摘要

目的：通过详细记录和分析某大型三甲医院将医院信息系统（HIS）数据库服务器从 AIX（advanced interactive executive）小型机迁移至国产x86服务器的过程，为同类医疗机构提供可参考的实践经验。

方法：概述迁移项目的背景与动因，阐述迁移规划与执行过程。

结果： 迁移后系统性能显著提升，数据处理能力增强，运营成本降低，用户体验改善。结论 迁移项目取得了圆满成功，提升了HIS系统性能与效率，为国产化和国家信息技术应用创新（信创）转型提供了实践基础。

医院信息系统（hospital information system，HIS）作为现代医疗机构的核心支撑系统，其性能和可靠性直接影响医疗服务质量和运营效率。随着医疗需求的不断增长和信息技术的快速发展，传统 HIS 系统面临着前所未有的挑战［1］。本文所研究的西北地区某知名三甲医院，根据其门诊管理报表统计，2024年上半年日均门诊量约为17 000人次，较2023年同期增长了6%。面对日益增长的数据处理需求和国家信息技术应用创新（信创）政策的推动，该院决定将HIS系统数据库服务器从AIX（advanced interactive executive）小型机迁移至国产x86架构服务器，以提升系统性能、优化成本结构。本研究旨在通过详细记录和分析迁移过程，为同类医疗机构提供可参考的实践经验。

迁移背景和原因

现有系统的局限性

原HIS系统采用两台AIX小型机，运行Oracle 11.2.0.4版本数据库，采用RAC架构。每台小型机配置16核CPU和256 GB内存。通过为期30 d的系统监控，使用Oracle Enterprise Manager和自主开发的监控工具，发现存在以下问题。

1. 性能瓶颈

数据库大小约为14TB（来源于Oracle Enterprise Manager），全量备份平均时间为47.5 h（来源于Oracle Enterprise Manager），日常查询平均响应时间为2.3 s（来源于Oracle AWR报告分析）。

2. 扩展性受限

CPU使用率：工作日9：00—11：00平均为91%（topas监控工具记录）。内存使用率：峰值时段达到95.7%（topas监控工具记录）。

3. 高成本

年度维护费高达145万元（根据维保合同）。由于数据收集的限制，年度电费支出的具体数额暂无法提供准确统计。

业务需求的增长

HIS 系统现有8000台终端，高峰期数据库单节点会话数达4300个。根据医院终端增长计划及过去两年的增长趋势，预计数据库会话数将增长25%，数据量每年将增加约3TB。

国家信创政策的影响

为响应国家信创战略，医院决定逐步实现核心IT基础设施的国产化替代，提升信息安全水平和自主可控能力［2］。

迁移规划

目标和要求

1.性能提升，显著提高数据处理能力和系统响应速度。

2.扩展性增强，支持更多终端接入，满足未来3~5年的业务增长需求。

3.资源效益，降低硬件采购和日常维护成本。

4.国产化推进，选用国产硬件，为后续采用国产数据库奠定基础。

5.业务连续性，确保迁移过程中的数据安全，并将业务中断影响降至最低。

硬件平台测试评估

1. 硬件类型

经过深入评估，医院选择了3台浪潮TS860M5国产x86架构服务器作为新的数据库服务器，其主要硬件规格如下。

（1）处理器：8颗高性能CPU，型号为Intel（R）Xeon（R）Platinum 8260 CPU @ 2.40GHz，每个处理器24核，每核2线程，总核心数384。

（2）内存：1 024 GB。

（3）存储：高性能固态硬盘阵列。

虽然该服务器采用了英特尔处理器等国际组件，但作为浪潮公司推出的国产品牌服务器，其设计和制造过程均在中国完成，充分体现了国产厂商在高性能计算领域的技术积累和创新能力。这不仅展示了国内厂商在全球IT产业链中的竞争力，也为国产化替代提供了重要的基础。

值得注意的是，随着国产芯片技术和存储技术的不断进步，医院后期也计划逐步使用全国产服务器作为核心业务的服务器。这一转变不仅能够进一步推动 HIS 的国产化进程，也有助于减少对外部供应链的依赖，从而增强信息技术的自主可控性，提升系统的安全性和稳定性。

2. 测试评估

我们从以下方面对硬件平台进行了基础测试评估。

（1）测试环境。依托选定的硬件架构，搭建测试环境。操作系统：Red Hat Enterprise Linux（RHEL）7.9 x86_64，数据库：Oracle 11.2.0.4，集群软件：Oracle Grid Infrastructure 11 g R2（11.2.0.4）。

（2）数据库基础测试。创建与生产环境相近的测试数据库（约12 TB），执行基础的数据库操作，包括大表全表扫描、批量数据插入、复杂查询执行、数据库会话处理。测试结果见表1。

表1 目标平台数据库基础测试结果

测试项目测试方法结果
数据加载速度使用Oracle SQL*Loader批量加载1亿条记录平均每小时加载2.1亿条记录
全表扫描性能对1 000万行数据表执行全表扫描完成时间为45 s
多表关联查询执行涉及5张大表的复杂查询平均响应时间为3.2 s
数据库Session测试使用Oracle自带的开发测试工具稳定支持2 000个数据库Session

 （3）系统资源监控。使用操作系统自带工具（top、vmstat、iostat）进行监控，使用Oracle AWR报告分析数据库性能。监控结果见表2。

表2 目标平台系统资源监控结果

资源类型测试负载下平均使用情况峰值使用情况
CPU（%）4268
内存（%）6070
存储输入/输出等待时间（ms）<15
网络带宽利用率（%）1535

 （4）评估结果。目标平台测试评估结果见表3。基于评估结果，我们认为目标硬件平台能够满足医院 HIS 系统的性能需求。此外，选择 x86 架构的主要考虑因素包括：

①标准化组件降低了采购和维护成本［3］。

②模块化设计便于未来升级。

③有丰富的软件支持和技术社区。

④现代x86处理器在数据库工作负载上表现优异。

⑤先进的电源管理技术提高了能效。

⑥符合国家信创政策的要求，确保了系统的自主可控性和安全性。

表3 目标平台测试评估结果 

评估内容结果
基础性能评估

（1）服务器配置完全满足当前数据库规模需求；

（2）资源使用率处于合理区间，空间预留充足；

（3）存储性能良好，输入/输出等待时间始终保持在可接受范围内

可靠性评估

（1）在1周的持续测试中，系统运行稳定；

（2）RAC集群配置正常，节点间通信正常；

（3）存储系统性能稳定，未发现异常波动

潜在风险与建议

（1）数据完整性风险：迁移过程中可能会出现数据丢失或损坏的情况。建议在迁移前进行完整的数据备份，并在迁移后进行数据一致性校验。

（2）系统兼容性风险：AIX小机和x86架构服务器可能存在软件兼容性问题。建议在正式迁移前进行全面的兼容性测试，确保所有关键应用和服务能在新环境中正常运行。

（3）性能差异风险：x86架构服务器的性能可能与AIX小机有所不同，可能导致迁移后系统性能下降。建议在正式迁移前进行1~2次完整的迁移演练，评估性能差异并进行必要的优化。

（4）迁移时间窗口风险：迁移过程需要停机，这可能会影响业务连续性。建议选择业务低峰期进行迁移，并提前通知相关用户和部门，制订详细的迁移计划和应急预案。

（5）持续监控与优化：建议实施后持续监控系统性能，及时优化配置，确保系统稳定运行。

（6）技术支持与培训：迁移后可能需要对运维人员进行新的技术培训，以确保他们能够熟练操作和维护新的系统环境。建议提前安排相关的培训和技术支持

 迁移软件和迁移方式

通过选用 OGG（Oracle GoldenGate）作为迁移工具，能够以高效且安全的方式完成 HIS 系统数据库服务器的迁移任务，确保数据的实时同步与系统的持续稳定运行。选用 OGG 作为核心数据迁移工具，主要基于以下考虑。

1.高效数据同步：支持大规模数据的实时复制，确保在迁移过程中数据的持续一致性［4-5］。

2.跨平台兼容性：适用于从AIX到x86的异构环境迁移，确保在不同平台之间的平稳过渡［6-7］。

3.最小化停机时间：支持在线迁移，减少对医院正常业务运营的影响，确保业务连续性。

4.数据一致性保障：内置的冲突检测和解决机制，能够在迁移过程中实时监控和处理数据一致性问题。

迁移方案设计

1. 迁移时间安排

为最大程度减少对医院日常运营的影响，迁移将分为四个阶段。

（1）数据同步准备阶段：耗时约2周，涵盖系统检查和数据一致性比对。

（2）增量数据同步阶段：耗时约1周，确保实时捕获变更数据。

（3）业务切换阶段：利用医院业务低峰期（通常在夜间或周末），预计在5 h内完成系统切换。

（4）后续调试阶段：迁移后的1~2 d内密切监控系统性能，进行必要的性能优化。

2. 人员分工安排

项目实施过程中，将明确职责分工，确保各部门协调一致。

（1）项目经理：由医院信息部门负责人担任，负责整体项目的协调与进度跟踪，确保各方协同工作，保障迁移的顺利进行。

（2）数据库管理员：负责 Oracle 数据库的配置、迁移以及 OGG 工具的使用。

（3）系统管理员：负责 AIX 和 x86 服务器的硬件和操作系统的环境配置。

（4）网络管理员：确保网络连接的稳定性和数据传输的连续性。

（5）业务部门：由医院业务部门代表和HIS系统软件开发人员担任，确保业务需求在迁移中的及时反馈。

3. 数据同步准备阶段

包括：

（1）环境部署。迁移依托选定的硬件架构，部署流程如图1。在目标 x86 服务器上安装所需的操作系统，安装数据库软件及补丁，部署集群环境，安装迁移工具 OGG 软件，确保新环境配置与原环境相匹配。存储系统基于华为OceanStor v6全闪存储平台，确保读写性能和数据稳定性。

（2）初始数据同步。使用 OGG 的初始数据加载功能，进行全量数据同步。在此过程中，通过 RMAN 工具对源数据库进行全量备份，并将数据迁移至目标平台。在同步完成后，进行数据一致性校验，确保目标数据库与源数据库的完整性和一致性。

注：HIS为医院信息系统；CDP为临床数据平台；TCP为传输控制协议；IP为网际协议；ADG为主动数据保护

图1 医院信息系统（HIS）网络拓扑图


4. 增量数据同步阶段

在初始数据同步完成后，配置OGG进行增量数据同步，捕获在迁移期间的所有变更数据，确保目标数据库实时反映源数据库的最新状态。


设定OGG的延迟控制参数，确保数据同步延迟在5 s以内，最大程度减少因数据更新导致的业务中断。


5. 业务切换阶段

包括：（1）切换准备。在业务低峰期进行业务系统的停机，并确认所有数据已完成同步，暂停OGG的增量同步功能。（2）数据切换。更新业务系统中的数据库连接配置，使其指向新的目标RAC集群，保持数据库的SCAN IP和实例名不变，以避免客户端配置更改。（3）业务系统验证。切换完成后，立即进行关键业务系统的验证测试，由业务部门对登录、开立医嘱、书写病历、药房管理等核心功能进行检查，确保系统切换后正常运行。如验证过程中发现问题，可快速回退至原系统。


6. 后期调试阶段

包括：（1）在迁移结束后，使用数据库层面的校验工具（如Oracle Data Pump或第三方工具如Quest Toad for Oracle），确认数据的一致性，确保迁移后数据与源数据完全一致。（2）迁移后立即进行系统压力测试（如Real Application Testing）和性能监控（如Oracle Enterprise Manager），确保新环境下数据库系统的各项性能指标达到预期。（3）使用数据库层面的工具再次确认数据的一致性，包括表结构、索引、触发器等关键业务数据的完整性。（4）基于性能测试和用户反馈，调整数据库参数（如调整DB_CACHE_SIZE和SHARED_POOL_SIZE等参数，以提高缓存命中率和SQL执行效率），进行必要的系统优化，以确保长时间稳定运行。


7. 应急预案和回退策略

包括：（1）准备回退脚本，支持30 min内快速回退。（2）建立24 h专家支持团队，包括数据库、网络和应用专家。（3）设置关键检查点，每个检查点都有明确的评估标准。（4）每个关键检查点都将进行数据一致性检查，一旦发现异常问题，将快速恢复至原平台，并根据需求重新评估切换时间。（5）为防止迁移期间出现网络中断或同步失败，预设备用线路，保证业务不中断。（6）所有数据同步过程均设置本地和异地备份，确保系统即使在故障情况下也能恢复。


三、迁移执行过程

（一）实际执行时间线

本次迁移执行过程记录见表4。


表4 迁移执行过程记录表