來源：HIT專家網    作者：重慶大坪醫院信息科副主任  黃昊

【作者簡介】

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

現從事醫院信息管理及技術研究工作，高級工程師，重慶市醫學會信息管理專委會副主任委員、

重慶市醫院管理學會信息管理專委會常務委員。

作者微信號：sword_one_2011

引言

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

【案例一】數據庫服務器宕機

       2007年，醫院原有數據庫服務器已經無法支撐業務的高效運轉，當時我正好接觸了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模式用兩臺服務器構建起了HIS的核心服務器。剛開始系統運行很穩定，負載均衡的效果也不錯。大概過了1年左右，有一天晚上數據庫突然宕機了。即使重啟，系統也會馬上宕機，我百思不得其解。后來還是在仔細查詢兩臺服務器時鐘時，才發現它們之間已經有近20分鐘的時差了。原來是服務器時間不同步導致了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，某醫院急診科接診了一名重癥患者。患者病情危重，醫院為其開通了綠色通道，急診、檢驗、檢查、手術等各個相關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。患者家屬在整理相關醫療文書中發現，其中的時間記錄無法形成先后的證據鏈條。以此向法院起訴，最終醫院為此進行了賠付。其時間記錄先后矛盾的原因就是不同環節計算機沒有統一的時鐘服務器進行時間校對，以致出現了時間矛盾的記錄。

這兩個案例的教訓告訴我們，統一時鐘雖然在信息化建設中是個非常小的內容，但是必須給予重視，否則一樣會釀成大錯。

計算機時鐘的原理

       在計算機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為振蕩器使用，是基于它的壓電效應：在晶片的兩個極上加一電場，會使晶體產生機械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會產生機械振動，同時機械變形振動又會產生交變電場。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次發出脈沖，這些脈沖經過操作系統計算形成BIOS日時鐘計數。通過由BIOS電池供電,關機后它仍然正常運行。這也就是為啥我們關了電源，第二天開機依然會顯示正確時間的原因。

網絡時鐘同步

        每個計算機各自有了時鐘，但是一旦它們聯網后，又出現一個問題：各自運行的計算機時鐘，彼此之間日積月累的累計誤差如何解決。這就出現了網絡時間協議NTP，它是用于互聯網中時間同步的標準之一，它的用途是把計算機的時鐘同步到世界協調時UTC，其精度在局域網內可達0.lms，在Internet上絕大多數的地方其精度可以達到1- 50ms。

       NTP提供準確時間，首先要有準確的時間來源，這一時間應該是標準時間。為防止對時間服務器的惡意破壞，NTP使用了識別(Authentication)機制，檢查來對時的信息是否是真正來自所宣稱的服務器并檢查資料的返回路徑，以提供對抗干擾的保護機制。隨著網絡拓撲的日益復雜，整個網絡內設備的時鐘同步將變得十分重要。NTP 的出現就是為了解決網絡內設備系統時鐘的同步問題。

   NTP 為以下應用提供了一致性保證：

• 在備份服務器和客戶機之間進行增量備份時，要求這兩個系統之間的時鐘必須同步。

• 復雜的事物往往需要細分，當由多個系統來處理時，為保證事件的正確順序，多個系統必須參考同一時鐘。

• 確保系統之間的RPC（遠程系統調用）能夠正常進行。為了保證一個系統調用不會重復進行，一個調用只在一個時間間隔內有效。如果系統間的時鐘不同步，一個調用可能在還沒有發生之前就會因為超時而不能進行。

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

• 在一個網絡中，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管理員手工輸入date（時間設置命令）命令來調節各個系統的時鐘。

• 調試與事件時間戳：從不同ME60 采集的調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 的目標是對網絡內所有具有時鐘的設備進行時鐘同步，使網絡內所有設備的時鐘時間基本保持一致，從而使設備能夠提供基于統一時間的多種應用。對于運行NTP 的本地系統，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，最終使得全網絡內所有設備的系統時鐘達到基本一致。

構建統一時鐘

       既然說明了統一時鐘的必要性，那么下面幾條經驗在考慮和部署時鐘服務器是也許有用。

       1.購買時鐘服務器，建議采用北斗衛星模式與國家授時中心進行時間校正，并將全網內的所有計算機與此時鐘服務器同步，實現內外計算機的時鐘統一。該類服務器還可以提供不同的端口，將我們需要時間管理的設備進行時間統一。

       2.各醫療設備的校時，并不是所有的醫療設備都會允許我們去進行時鐘校正。有些大型醫療設備或者后勤設備的設置權限甚至都不掌握在醫院手里，被維保公司管理著。因此醫院應該梳理和制訂出時鐘校對制度，要求設備管理人員和維保人員將時間校對納入日常監測中，確保時鐘準確。

       3.檢查各類應用軟件，并與研發人員確認，當系統需要獲取時間時，應該獲取服務器時鐘而避免獲取本地計算機時鐘，避免造成時鐘的不一致。

       4.確保視頻監控設備、各科室掛鐘等非信息設備的校時準確。現在各醫院一般均安裝了視頻監控網絡，在安裝時也應該保證存儲和控制服務器與標準時間的一致。而有條件的醫院可以將原有散在各處的機械時鐘更換為統一時鐘源的電子時鐘，避免出現信息系統與紙質記錄時間上的不統一。

時間是醫療記錄中的一個重要內容，因此統一時鐘是我們醫院信息化建設中不能忽視的重要因素。這樣才能保證醫院的各個環節有序協同工作，才能確保醫療安全。