來源：HIT專家網(wǎng)    作者：重慶大坪醫(yī)院信息科副主任  黃昊

【作者簡介】

黃昊，重慶大坪醫(yī)院(第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院)信息科副主任，1973年出生，電子科技大學(xué)軟件工程碩士。

現(xiàn)從事醫(yī)院信息管理及技術(shù)研究工作，高級工程師，重慶市醫(yī)學(xué)會信息管理專委會副主任委員、

重慶市醫(yī)院管理學(xué)會信息管理專委會常務(wù)委員。

作者微信號：sword_one_2011

引言

“黃老師，你說醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)里是不是必須有時鐘服務(wù)器呀？！”微信里一個信息傳來。也是哈，曾經(jīng)的我也有這個想法，既然我們計算機(jī)中的計時器都是晶體震蕩來計時，晶體理論上是非常精準(zhǔn)，何必要再花錢去搭建一個時鐘服務(wù)器呢，更何況還需要購買GPS或者北斗衛(wèi)星的校時服務(wù)器。那么今天我們就來通過幾個案例說說時鐘服務(wù)器的重要性吧。

【案例一】數(shù)據(jù)庫服務(wù)器宕機(jī)

       2007年，醫(yī)院原有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器已經(jīng)無法支撐業(yè)務(wù)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)時我正好接觸了ORACLE 10g，對RAC模式有了一定的了解。于是被它的高可用吸引，就按照RAC模式用兩臺服務(wù)器構(gòu)建起了HIS的核心服務(wù)器。剛開始系統(tǒng)運(yùn)行很穩(wěn)定，負(fù)載均衡的效果也不錯。大概過了1年左右，有一天晚上數(shù)據(jù)庫突然宕機(jī)了。即使重啟，系統(tǒng)也會馬上宕機(jī)，我百思不得其解。后來還是在仔細(xì)查詢兩臺服務(wù)器時鐘時，才發(fā)現(xiàn)它們之間已經(jīng)有近20分鐘的時差了。原來是服務(wù)器時間不同步導(dǎo)致了RAC的故障，這是我第一次被時鐘的問題擊中。

【案例二】時間引起的糾紛

       幾年前，某醫(yī)院急診科接診了一名重癥患者?；颊卟∏槲Ｖ?，醫(yī)院為其開通了綠色通道，急診、檢驗(yàn)、檢查、手術(shù)等各個相關(guān)部門都參與到搶救工作中。但是遺憾的是，患者依然不治身亡了?；颊呒覍僭谡硐嚓P(guān)醫(yī)療文書中發(fā)現(xiàn)，其中的時間記錄無法形成先后的證據(jù)鏈條。以此向法院起訴，最終醫(yī)院為此進(jìn)行了賠付。其時間記錄先后矛盾的原因就是不同環(huán)節(jié)計算機(jī)沒有統(tǒng)一的時鐘服務(wù)器進(jìn)行時間校對，以致出現(xiàn)了時間矛盾的記錄。

這兩個案例的教訓(xùn)告訴我們，統(tǒng)一時鐘雖然在信息化建設(shè)中是個非常小的內(nèi)容，但是必須給予重視，否則一樣會釀成大錯。

計算機(jī)時鐘的原理

       在計算機(jī)中芯片本身通常并不具備時鐘信號源，因此須由專門的時鐘電路提供時鐘信號，石英晶體振蕩器(Quartz Crystal OSC)就是一種最常用的時鐘信號振蕩源。石英晶片之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個極上加一電場，會使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會產(chǎn)生機(jī)械振動，同時機(jī)械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。雖然這種交變電場的電壓極其微弱，但其振動頻率是十分穩(wěn)定的。

       從PC誕生至今，主板上一直都使用一顆14.318MHz的石英晶體振蕩器作為基準(zhǔn)頻率源。主板上除了這顆14.318MHz的晶振，還能找到一顆頻率為32.768MHz的晶振，它被用于實(shí)時時鐘(RTC)電路中，顯示精確的時間和日期。初始化后以每秒約18.2次發(fā)出脈沖，這些脈沖經(jīng)過操作系統(tǒng)計算形成BIOS日時鐘計數(shù)。通過由BIOS電池供電,關(guān)機(jī)后它仍然正常運(yùn)行。這也就是為啥我們關(guān)了電源，第二天開機(jī)依然會顯示正確時間的原因。

網(wǎng)絡(luò)時鐘同步

        每個計算機(jī)各自有了時鐘，但是一旦它們聯(lián)網(wǎng)后，又出現(xiàn)一個問題：各自運(yùn)行的計算機(jī)時鐘，彼此之間日積月累的累計誤差如何解決。這就出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議NTP，它是用于互聯(lián)網(wǎng)中時間同步的標(biāo)準(zhǔn)之一，它的用途是把計算機(jī)的時鐘同步到世界協(xié)調(diào)時UTC，其精度在局域網(wǎng)內(nèi)可達(dá)0.lms，在Internet上絕大多數(shù)的地方其精度可以達(dá)到1- 50ms。

       NTP提供準(zhǔn)確時間，首先要有準(zhǔn)確的時間來源，這一時間應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)時間。為防止對時間服務(wù)器的惡意破壞，NTP使用了識別(Authentication)機(jī)制，檢查來對時的信息是否是真正來自所宣稱的服務(wù)器并檢查資料的返回路徑，以提供對抗干擾的保護(hù)機(jī)制。隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜找鎻?fù)雜，整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的時鐘同步將變得十分重要。NTP 的出現(xiàn)就是為了解決網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)時鐘的同步問題。

   NTP 為以下應(yīng)用提供了一致性保證：

• 在備份服務(wù)器和客戶機(jī)之間進(jìn)行增量備份時，要求這兩個系統(tǒng)之間的時鐘必須同步。

• 復(fù)雜的事物往往需要細(xì)分，當(dāng)由多個系統(tǒng)來處理時，為保證事件的正確順序，多個系統(tǒng)必須參考同一時鐘。

• 確保系統(tǒng)之間的RPC（遠(yuǎn)程系統(tǒng)調(diào)用）能夠正常進(jìn)行。為了保證一個系統(tǒng)調(diào)用不會重復(fù)進(jìn)行，一個調(diào)用只在一個時間間隔內(nèi)有效。如果系統(tǒng)間的時鐘不同步，一個調(diào)用可能在還沒有發(fā)生之前就會因?yàn)槌瑫r而不能進(jìn)行。

• 有的應(yīng)用程序需要準(zhǔn)確記錄一個用戶登錄系統(tǒng)的時間；或者對一個文件的修改訪問時間。

• 在一個網(wǎng)絡(luò)中，各終端的時鐘相差一分鐘或者更少的情況很多。這些不可能依靠系統(tǒng)管理員手工輸入date（時間設(shè)置命令）命令來調(diào)節(jié)各個系統(tǒng)的時鐘。

• 調(diào)試與事件時間戳：從不同ME60 采集的調(diào)試與事件時間戳是沒有什么意義的，除非這些ME60 是以同一公共時間為參考。

       NTP 的目標(biāo)是對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有具有時鐘的設(shè)備進(jìn)行時鐘同步，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有設(shè)備的時鐘時間基本保持一致，從而使設(shè)備能夠提供基于統(tǒng)一時間的多種應(yīng)用。對于運(yùn)行NTP 的本地系統(tǒng)，既可以接受來自其他時鐘源的同步，又可以作為時鐘源去同步別的時鐘，并且可以通過彼此交換時間信息，互相同步，最終使得全網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有設(shè)備的系統(tǒng)時鐘達(dá)到基本一致。

構(gòu)建統(tǒng)一時鐘

       既然說明了統(tǒng)一時鐘的必要性，那么下面幾條經(jīng)驗(yàn)在考慮和部署時鐘服務(wù)器是也許有用。

       1.購買時鐘服務(wù)器，建議采用北斗衛(wèi)星模式與國家授時中心進(jìn)行時間校正，并將全網(wǎng)內(nèi)的所有計算機(jī)與此時鐘服務(wù)器同步，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外計算機(jī)的時鐘統(tǒng)一。該類服務(wù)器還可以提供不同的端口，將我們需要時間管理的設(shè)備進(jìn)行時間統(tǒng)一。

       2.各醫(yī)療設(shè)備的校時，并不是所有的醫(yī)療設(shè)備都會允許我們?nèi)ミM(jìn)行時鐘校正。有些大型醫(yī)療設(shè)備或者后勤設(shè)備的設(shè)置權(quán)限甚至都不掌握在醫(yī)院手里，被維保公司管理著。因此醫(yī)院應(yīng)該梳理和制訂出時鐘校對制度，要求設(shè)備管理人員和維保人員將時間校對納入日常監(jiān)測中，確保時鐘準(zhǔn)確。

       3.檢查各類應(yīng)用軟件，并與研發(fā)人員確認(rèn)，當(dāng)系統(tǒng)需要獲取時間時，應(yīng)該獲取服務(wù)器時鐘而避免獲取本地計算機(jī)時鐘，避免造成時鐘的不一致。

       4.確保視頻監(jiān)控設(shè)備、各科室掛鐘等非信息設(shè)備的校時準(zhǔn)確。現(xiàn)在各醫(yī)院一般均安裝了視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在安裝時也應(yīng)該保證存儲和控制服務(wù)器與標(biāo)準(zhǔn)時間的一致。而有條件的醫(yī)院可以將原有散在各處的機(jī)械時鐘更換為統(tǒng)一時鐘源的電子時鐘，避免出現(xiàn)信息系統(tǒng)與紙質(zhì)記錄時間上的不統(tǒng)一。

時間是醫(yī)療記錄中的一個重要內(nèi)容，因此統(tǒng)一時鐘是我們醫(yī)院信息化建設(shè)中不能忽視的重要因素。這樣才能保證醫(yī)院的各個環(huán)節(jié)有序協(xié)同工作，才能確保醫(yī)療安全。