短短几年内都无须对系统进行烦琐的升级操作，帮助您企业获得总体拥有成本。

◆为获得高性能和高容量，服务器和MSAP2000都支持15,000rpmSAS硬盘和7200rpm大容量廉价SATA硬盘。

这便于HDD的在大多数HP服务器和MSAHDD单元之间的转移。

◆利用最新的数据传输带宽为8GB/S光纤结构，将存储速度提升。

◆最多可连接3个SCSI磁盘阵列盘柜，每个盘柜可以上12块SCSI硬盘，最多可以容纳48块600GB的SAS磁盘驱动器，达到最大容量28.8T，实现海量数据存储。

◆MSAP2000可以同时兼容SAS和SATA混插模式，可以利用这一特点，使用稳定快速的SAS硬盘存储生产数据，而可以使用廉价大容量的SATA硬盘存储备份数据的灵活解决方案。

◆MSAP2000通过可选的许可，实现基于控制器硬件的卷拷贝和卷克隆技术，通过这两个技术可以实现快速的数据备份和恢复，使得整个数据备份过程和恢复过程在几秒钟之内完成。

4.3、软件产品选型优势

EXPRESSCLUSTER以下几方面的关键技术，为用户的关键业务系统提供强大的高可用性、高可靠性和灵活的扩展性。

支持多平台

EXPRESSCLUSTER支持目前国内几乎所有主流的Windows和Linux操作系统平台

高度可扩展性

EXPRESSCLUSTER将镜像复制功能，定义为一个选件。

这样作的意义在于，我们可以灵活的配置我们集群系统。

在镜像型集群上，只需要添加一台共享存储设备就可以改造成共享型集群，无需追加软件支出。

而且，可以同时使用镜像磁盘和共享存储上的磁盘空间，可以充分利用共享存储提供的扩展性，和镜像复制功能提供的数据安全性。

集群工作模式

EXPRESSCLUSTER为用户提供了单方向、多方向等多种不同的工作模式。

用户可根据具体需求而任意选择。

单方向待机（Active/Passive）

服务器A为当前运行服务器，用来运行业务，而服务器B作为待机服务器，不运行业务。

当服务器A发生故障时，业务就失效切换到服务器B上。

这是一种最简单的使用形态。

双方向备份（Active/Active）

服务器A和B上各自运行不同的业务程序，并且相互进行待机。

当服务器A发生故障时，运行在服务器A上的业务A就失效切换到服务器B上；反之，当服务器B发生故障时，运行在服务器B上的业务B就失效切换到服务器A上。

故障侦测机制的强化

EXPRESSCLUSTER提供全方位的实时故障监视，可以监视网络、存储、服务器、操作系统、应用软件、EXPRESSCLUSTER自身服务状态、待机服务器上的软硬件资源的状态。

EXPRESSCLUSTER的网络心跳通过系统的内核空间进行，不受系统负荷的影响。

除了支持网络心跳外，还可以通过COM口、存储设备上的特定分区、以及Ping第三方的方式确认服务器的状态。

除了对应用程序和服务进行常规级别的监视外（所谓常规级别的监视，即进程死活级别的监视），EXPRESSCLUSTER还提供了一系列监视选件产品，如DatabaseAgent、InternetServerAgent、ApplicationServerAgent、FileServerAgent等，这些监视选件产品定期对应用程序进行实际的访问处理，探测应用的响应时间，返回结果等状态，从而实现对应用程序和服务的僵死状态（Stall）的监视，为用户的关键业务系统提供了更深层次的保护。

EXPRESSCLUSTER的监视选件可以支持4个领域内的大部分主流应用，包括数据库服务器、互联网服务器、文件服务器和应用服务器等。

数据库监视选件（Database僵死状态杀手）

除了对应用程序和服务的常规级别的监视外（所谓常规监视即进程死活级别的监视）,EXPRESSCLUSTER还提供了一系列监视选项产品，如DatabaseAgent,InternetServerAgent,LANAgent,FileServerAgent等，这些监视选项产品可对EXPRESSCLUSTER上运行的数据库等应用程序和服务的僵死状态（Stall）进行监视,从而为用户的关键业务系统提供了更深层次的保护。

功能简介

本选件支持的数据库软件如下所示：

Oracle10g/Oracle9i

DB2UniversalDatabase（V8.1/V8.2）※2

SybaseAdaptiveServerEnterprise12.5

PostgreSQL

PowerGresPlus

MySQL

监视方法概要

本选件提供了可设置在脚本中的监控命令，以监视数据库软件的运行。

一执行本监视命令,即开始持续以参数所指定的间隔对数据库软件进行监视处理,直到查出数据库软件异常。

一旦查出异常,本监视命令马上结束。

本监视命令通过在EXPRESSCLUSTER的失效切换组中的EXEC资源中描述脚本来使用。

一旦查出数据库软件异常,监视命令就马上结束,根据EXEC资源的设置，使数据库软件发生失效切换或执行本地恢复等操作。

适用平台范围的扩大

EXPRESSCLUSTER支持目前国内几乎所有主流的Windows和Linux操作系统平台，如WindowsNT/2000/2003/2008、RedHat、TurboLinux、MiracleLinux、NovellSUSELinux、RedFlag等。

其硬件平台兼容性好，支持IA32、X86_64、IA64、PPC64等硬件平台，还可以支持FT服务器、刀片服务器等特殊用途的硬件设备。

EXPRESSCLUSTER支持虚拟环境。

当虚拟计算机上运行的业务发生故障时，EXPRESSCLUSTER可以将其切换到另外一个虚拟计算机。

如果虚拟机软件本身发生故障，或者物理服务器发生故障，EXPRESSCLUSTER还能够将虚拟计算机整个切换到另外一台物理服务器上。

除此之外，还可以利用虚拟计算机，对物理服务器进行备份。

例如，如果希望利用一台服务器，分别对运行不同操作系统的物理服务器进行备份，利用虚拟技术与EXPRESSCLUSTER相结合，将很容易就可以实现。

简便的维护操作

EXPRESSCLUSTER提供基于B/S结构的标准GUI用户界面，采用树状层级显示，集群架构清楚明了。

基于Java的开发技术，支持远程管理与操作，可在统一的界面下，用统一的方式同时管理多个不同平台上的集群（Windows与Linux集群均可），在集群各个节点上可以看到同样详细的管理信息和管理功能。

可以在日志视图中显示系统的详细信息，便于管理者及时发现集群的各种问题。

在发生故障或进行切换时，系统可以自动向管理员发送故障通知邮件。

简便易用的集群配置工具

EXPRESSCLUSTER提供集群构筑工具ClusterBuilder，标准的GUI界面，操作简便易行，为管理员提供树状图显示集群全局，层次分明。

通过预先配置集群的各种参数，当创建集群时只需在构成集群的一台服务器上读入集群的配置信息文件，其他的服务器便可自动获取集群信息并加入到该集群中，这样就可以同时完成多台服务器的设置，实现了平滑导入，大大方便了系统管理员的操作。

系统将安装和配置操作分开，可以复制、备份、离线编辑配置文件，不论是联机或脱机状态，管理员都可以非常方便地修改集群配置信息，一旦发生故障需要更换服务器时，只需将配置文件导入即可迅速完成恢复。

5、设计单位介绍

5.1、总体介绍