负载均衡在医院HIS系统的设计与应用(1)
摘要：在“互联网+医疗健康”飞速发展的今天，医院信息业务急速增加，有效保障医院网络架构高效稳定、信息系统数据安全可靠，成为各大医院面临的难题。本文针对医院主流HIS系统使用的两种架构，设计了使用负载均衡设备的网络拓扑，总结了负载均衡在两种架构中解决的业务访问、容灾切换、接口分流问题，旨在提高医院核心业务的运行效率。
关键词：负载均衡;C/S架构;B/S架构
中图分类号：R197 文献标识码：B DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.11.003
文章编号：1006-1959(2020)11-0007-03
Abstract：With the rapid development of "Internet + medical health"， the hospital information business is rapidly increasing， effectively ensuring the hospital network architecture is efficient and stable， and the information system data is safe and reliable， which has become a problem faced by major hospitals. This paper designs the network topology using load balancing equipment for the two architectures used by the hospital's mainstream HIS system， and summarizes the service access， disaster tolerance switching， and interface diversion problems that load balancing solves in the two architectures， aiming to improve the hospital's core business operating efficiency.
Key words：Load balancing;C/S architecture;B/S architecture
得益于计算机和网络技术的飞速进步，医院信息系统也迅速发展，由半手工半自动化办公逐步转入无纸化办公。医院各大生产系统，如医院信息系统(HIS)、电子病历系统(EMR)、实验室信息系统(LIS)、影像归档和通信系统(PACS)，以及各专科专用系统，收集并存储了患者个人信息与医疗信息，不仅有效提高了医护人员工作效率，也为建立健康档案、实施延续护理等提供了基础。信息系统在发展过程中，也逐步面临瓶颈。首先，临床的业务访问量增大，基于C/S架构和B/S架构设计的信息系统都遇到了硬件性能瓶颈，开始出现业务变慢和卡顿的现象。其次，医院专科专用系统增加，各系统与HIS或平台的接口日渐增加。最后，为保证数据安全和业务的连续性，各医院都为信息系统设计了备份系统，但是很少能够做到无缝切换，业务不中断。本文以西南医科大学附属医院为例，分别使用C/S与B/S架構的两套HIS系统。在C/S架构的系统下，遇到了数据库访问瓶颈及数据库容灾切换的难题。在B/S架构的系统下，遇到了web服务器访问瓶颈及平台切换的难题。针对上述问题，我院引入负载均衡[1]设备，升级优化了网络架构，旨在解决临床业务访问数据库或web服务器的瓶颈问题，简化数据库容灾切换操作步骤，提高信息系统的稳定性，为大型三甲医院的信息化升级提出了一种解决思路。
1负载均衡的路由设计
在网络架构上，我院采用了院区内双活的设计。核心交换机分别置于院区内两个机房，通过院区内光纤完成堆叠，下联两个服务器虚拟化集群。两台负载均衡设备(active和standby)分别连接于两台核心交换机。临床PC可通过楼层和汇聚交换机访问任意一个机房的核心，见图1。
在引入负载均衡设备后，架设院区内应用业务的网关时，可以在核心交换机上架设网关，也可以在负载均衡设备上架设网关，两种方法各有优势。①在核心交换机上架设网关：该方案下，为保证负载均衡生效，临床的数据优先通过核心交换机访问到负载均衡，再由负载均衡转发到相应的服务器中。由于网关在核心上，因此服务器在回应临床PC发包时，会直接通过核心返回，造成目的IP地址不一致从而导致临床PC丢弃数据。为避免此现象，需要对临床PC做一次源地址转换，或是在服务器集群中加入静态路由，保证服务器回应发包从负载均衡通过。使用该方法，网络和路由的配置较为复杂，优势在于核心交换机稳定性高、性能较好，能够处理大量的数据流量。②在负载均衡设备上架设网关：该方案下，所有的数据流量会优先访问负载均衡设备，再由负载均衡设备转发到服务器集群，数据返回时也默认从负载均衡通过[2]。使用该方法，配置简单，路由设计明了，但是从逻辑上负载均衡是串联到链路中，增加了故障点，并且由于负载均衡性能不及核心交换机，在遇到高峰访问时，容易造成性能瓶颈。
综合考虑，我院采用了第一种方法，将网关设计到核心交换机上。并且为了监控临床所有的访问记录，在服务器集群中加入了静态路由。在确定负载均衡的路由后，我院在前后两套基于C/S和B/S架构的系统上都有成熟的应用。, http://www.100md.com(宋阳 郝泽余 邹健)
关键词：负载均衡;C/S架构;B/S架构
中图分类号：R197 文献标识码：B DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.11.003
文章编号：1006-1959(2020)11-0007-03
Abstract：With the rapid development of "Internet + medical health"， the hospital information business is rapidly increasing， effectively ensuring the hospital network architecture is efficient and stable， and the information system data is safe and reliable， which has become a problem faced by major hospitals. This paper designs the network topology using load balancing equipment for the two architectures used by the hospital's mainstream HIS system， and summarizes the service access， disaster tolerance switching， and interface diversion problems that load balancing solves in the two architectures， aiming to improve the hospital's core business operating efficiency.
Key words：Load balancing;C/S architecture;B/S architecture
得益于计算机和网络技术的飞速进步，医院信息系统也迅速发展，由半手工半自动化办公逐步转入无纸化办公。医院各大生产系统，如医院信息系统(HIS)、电子病历系统(EMR)、实验室信息系统(LIS)、影像归档和通信系统(PACS)，以及各专科专用系统，收集并存储了患者个人信息与医疗信息，不仅有效提高了医护人员工作效率，也为建立健康档案、实施延续护理等提供了基础。信息系统在发展过程中，也逐步面临瓶颈。首先，临床的业务访问量增大，基于C/S架构和B/S架构设计的信息系统都遇到了硬件性能瓶颈，开始出现业务变慢和卡顿的现象。其次，医院专科专用系统增加，各系统与HIS或平台的接口日渐增加。最后，为保证数据安全和业务的连续性，各医院都为信息系统设计了备份系统，但是很少能够做到无缝切换，业务不中断。本文以西南医科大学附属医院为例，分别使用C/S与B/S架構的两套HIS系统。在C/S架构的系统下，遇到了数据库访问瓶颈及数据库容灾切换的难题。在B/S架构的系统下，遇到了web服务器访问瓶颈及平台切换的难题。针对上述问题，我院引入负载均衡[1]设备，升级优化了网络架构，旨在解决临床业务访问数据库或web服务器的瓶颈问题，简化数据库容灾切换操作步骤，提高信息系统的稳定性，为大型三甲医院的信息化升级提出了一种解决思路。
1负载均衡的路由设计
在网络架构上，我院采用了院区内双活的设计。核心交换机分别置于院区内两个机房，通过院区内光纤完成堆叠，下联两个服务器虚拟化集群。两台负载均衡设备(active和standby)分别连接于两台核心交换机。临床PC可通过楼层和汇聚交换机访问任意一个机房的核心，见图1。
在引入负载均衡设备后，架设院区内应用业务的网关时，可以在核心交换机上架设网关，也可以在负载均衡设备上架设网关，两种方法各有优势。①在核心交换机上架设网关：该方案下，为保证负载均衡生效，临床的数据优先通过核心交换机访问到负载均衡，再由负载均衡转发到相应的服务器中。由于网关在核心上，因此服务器在回应临床PC发包时，会直接通过核心返回，造成目的IP地址不一致从而导致临床PC丢弃数据。为避免此现象，需要对临床PC做一次源地址转换，或是在服务器集群中加入静态路由，保证服务器回应发包从负载均衡通过。使用该方法，网络和路由的配置较为复杂，优势在于核心交换机稳定性高、性能较好，能够处理大量的数据流量。②在负载均衡设备上架设网关：该方案下，所有的数据流量会优先访问负载均衡设备，再由负载均衡设备转发到服务器集群，数据返回时也默认从负载均衡通过[2]。使用该方法，配置简单，路由设计明了，但是从逻辑上负载均衡是串联到链路中，增加了故障点，并且由于负载均衡性能不及核心交换机，在遇到高峰访问时，容易造成性能瓶颈。
综合考虑，我院采用了第一种方法，将网关设计到核心交换机上。并且为了监控临床所有的访问记录，在服务器集群中加入了静态路由。在确定负载均衡的路由后，我院在前后两套基于C/S和B/S架构的系统上都有成熟的应用。, http://www.100md.com(宋阳 郝泽余 邹健)