淺談虛擬化技術(shù)在我院數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用

夏峰 陸明勝 錢朝陽

摘要：計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)日益滲透到醫(yī)療行業(yè)中并發(fā)揮著越來越重要的作用，醫(yī)院的信息化建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代.使用虛擬化構(gòu)建適應(yīng)醫(yī)院需求的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，可以有效整合各個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的資源，便于管理，同時(shí)也大幅度降低醫(yī)院的營運(yùn)成本。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化醫(yī)院 虛擬化 存儲(chǔ) 服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）07-0239-01

1 數(shù)字化醫(yī)院的需求

近幾年來，醫(yī)院信息化的推進(jìn)不斷加快，數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)的硬軟件的應(yīng)用日益增多，環(huán)境也變得日益復(fù)雜，這無形中增加了網(wǎng)絡(luò)中心人員管理維護(hù)系統(tǒng)的難度和成本。同時(shí)，隨著應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增加，數(shù)據(jù)也相應(yīng)海量增長(zhǎng)，這就給原有的信息基礎(chǔ)架構(gòu)提出了更高的要求。

在醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，HIS、LIS、EMR和PACS是醫(yī)院信息化4大應(yīng)用系統(tǒng)。傳統(tǒng)的醫(yī)院信息化建設(shè)方案是：如果要保證每個(gè)系統(tǒng)可靠性，都要實(shí)施2+1集群，僅4大系統(tǒng)就需要部署8臺(tái)服務(wù)器，數(shù)量眾多的服務(wù)器勢(shì)必會(huì)造成如下的問題：

（1）資源利用率低，單臺(tái)服務(wù)器中的cpu和內(nèi)存利用率低，非高峰時(shí)段，cpu的利用率不到20%-30%。

（2）如服務(wù)器的內(nèi)存及硬盤需要擴(kuò)容，服務(wù)器需要停機(jī)，才能進(jìn)行維護(hù)。

（3）管理的難度增加，服務(wù)器數(shù)量多增加了管理的復(fù)雜度，新服務(wù)器上架配置和軟件的應(yīng)用加載部署時(shí)間長(zhǎng)，效率低。

（4）投入費(fèi)用高，每添加一個(gè)新應(yīng)用，不僅需新購一臺(tái)服務(wù)器，隨著服務(wù)器、機(jī)柜和空調(diào)增多，耗電量也變大。

2 虛擬化技術(shù)

虛擬化簡(jiǎn)單的說就是在計(jì)算機(jī)BIOS上面加入一個(gè)虛擬化層，再在虛擬化層上部署各種應(yīng)用。我們可以這樣理解，就是把服務(wù)器的cpu、內(nèi)存、存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)等資源通過虛擬化軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理和配置。

3 虛擬化常用的技術(shù)

（1）高可用性HA如果一個(gè)虛擬機(jī)宕了，故障主機(jī)上的虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序及時(shí)轉(zhuǎn)移備用主機(jī)上虛擬機(jī)，減少了停機(jī)的時(shí)間確保了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

（2）在線遷移的Vmotion如果一臺(tái)服務(wù)器需要擴(kuò)容或維護(hù)， 使用 VMotion功能的虛擬機(jī)可以不中斷應(yīng)用程序的從要擴(kuò)容的物理服務(wù)器動(dòng)態(tài)遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器。

（3）動(dòng)態(tài)資源調(diào)度DRS，各虛擬機(jī)可根據(jù)應(yīng)用需要?jiǎng)討B(tài)地調(diào)配資源池的資源，以便提高了的資源利用率，達(dá)到最佳的應(yīng)用效果。

（4）克隆技術(shù)。通過虛擬機(jī)和模板，快速拷貝出來與原虛擬機(jī)或模板一樣的虛擬機(jī)，拷貝的虛擬機(jī)同時(shí)可以修改主機(jī)名稱和SID。使用此技術(shù)在虛擬機(jī)上安裝操作系統(tǒng)后，其他類似應(yīng)用通過此技術(shù)克隆即可，這就可以大大的節(jié)約安裝虛擬機(jī)和操作系統(tǒng)的時(shí)間。

4 虛擬化技術(shù)在我院的應(yīng)用

我院虛擬化的整體架構(gòu)如下：購買3臺(tái)HP580G9服務(wù)器；每臺(tái)服務(wù)器配置兩顆8核E7-4809V3處理器，128G內(nèi)存，每臺(tái)服務(wù)器配置2塊8GB的HBA卡；2臺(tái)EMCVNX5200存儲(chǔ)，每臺(tái)存儲(chǔ)配置12塊600G的硬盤；2臺(tái)EMCDS300BSAN交換機(jī)；1套EMC持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)軟件（RecoverPointforVM）。通過Vcenter整合后，整個(gè)虛擬化系統(tǒng)相當(dāng)于48CPU核，內(nèi)存384G，硬盤實(shí)際可用空間約3T的邏輯服務(wù)器。

在我院的虛擬化項(xiàng)目實(shí)施中，為了有效合理使用虛擬化的資源，對(duì)重要的應(yīng)用系統(tǒng)，如HIS系統(tǒng)，采用集群模式。它的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)虛擬機(jī)windows系統(tǒng)出現(xiàn)無法啟動(dòng)問題時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)接管，安全性高。其缺點(diǎn)對(duì)于硬件CPU、內(nèi)存方面資源占用比較大；對(duì)于相對(duì)不重要的系統(tǒng)，如手麻系統(tǒng)，采用單機(jī)模式。它的優(yōu)點(diǎn)是占用系統(tǒng)資源少，缺點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)于windows系統(tǒng)的自動(dòng)接管，當(dāng)虛擬機(jī)的windows系 統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可以通過快照進(jìn)行系統(tǒng)的恢復(fù)，然后將數(shù)據(jù)盤掛載到虛擬機(jī)上面，恢復(fù)時(shí)間要依據(jù)軟件環(huán)境部署時(shí)間確定，一般2-3分鐘。我院整個(gè)虛擬化上線后，實(shí)現(xiàn)如下的效果：

（1）服務(wù)器故障，使用了VMware HA技術(shù)，會(huì)自動(dòng)切換到另一臺(tái)服務(wù)器，恢復(fù)時(shí)間：1到2分鐘，數(shù)據(jù)損失為0。

（2）如 SAN交換機(jī)、HBA卡、光纖鏈路，發(fā)生故障不會(huì)造成應(yīng)用中止，恢復(fù)時(shí)間和數(shù)據(jù)損失為0。

（3）如某臺(tái)存儲(chǔ)故障，由于兩臺(tái)存儲(chǔ)之間使用了存儲(chǔ)RPS鏡像功能，另一臺(tái)存儲(chǔ)會(huì)自動(dòng)接管應(yīng)用，不會(huì)造成業(yè)務(wù)中止，恢復(fù)時(shí)間和數(shù)據(jù)損失均為0。

（4）邏輯數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，利用RecoverPoint for VM持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，數(shù)據(jù)回滾到故障時(shí)間點(diǎn)前，恢復(fù)時(shí)間：數(shù)分鐘，包括存儲(chǔ)設(shè)置、服務(wù)器重新識(shí)別磁盤、重啟應(yīng)用等所有操作，數(shù)據(jù)損失為0。如圖1所示。

5 結(jié)語及展望

我院虛擬化項(xiàng)目成功上線之后，三臺(tái)服務(wù)器支撐醫(yī)院目前所有的應(yīng)用，如以后新的應(yīng)用上線服務(wù)器資源不夠，可以再加一臺(tái)物理服務(wù)器。現(xiàn)在機(jī)房環(huán)境會(huì)變得更加易于管理且井然有序。另外，在我院未來的二期項(xiàng)目中，擬使用超融合基礎(chǔ)架構(gòu)，就是將CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化整合在一臺(tái)設(shè)備上，克服傳統(tǒng)的I/O瓶頸。超融合架構(gòu)打破了傳統(tǒng)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的孤立界線，實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的HCI形態(tài)。用戶可以根據(jù)當(dāng)前需求購買，它也可隨著業(yè)務(wù)增加提供橫向擴(kuò)展能力?？梢灶A(yù)言超融合是未來構(gòu)建IT基礎(chǔ)架構(gòu)發(fā)展的必然趨勢(shì)！

參考文獻(xiàn)

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