運(yùn)用存儲區(qū)域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“軍衛(wèi)一號”數(shù)據(jù)庫遷移與升級

胡孝霆，朱孟軍，任軍營，李亮，王世東，李玉超

吉林省通化市解放軍第九六六〇五部隊(duì)醫(yī)院 （吉林通化 134000）

醫(yī)院“軍衛(wèi)一號”數(shù)據(jù)庫運(yùn)行在IBM3850x5服務(wù)器（64bit）+Windows 2008 Server+16GB內(nèi)存+Oracle 10g架構(gòu)下，該服務(wù)器還搭建有電子病歷（MEDDOC）和病歷結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲（MEDXDB）兩個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例，同時(shí)是病歷文件服務(wù)器（FTP服務(wù)器），主服務(wù)器一旦掉電或者宕機(jī)，后果極為嚴(yán)重。同時(shí)，隨著醫(yī)院工作量增加和各子系統(tǒng)不斷上線，醫(yī)院主服務(wù)器面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，在醫(yī)院業(yè)務(wù)高峰期，部分子系統(tǒng)讀寫速率緩慢，尤其是新版醫(yī)護(hù)工作站卡鈍現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了醫(yī)院正常業(yè)務(wù)開展。為進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，提升服務(wù)器運(yùn)行速率，醫(yī)院運(yùn)用存儲區(qū)域網(wǎng)（storage area network，SAN）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“軍衛(wèi)一號”數(shù)據(jù)庫遷移與升級，醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）性能得到明顯提升，同時(shí)為其他子系統(tǒng)升級上線打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 HIS數(shù)據(jù)庫遷移升級

1.1 硬件升級

1.1.1 服務(wù)器升級

新添置兩臺聯(lián)想Thinkserver SR850服務(wù)器（2個(gè)64bit Intel十二核Xeon Gold 5118處理器）+64GB內(nèi)存，每個(gè)服務(wù)器外加雙HBA卡（共4個(gè)HBA卡）用于構(gòu)建SAN，HIS服務(wù)器的更新顯著提升了數(shù)據(jù)庫的性能和可擴(kuò)展性[1]。

1.1.2 增設(shè)光纖存儲交換機(jī)和存儲設(shè)備

新購置宏杉MS2500G2-25S存儲（雙控制器，V1.2.27T05P09版本、2個(gè)4*8GbFC-IO模塊+8塊600G 10000RPM硬盤）和博科Brocade 300光纖存儲交換機(jī)（24端口交換機(jī)，24端口激活，含24個(gè)模塊）各1臺。為保證系統(tǒng)的高可靠性和高可擴(kuò)展性，組建以光纖交換機(jī)為核心的SAN，從主機(jī)到SAN冗余設(shè)計(jì)，需要數(shù)據(jù)的主機(jī)通過SAN存取存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)，見圖1。

圖1 SAN結(jié)構(gòu)

1.2 軟件安裝與升級

1.2.1 操作系統(tǒng)安裝

通過Thinkserver SR850服務(wù)器自帶系統(tǒng)將3塊600GB的SATA硬盤配置成RAID5，而后安裝Windows 2012 Enterprise Server x64操作系統(tǒng)。

1.2.2 故障轉(zhuǎn)移群集安裝

使用Windows故障轉(zhuǎn)移群集服務(wù)將兩臺服務(wù)器與1臺存儲、1臺域控服務(wù)器搭建成群集，其中新添置的兩臺服務(wù)器是通過心跳網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互檢測的，如果在群集中的一臺服務(wù)器發(fā)生了故障，則群集中的另一臺服務(wù)器會(huì)檢測不到故障服務(wù)器的心跳信號，此時(shí)就會(huì)認(rèn)為此服務(wù)器發(fā)生故障，并立刻接手業(yè)務(wù)并繼續(xù)運(yùn)行，見圖2。

圖2 故障轉(zhuǎn)移群集

1.2.3 Oracle 軟件安裝升級

安裝Oracle 11.2.0.4 Enterprise x64 for Windows數(shù)據(jù)庫軟件。這里對軟件的安裝不做詳細(xì)說明，可以參考相應(yīng)的文檔。安裝過程中需要注意3個(gè)問題：（1）新建數(shù)據(jù)庫時(shí)注意新舊數(shù)據(jù)庫字符集的匹配。檢查字符集是UTF8還是AL16UTF16，執(zhí)行以下示例代碼可實(shí)現(xiàn)自檢：

select value

from NLS_DATABASE_PARAMETERS

where parameter = ‘NLS_NCHAR_CHARACTERSET';一定要正確選擇字符集，否則導(dǎo)入新庫的數(shù)據(jù)會(huì)顯示亂碼。（2）在定義新數(shù)據(jù)庫名稱和系統(tǒng)SID時(shí)，一般設(shè)為ORCL[2]。（3）要注意構(gòu)建好SAN后，安裝oracle軟件時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)文件都要放在共享存儲Z盤上。

2 數(shù)據(jù)庫的備份遷移

2.1 HIS數(shù)據(jù)庫的備份導(dǎo)出

2.1.1 關(guān)閉數(shù)據(jù)庫

為確保HIS新舊數(shù)據(jù)庫的一致性，要選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。提前通知各科室處理好在線業(yè)務(wù)，在不影響醫(yī)療工作的情況下關(guān)閉數(shù)據(jù)庫，可執(zhí)行以下示例代碼：

SQL＞ sqlplus "/as sysdba"

SQL＞ shutdown immediate;2.1.2 對全庫做冷備份

為確保HIS數(shù)據(jù)庫遷移安全可靠，考慮先給數(shù)據(jù)庫做一次冷備份。直接拷貝oracle目錄下的admin、oradata（datafile，controlfile，redo）、flash_recovery_area3個(gè)文件以及db_1目錄下database（PWDfile、pfile）、dbs（spile）、network/admin（listener.ora、tnsnames.ora）到其他存儲設(shè)備上。

2.1.3 對全庫做熱備份

選擇oracle自帶Exp工具的完全導(dǎo)出模式，導(dǎo)出HIS老庫服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，生成一個(gè)全庫dmp文件，可執(zhí)行以下示例代碼：

2.1.4 整理老數(shù)據(jù)庫表空間，創(chuàng)建新數(shù)據(jù)庫表空間腳本

此操作要在HIS數(shù)據(jù)庫nomount狀態(tài)下執(zhí)行，可執(zhí)行以下示例代碼：

SQL＞ startup nomount;

SQL＞ alter database backup controlfile to trace;

備份當(dāng)前的控制文件到跟蹤文件中，然后到D:oracleadminoracleudump目錄的跟蹤文件中查看最新的文件，并根據(jù)文件中的數(shù)據(jù)文件生成新的表空間腳本Tablespaces.sql。

2.2 HIS數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)入

2.2.1 新庫下創(chuàng)建表空間

根據(jù)舊庫生成的表空間腳本Tablespaces.sql在新庫下創(chuàng)建表空間。例如，創(chuàng)建tsp_comm表空間，執(zhí)行以下示例代碼：

2.2.2 導(dǎo)入老數(shù)據(jù)庫生成的dmp文件

即向新數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入dmp文件，執(zhí)行以下示例代碼：imp system/password

2.2.3 編譯無效對象

數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入成功后，可能存在無效對象，重點(diǎn)是要查看觸發(fā)器是否完全倒過來，通常，醫(yī)院可能存在舊數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器編寫的權(quán)限和創(chuàng)建的表空間不對，極易導(dǎo)致個(gè)別舊數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的觸發(fā)器沒有成功導(dǎo)出，可以使用PL/SQL Developer的tools下的compile invalid objects功能進(jìn)行編譯[3]。

2.2.4 開啟新數(shù)據(jù)庫

使用sqlplus連接數(shù)據(jù)庫，開啟自動(dòng)歸檔模式，重新啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫，檢查各個(gè)系統(tǒng)是否運(yùn)行正常，有異常及時(shí)解決。

3 使用資源管理器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份管理

使用oracle軟件中的資源管理器（resource manager，rman）對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份恢復(fù)管理，設(shè)置rman在nocatalog模式下工作，即用控制文件（control file）作為資料檔案庫（catalog），每次備份信息都要寫在控制文件里。因此，當(dāng)使用rman nocatalog方式備份時(shí)，備份control file也非常重要。

3.1 設(shè)置定時(shí)備份計(jì)劃

使用Windows自帶的計(jì)劃任務(wù)設(shè)置，每日定時(shí)執(zhí)行備份計(jì)劃腳本rmanbackup.bat，腳本內(nèi)容示例代碼如下：

將rmanbackup.bat文件添加到計(jì)劃任務(wù)里定時(shí)執(zhí)行，備份完成后會(huì)在同一目錄下生成rmanbackup_2018-07-12.log這種格式的log文件。

3.2 編寫備份腳本

編寫rmanscript.sql計(jì)劃腳本，對全庫進(jìn)行增量備份，同時(shí)要對控制文件、歸檔日志文件進(jìn)行備份，腳本內(nèi)容示例代碼如下：

3.3 定期刪除過期歸檔日志

為節(jié)省存儲空間，規(guī)定只保留20內(nèi)的歸檔日志文件，編寫delbackup.bat批處理文件在windows計(jì)劃任務(wù)中定期執(zhí)行，批處理腳本示例代碼如下：

forfiles /P E:Backup manbackup /M * /S /D -20 /C "cmd /c del /F /s /q

@file" ＞＞c:delbackup.log

刪除完成后會(huì)將操作過程記錄在delbackup.log文件中。

4 應(yīng)用效果分析

Oracle11g具有 自動(dòng)內(nèi)存優(yōu)化（auto memory tuning）的新特性，在9i中，引入了自動(dòng)PGA優(yōu)化，10g中，又引入了自動(dòng)SGA優(yōu)化，到了11g，所有內(nèi)存可以通過只設(shè)定一個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)全表自動(dòng)優(yōu)化。只要告訴oracle有多少內(nèi)存可用，它就可以自動(dòng)指定多少內(nèi)存分配給PGA、多少內(nèi)存分配給SGA和多少內(nèi)存分配給操作系統(tǒng)進(jìn)程，顯著提高了內(nèi)存使用效率。

整個(gè)HIS數(shù)據(jù)庫基于SAN結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)，不但消除了單點(diǎn)故障，還提供了TB級的安全存儲，顯著提升了數(shù)據(jù)訪問效率，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)SAN的智能化管理[4]。同時(shí)，在雙機(jī)熱備的基礎(chǔ)上，一臺服務(wù)器在群集中出現(xiàn)故障后，群集中的另一臺服務(wù)器會(huì)立刻接手業(yè)務(wù)并繼續(xù)運(yùn)行，明顯提升了HIS服務(wù)器的整體性能和穩(wěn)定性。

從醫(yī)院管理的角度分析，備份醫(yī)療數(shù)據(jù)十分重要，數(shù)據(jù)一旦丟失會(huì)造成不可估量的損失，因此數(shù)據(jù)都被統(tǒng)一保存在存儲設(shè)備上，光纖通道SAN提供了高性能、海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，有利于?shù)據(jù)備份和恢復(fù)[5]。

5 結(jié)語

通過運(yùn)用SAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“軍衛(wèi)一號”數(shù)據(jù)庫遷移與升級，同時(shí)利用Oracle Emp/Imp 工具實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫從Oracle 10g到Oracle 11g版本的升級，最后使用Oracle資源管理器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了合理備份。升級后系統(tǒng)整體運(yùn)行性能明顯提高，達(dá)到了既定目標(biāo)，為下一步各個(gè)子系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)、影響歸檔和通信系統(tǒng)、手術(shù)麻醉管理系統(tǒng)等）更新上線提供了穩(wěn)定的技術(shù)環(huán)境保障，應(yīng)用實(shí)踐證明該升級方案切實(shí)可行。