信息化建設已成為醫(yī)療行業(yè)的主流，醫(yī)院在日常運營的各個方面都是依靠不同的信息系統(tǒng)，這些信息系統(tǒng)每天都會產生大量的數據，這些數據是醫(yī)院重要的資產，需要通過各種技術來保障數據的安全。但是由于不同信息系統(tǒng)的業(yè)務模式、數據特點各有不同，在對這些數據進行保護的時候就需要從多個方面綜合考慮，設計出符合各系統(tǒng)特性的數據保護方案。本文以醫(yī)院中常見的HIS、PACS和ERP系統(tǒng)為例，從不同的角度分析各系統(tǒng)的特點，設計對應的數據保護方案。
醫(yī)療信息系統(tǒng)數據保護需求分析
HIS系統(tǒng)數據保護需求
HIS系統(tǒng)是醫(yī)院主要的業(yè)務系統(tǒng)，其數據量大小一般與所屬醫(yī)院的規(guī)模及業(yè)務量有關。80%左右的數據都是結構化數據，另外有20%的數據為非結構化數據。目前各醫(yī)院HIS系統(tǒng)存儲選擇傳統(tǒng)的SAN存儲的比例比較高。經過分析，目前HIS系統(tǒng)的數據保護分三類：
第一種是備份，主要應對的是介質損壞、誤操作等原因造成的數據丟失。備份數據的保留時間在半年左右，在出現故障時使用備份的副本對數據進行恢復即可。
第二種是歸檔，由于國家沒有對HIS系統(tǒng)數據做強制性的保存年限要求，各個醫(yī)院的需求也都不同。
一般三甲醫(yī)院保存年限要求在5年以上，社區(qū)門診保存年限一般在3年左右。歸檔后使用的幾率非常小，使用時將存檔的時間重新回調即可。
第三種是遷移，在某些特殊場景下，業(yè)務系統(tǒng)需要調用1年左右的歷史數據。對于這些冷數據，如果還是存放在主存儲，對目前比較珍貴的存儲空間而言比較浪費，成本也比較高；如果完全歸檔到離線存儲，調用時需要的操作繁瑣，時間也比較長。比較合適的方案就是使用分層存儲結果，設置基于策略的遷移，這樣可以在成本和性能方面得到一個比較好的平衡。
綜上所述，對HIS系統(tǒng)的數據保護需要從備份、歸檔和遷移三個方面來進行設計和規(guī)劃。
PACS系統(tǒng)數據保護需求
PACS系統(tǒng)是醫(yī)院的影像管理系統(tǒng)，以非結構化的圖像、視頻和文本類數據為主，而且數據增長速度非常快，在整個醫(yī)院數據存儲中占的比重最大。在數據存儲的選擇方面，NAS類型的存儲都比較多，但SAN類型的存儲也在使用。PACS系統(tǒng)的數據存儲多采用大集中的存儲方式，數據量和增長量特別大，數據保護方面比較有挑戰(zhàn)性。經過分析，目前PACS系統(tǒng)的數據保護分兩類：
第一種是備份，主要應對的是介質損壞、誤操作等原因造成的數據丟失。備份數據的保留時間在半年左右，在出現故障時使用備份的副本對數據進行恢復即可。
第二種是歸檔，基于法規(guī)遵從方面的，醫(yī)療影像數據保存年限要求在15年以上。歸檔后使用的幾率非常小，使用時將存檔的時間重新回調即可。
綜上所述，對PACS系統(tǒng)的數據保護需要從備份、歸檔兩個個方面來進行設計和規(guī)劃。在備份設計時尤其需要關注大數據量和快速增長帶來的挑戰(zhàn)。
ERP系統(tǒng)數據保護需求
ERP系統(tǒng)是醫(yī)院的綜合管理系統(tǒng)，其數據類型以結構化數據為主。數據量依醫(yī)院規(guī)模和業(yè)務量而定，和PACS等系統(tǒng)相比不算大。一般采用SAN存儲。ERP數據的保護一般是以備份和歸檔為主：
第一種是備份，主要應對的是介質損壞、誤操作等原因造成的數據丟失。備份數據的保留時間在半年左右，在出現故障時使用備份的副本對數據進行恢復即可。
第二種是歸檔，大部分醫(yī)院的ERP數據會保存5年以上。歸檔后使用的幾率非常小，使用時將存檔的時間重新回調即可。
醫(yī)療信息系統(tǒng)數據保護策略設計 確定了各信息系統(tǒng)的數據保護需求，就可以針對備份需求設計備份方案。在進行需求分析時，分析的角度是基于各個業(yè)務系統(tǒng)的；但是是進行方案設計時，需要從選項產品的角度來設計。在需求分析和方案設計之間，就需要我們將數據保護需求做抽象轉換，使之可以和備份方案相互匹配。我們從數據類型和備份存儲兩個維度來匹配各個系統(tǒng)的數據保護需求。
醫(yī)療信息系統(tǒng)的數據類型匯總
我們對各個醫(yī)療信息系統(tǒng)的數據保護的需求分析中，不管是哪種類型或規(guī)格的保護，最終都是對數據的處理和保護。從醫(yī)療信息系統(tǒng)的角度，有兩種類型的數據：
1. 結構化數據：具備統(tǒng)一的數據結構或格式，一般在數據庫中以二維表的形式存在。
2. 非結構化數據：不具備同意的數據結構或格式，如圖片、文本、網頁、視頻等數據。
當我們設計備份方案，使用備份軟件或數據管理軟件來保護數據時，從備份軟件的角度看，數據有以下類型：
1. 普通文件：多為非結構化文件，文本、聲音、圖像等，在操作系統(tǒng)里以文件或目錄方式存在，或者存放在NAS存儲里，供其他系統(tǒng)使用
2. 數據庫或應用程序文件：如Oracle、DB2等數據庫的數據文件；exchange、lotus等郵件系統(tǒng)文件；可以對應到醫(yī)療信息系統(tǒng)的結構化數據
3. 操作系統(tǒng)：如windows、linux、aix等操作系統(tǒng)
所以，醫(yī)療信息系統(tǒng)的數據保護要求，可以通過備份軟件,以備份普通文件、數據庫、應用程序或者操作系統(tǒng)的方式來實現。
備份方案的存儲策略分析
經過對HIS、PACS和ERP系統(tǒng)的數據保護需求分析，發(fā)現三套系統(tǒng)共有備份、歸檔和遷移三種數據保護要求。三套業(yè)務系統(tǒng)產生的數據具有生命周期的特性，與之對應的是，存儲系統(tǒng)依據其特性也有分層的特性，如下表所示：
一般來說，現有的生產業(yè)務系統(tǒng)產生的熱數據都是直接存放在服務器內置存儲、生產SAN或NAS存儲上的，這些數據被處理和調動的頻度非常高，對性能和穩(wěn)定性有著非常高的要求。隨著時間的推移和業(yè)務的變化，熱數據會變成溫數據。數據被調用和處理的頻道降低，對數據處理和調用的要求也會降低，但在一定的期間內還是有可能會用到，此時這些溫數據存放在在線存儲就不太合理了，除了浪費寶貴的在線存儲空間，還有可能影響現有熱數據的處理速度?？梢酝ㄟ^策略將這些溫數據遷移到近線存儲上，這里的近線存儲可以是高密度大容量的NAS存儲，也可以是虛擬磁帶庫。當數據變成冷數據，極少或完全不被使用時，可以將數據歸檔到磁帶存儲中進行離線保存，當然，大容量、周期長、使用幾率小的備份數據也可以存放在離線的磁帶存儲中。
受保護的數據根據其生命周期的特性進行分層存儲或備份時，可以最大限度的利用各級存儲的特性，得到更高的綜合收益。通過備份數據管理軟件，這些備份數據可以根據實際需要在各層級存儲間流動。
除此之外，分級存儲也可以被用來實現多層數據保護。比如備份數據基于性能考慮首先將備份數據備份到虛擬磁帶庫中。然后再通過策略將虛擬帶庫中的備份數據復制到物理帶庫中離線保存，通過這種D2D2T的方式增強數據的保護。
醫(yī)療信息系統(tǒng)的存儲設計 在確定了數據保護的分層存儲設計后，還需要對分層存儲的容量、性能、冗余等方面做規(guī)劃設計，使得設計的備份系統(tǒng)可以滿足現有的備份需求及未來的擴展。
備份存儲的容量設計考慮
信息系統(tǒng)的數據備份最終要存放到備份存儲中，備份存儲可以是磁盤存儲、虛擬磁帶庫或者物理磁帶庫。在規(guī)劃設計數據備份存儲時需要從多個方面進行考慮，最終估算出備份存儲的空間需求，規(guī)劃時需要考慮的因素包括但不限于如下幾點：
1. 確定數據保護的方式，如備份、歸檔、遷移
2. 確定需要保護業(yè)務系統(tǒng)的數據類型以及現有的備份軟件是否支持該類型
3. 確定要進行數據保護業(yè)務系統(tǒng)的數量、備份頻率、保留周期、保留版本等因素
4. 確定要進行數據保護業(yè)務系統(tǒng)數據量的增長率
5. 根據備份明細和備份數據增長率估算需要用到的備份存儲空間
根據這些因素可以估算到備份存儲的空間，如果采用分層存儲，還需要考慮多層存儲之間是遷移關系還是復制關系，以進一步明確存儲的空間需求。
備份系統(tǒng)的性能設計考慮
在進行數據備份方案設計時，除了數據空間要求還要考慮性能要求。從備份的角度來看就是RTO和RPO是否可以得到滿足。再進一步也可以歸結為備份窗口的需求。應該對現有的環(huán)境情況做充分的評估，確保方案可以滿足用戶的需求。可以先獲取到用戶期望的備份窗口，然后再根據現有主流的軟硬件參數去做對比分析。比如對于一個主流的環(huán)境，使用的千兆LAN網絡和8Gb的FC網絡。要求數據庫必須在2小時內完成備份。假設當前最大的數據庫為1TB。則備份需要達到的速度為：1*1024*1024/（2*3600）=145.6MB/S。這個速度千兆的LAN網絡是肯定達不到的，這時就需要規(guī)劃采用san網絡進行備份。
8GbFC網絡理論上最大的傳輸速度可以達到1GB/S，可以滿足當前的備份速度要求。如果備份的速度要求更高，可以通過增加驅動器并行度、使用多個獨立的HBA卡平衡流量等方式來提升備份速度，直到可以滿足指定的備份窗口。
跨站點的異地容災備份系統(tǒng) 目前基于本地的數據備份方案可以解決本地數據保護問題。但是對于一些大型的災難，比如地震、火災等事故無法做到全面的保護?；诋惖氐膫浞菹到y(tǒng)可以很好的解決這種故障。根據資金投入和RPO、RTO的要求，目前有兩種類型的方案：
第一種是基于備份磁帶的異地存放。即還是采用本地備份系統(tǒng)，但是備份數據會備份到或者導出到磁帶里，導出的磁帶定期運輸到異地保存。當發(fā)生故障時利用異地保存的數據磁帶重建業(yè)務系統(tǒng)進行數據恢復。
這種方案的優(yōu)點是結構簡單，成本低廉。缺點是效率低下、RTO過大，真正的做數據恢復時耗用的時間過長，丟失的數據也比較多。
第二種方案是通過網絡將備份數據傳輸到異地的數據中心。這種傳輸可以通過硬件設備來做，比如EMCdatadomain或IBMProtectier虛擬磁帶庫都支持異地復制；也可以通過備份軟件來做復制，如TSM的servertoserver、nodereplication或者NBU的AIR等特性。
