构建高可用性HIS
近几年来，我国的HIS系统建设已从单纯的经济管理逐步向以病人为中心的临床应用发展，如联机检验数据采集、PACS系统以及电子病历等等，使医院对HIS系统的依赖程度越来越高，这就要求HIS系统需要达到7X24小时永不间断地高效可靠运行，计算机集群系统能够较好地满足这一要求。

1集群系统及其基本架构
1.1 集群的概念
集群就是把多个独立的计算机连接在一起，面对客户机作为一个虚拟整体，使整个系统能够提供更大的可用性、更好的可伸缩性和更强的容灾能力。

1.2 集群系统的基本构成
一个集群系统通常由多个服务器(或称为节点)、共享存储子系统和使节点可以进行信息传递的内部节点连接构成。

图1为两节点集群的基本架构。

每个集群节点具有两类资源：非共享资源和共享资源。

非共享资源包括安装网络操作系统的本地硬盘、系统页面文件（虚拟内存）。

本地安装的应用程序，以及特定节点访问的各种文件。

共享资源包括存储在共享设备中的文件，每个集群节点使用共享存储系统访问集群的quorum资源和应用程序数据库等。

1.3 集群系统中的几个重要组件
①后台共享存储设备：所有的节点都必须与至少一个集群系统的共享存储设备相连。

共享存储设备将存储集群本身的系统数据及应用程序所产生的数据。

②集群内部网络通讯：这个网络提供信息传递的服务，被称为心跳网络，它用来传递各个节点的状态。

内部连接可采用高带宽的通讯机制（例如千兆以太网），以确保集群中的节点可以快速交换信息和同步数据。

③公共网络：为客户端提供访问服务的网络，这个网络为其它的应用服务提供必要的网络通讯基础。

④虚拟的前台界面：所有的节点被合为一组，有一个虚拟的服务器名称，为了管理集群系统，也需要为集群提供一个名称。

应用程序在集群环境下运行的时候，也需要创建自己的虚拟服务器名称，便于客户端的访问。

1.4 集群中节点的运行模式
在集群中节点可以有几种运行模式，取决于实际应用环境。

①Active/passive模式。

在两个节点集群环境中，其中一个集群节点处理所有集群应用请求而另外一个节点则只简单地等待那个起作用的节点失效。

这种Active/passive集群方式从性能价格比方面来讲并不合算，因为其中一个服务器在大多数时间处于空闲状态。

但在失效时应用可以完全使用另一个服务器的处理能力，所以这种配置比较适用于一些关键业务环境。

②Active/active模式。

在集群中每一个节点都作为一个虚拟的服务器，当一个应用运行在节点A时，节点B不需要处于空闲状态以等待节点A的失效，节点B可以在为节点A的资源提供失效恢复能力的同时运行它自己的集群相关应用。

由于这种模式各个系统都是独立运行，因此在资源的应用上其效率要更高一些。

但一个Active/active方式的节点必须具备相应的能够处理两个节点上的负载的能力（在发生失效恢复事件时），否则接管了失效节点的服务也会很快因不堪重负而垮掉。

③3-active/passive模式。

Microsoft Windows 2000 Datacenter Server支持这种配置方式，由三个服务器共同作为一个虚拟服务器运行，第四个服务器作为备份服务器，当虚拟服务器中任何一个服务器出现故障，备份服务器接管其原有的应用和资源。

这种集群环境提供更强大的处理能力，适用于更高的企业用户需求，能够满足更多的客户访问。

2集群系统的优点
1.1高可用性。

可用性是服务器系统对客户机发送计算服务能力的测量，通常用系统正常运行时间的百分比来衡量，看待可用性的另一种方式是在故障发生时免于对客户的影响，或者在故障发生时能够迅速恢复系统。

集群中有多个服务器，如果一个服务器崩溃，集群系统中的另一服务器就可接管崩溃服务器的任务，最大限度地缩短用户服务器和应用程序的宕机时间。

1.2高性能。

集群系统可以通过负载均衡技术将同类型应用请求均衡地分配给内部服务器，良好的均衡负载能力有效地提高了每一节点服务器的资源利用率。

此外，SAN（Ｓtorage Area Network）的出现解决了服务器存储方式中数据传输可能带来的瓶颈问题，它使存储系统和主机从物理和功能是都独立出来，分别组成自己的网络，实现了主机和盘阵间的“单点到单点”存取模式到“多点到多点”存取模式的飞跃。

它采用高速光纤通道连接，有效地提高了多个服务器集群时的系统性能。

1.3高可扩展性。

可根据需要随时增加现有系统的节点，保护未来的增长。

1.4高可靠性。

集群系统中除服务器具有冗余外，共享存储设备采用RAID技术，重要部件均可热插拨。

1.5目前，基于Intel处理器的服务器集群系统的成本较低，使得过去因预算有限而无法采用集群技术的单位得以使用该技术。

3利用集群系统构造高可用性HIS系统
构建集群系统包括硬件配置和软件配置两个方面，其中硬件配置主要是集群服务器配置和共享存储设备配置。

目前高可用性集群系统的方案较多，各大公司如DELL、HP、IBM 等各自均提供了多种高可用性集群系统方案，有的基于Windows系统，有的基于Unix系统，也有的基于Linux系统；在共享存储设备中，有的基于SCSI的磁盘阵列，有的基于光纤通道的SAN。

不同的解决方案侧重不同，各有优缺点，实际应用时必须根据医院的具体应用需求与集群系统解决方案结合起来精心设计，在选型时主要考虑以下因素：高可用性及可靠性、管理与可维护性、延展性、开放性、性能价格比。

建议硬件平台采用Dell的Dell PowerEdge 系列服务器，存储系统采用Dell | EMC光纤通道产品。

他们的性能优异，且可靠性极高。

非常适合于运行关键性行业应用，具有良好的特性及扩展能力。