论医院网络系统里NTP网络时间服务器重要性

论医院网络系统里NTP网络时间服务器重要性

引言

曾经的我也有这个想法，既然我们计算机中的计时器都是晶体震荡来计时，晶体理论上是非常精准，何必要再花钱去搭建一个时钟服务器呢，更何况还需要购买GPS或者北斗卫星的校时服务器。那么今天我们就来通过几个案例说说时钟服务器的重要性吧。

【案例一】数据库服务器宕机

2007年，医院原有数据库服务器已经无法支撑业务的高效运转，当时我正好接触了ORACLE 10g，对RAC模式有了一定的了解。于是被它的高可用吸引，就按照RAC模式用两台服务器构建起了HIS的核心服务器。刚开始系统运行很稳定，负载均衡的效果也不错。大概过了1年左右，有一天晚上数据库突然宕机了。即使重启，系统也会马上宕机，我百思不得其解。后来还是在仔细查询两台服务器时钟时，才发现它们之间已经有近20分钟的时差了。原来是服务器时间不同步导致了RAC的故障，这是我第一次被时钟的问题击中。

【案例二】时间引起的纠纷

几年前，某医院急诊科接诊了一名重症患者。患者病情危重，医院为其开通了绿色通道，急诊、检验、检查、手术等各个相关部门都参与到抢救工作中。但是遗憾的是，患者依然不治身亡了。患者家属在整理相关医疗文书中发现，其中的时间记录无法形成先后的证据链条。以此向法院起诉，最终医院为此进行了赔付。其时间记录先后矛盾的原因就是不同环节计算机没有统一的时钟服务器进行时间校对，以致出现了时间矛盾的记录。

这两个案例的教训告诉我们，统一时钟虽然在信息化建设中是个非常小的内容，但是必须给予重视，否则一样会酿成大错。

计算机时钟的原理

在计算机中芯片本身通常并不具备时钟信号源，因此须由专门的时钟电路提供时钟信号，石英晶体振荡器(Quartz Crystal OSC)就是一种最常用的时钟信号振荡源。石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。

从PC诞生至今，主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体振荡器作为基准频率源。主板上除了这颗14.318MHz的晶振，还能找到一颗频率为32.768MHz的晶振，它被用于实时时钟(RTC)电路中，显示精确的时间和日期。初始化后以每秒约18.2次发出脉冲，这些脉冲经过操作系统计算形成BIOS日时钟计数。通过由BIOS电池供电,关机后它仍然正常运行。这也就是为啥我们关了电源，第二天开机依然会显示正确时间的原因。

网络时钟同步

每个计算机各自有了时钟，但是一旦它们联网后，又出现一个问题：各自运行的计算机时钟，彼此之间日积月累的累计误差如何解决。这就出现了网络时间协议NTP，它是用于互联网中时间同步的标准之一，它的用途是把计算机的时钟同步到世界协调时UTC，其精度在局域网内可达0.lms，在Internet上绝大多数的地方其精度可以达到1- 50ms。

NTP提供准确时间，首先要有准确的时间来源，这一时间应该是标准时间。为防止对时间服务器的恶意破坏，NTP使用了识别(Authentication)机制，检查来对时的信息是否是真正来自所宣称的服务器并检查资料的返回路径，以提供对抗干扰的保护机制。随着网络拓扑的日益复杂，整个网络内设备的时钟同步将变得十分重要。NTP 的出现就是为了解决网络内设备系统时钟的同步问题。

NTP 为以下应用提供了一致性保证：

在备份服务器和客户机之间进行增量备份时，要求这两个系统之间的时钟必须同步。

复杂的事物往往需要细分，当由多个系统来处理时，为保证事件的正确顺序，多个系统必须参考同一时钟。

确保系统之间的RPC（远程系统调用）能够正常进行。为了保证一个系统调用不会重复进行，一个调用只在一个时间间隔内有效。如果系统间的时钟不同步，一个调用可能在还没有发生之前就会因为超时而不能进行。

有的应用程序需要准确记录一个用户登录系统的时间；或者对一个文件的修改访问时间。

在一个网络中，各终端的时钟相差一分钟或者更少的情况很多。这些不可能依靠系统管理员手工输入date（时间设置命令）命令来调节各个系统的时钟。

调试与事件时间戳：从不同ME60 采集的调试与事件时间戳是没有什么意义的，除非这些ME60 是以同一公共时间为参考。

NTP 的目标是对网络内所有具有时钟的设备进行时钟同步，使网络内所有设备的时钟时间基本保持一致，从而使设备能够提供基于统一时间的多种应用。对于运行NTP 的本地系统，既可以接受来自其他时钟源的同步，又可以作为时钟源去同步别的时钟，并且可以通过彼此交换时间信息，互相同步，最终使得全网络内所有设备的系统时钟达到基本一致。

医院信息化系统

构建统一时钟

既然说明了统一时钟的必要性，那么下面几条经验在考虑和部署时钟服务器是也许有用。

1.购买时钟服务器，建议采用北斗卫星模式，并将全网内的所有计算机与此时钟服务器同步，实现内外计算机的时钟统一。该类服务器还可以提供不同的端口，将我们需要时间管理的设备进行时间统一。

2.各医疗设备的校时，并不是所有的医疗设备都会允许我们去进行时钟校正。有些大型医疗设备或者后勤设备的设置权限甚至都不掌握在医院手里，被维保公司管理着。因此医院应该梳理和制订出时钟校对制度，要求设备管理人员和维保人员将时间校对纳入日常监测中，确保时钟准确。

3.检查各类应用软件，并与研发人员确认，当系统需要获取时间时，应该获取服务器时钟而避免获取本地计算机时钟，避免造成时钟的不一致。

4.确保视频监控设备、各科室挂钟等非信息设备的校时准确。现在各医院一般均安装了视频监控网络，在安装时也应该保证存储和控制服务器与标准时间的一致。而有条件的医院可以将原有散在各处的机械时钟更换为统一时钟源的电子时钟，避免出现信息系统与纸质记录时间上的不统一。

时间是医疗记录中的一个重要内容，因此统一时钟是我们医院信息化建设中不能忽视的重要因素。这样才能保证医院的各个环节有序协同工作，才能确保医疗安全。