虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息化管理的應(yīng)用

陸 楊，陶 晟（鎮(zhèn)江市精神衛(wèi)生中心，江蘇212001）

在信息化高速發(fā)展的今天，現(xiàn)代化醫(yī)院的管理無(wú)時(shí)無(wú)刻均離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及信息化管理系統(tǒng)，各種信息管理系統(tǒng)、應(yīng)用軟件孕育而生。醫(yī)院從患者的角度出發(fā)，就診患者在醫(yī)院產(chǎn)生的診斷、治療、消費(fèi)、藥品信息均必須記錄在案，建立電子病歷，為患者提供主動(dòng)、有針對(duì)性的個(gè)性化服務(wù)，數(shù)字化采集、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)分析均是非常必要的。先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)院診療水平的標(biāo)志之一，將大、中型特檢及治療設(shè)備產(chǎn)生的信息進(jìn)行合理保存，便于臨床的各個(gè)方面信息的存儲(chǔ)和檢索。但隨著醫(yī)院不斷的發(fā)展，各種信息化需求越來(lái)越大，管理系統(tǒng)越來(lái)越多，由于前期規(guī)劃考慮不夠全面，硬件設(shè)備經(jīng)常升級(jí)換代，導(dǎo)致單位機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備越來(lái)越多，信息化運(yùn)營(yíng)、管理及維護(hù)的成本也隨著服務(wù)器數(shù)量的增加快速攀升，隨之而來(lái)的問(wèn)題也就逐漸暴露。利用有限的資金，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的整合和數(shù)量的控制，提高服務(wù)器的利用率，輕松分配資源，減輕系統(tǒng)管理員的壓力。虛擬化技術(shù)是IT 基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域現(xiàn)在最常被談?wù)摰男录夹g(shù)之一，可從兩方面幫助服務(wù)器更加合理地實(shí)現(xiàn)資源分配：一是把一個(gè)物理的服務(wù)器虛擬成若干個(gè)獨(dú)立的邏輯服務(wù)器，使用戶可在這些看似獨(dú)立的虛擬服務(wù)器上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用，典型代表是分區(qū)；二是把若干個(gè)分散的物理服務(wù)器虛擬為一個(gè)大的邏輯服務(wù)器，使用戶能像使用同一臺(tái)服務(wù)器資源一樣支配這些物理上獨(dú)立的服務(wù)器，從而達(dá)到最大化利用資源的目的[1]。

1 方案概述

本院是一所新成立的?？漆t(yī)院，規(guī)模不大，信息數(shù)據(jù)量小，目前使用的各類軟件系統(tǒng)近十余個(gè)，如HIS、PACS/RIS，LIS、OA、固定資產(chǎn)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)成本核算系統(tǒng)等，醫(yī)院信息化還處于建設(shè)階段[2]。利用有限的資金投入，把新技術(shù)項(xiàng)目應(yīng)用于醫(yī)院管理，是一種行之有效的嘗試。本院采取當(dāng)今主流的虛擬化解決方案架構(gòu)，構(gòu)建高效的容災(zāi)級(jí)別[3]的應(yīng)用環(huán)境和存儲(chǔ)的san 環(huán)境，充分利用資源虛擬化的技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)集中管理，集中備份等優(yōu)勢(shì)，以便實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于整合平臺(tái)而構(gòu)建的高可用的分布式虛擬化數(shù)據(jù)中心， 提供核心存儲(chǔ)的雙活機(jī)制及核心數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步等，保障數(shù)據(jù)安全；在系統(tǒng)的高可用性、數(shù)據(jù)的高可用高穩(wěn)定方面，將打造一個(gè)堅(jiān)固和充分冗余的分布式數(shù)據(jù)中心，大大提高用戶的信息化競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)。

考慮醫(yī)院HIS 系統(tǒng)的特殊復(fù)雜性，本方案可結(jié)合虛擬化方式，靈活地?cái)U(kuò)展HIS 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的物理雙機(jī)環(huán)境搭建，以滿足用戶對(duì)HIS 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的特殊需求，做到在應(yīng)用虛擬化和HIS 數(shù)據(jù)庫(kù)物理機(jī)高可用之間的靈活變通。這種方式可在應(yīng)用服務(wù)器上，也可在專門的存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部。存儲(chǔ)虛擬化面向服務(wù)器的存儲(chǔ)硬件資源，經(jīng)虛擬化后形成存儲(chǔ)資源庫(kù)，分配給各個(gè)應(yīng)用虛擬機(jī)，而其位置是透明的，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)硬件資源的統(tǒng)一規(guī)劃使用[4]。

在歷史數(shù)據(jù)遷移方面，作者將采用技術(shù)領(lǐng)先的Oralce Goldengate 技術(shù)[5]，可以在異構(gòu)的IT 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（包括幾乎所有常用操作系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)）之間實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)亞秒一級(jí)的實(shí)時(shí)復(fù)制，保障用戶的歷史應(yīng)用安全地遷移[6]到新的平臺(tái)之上。通過(guò)虛擬化技術(shù)創(chuàng)建分布式數(shù)據(jù)中心，提高平臺(tái)的容災(zāi)級(jí)別。

VMware vSphere5 部署在4 臺(tái)IBM 高可擴(kuò)展的4路服務(wù)器平臺(tái)上，將允許用戶在X86 系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)最大的整合率。作者利用現(xiàn)有2 個(gè)完備的信息中心機(jī)房，4 臺(tái)物理服務(wù)器將分布在2 個(gè)機(jī)房之中，結(jié)合綜合布線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)2 個(gè)機(jī)房之間的物理機(jī)池化，滿足2 個(gè)機(jī)房之間機(jī)器的互為災(zāi)備；同時(shí)SAN 網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)系統(tǒng)也結(jié)合綜合布線系統(tǒng)，分布在2 個(gè)機(jī)房之中，通過(guò)MIRROR 方式，實(shí)現(xiàn)2 個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的同步鏡像，最終實(shí)現(xiàn)任意物理機(jī)及任意機(jī)房環(huán)境的冗余。

1.1 充分利用資源，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)靈活擴(kuò)展，節(jié)約前期投資在現(xiàn)有平臺(tái)之上，用戶可以方便地將原有服務(wù)器加入到虛擬化計(jì)算池中，讓前期設(shè)備被充分利用，介于虛擬環(huán)境下虛擬機(jī)的靈活遷移的特性，前期設(shè)備加入后可能出現(xiàn)的物理故障不會(huì)對(duì)整個(gè)平臺(tái)造成中斷的影響，體現(xiàn)虛擬化架構(gòu)對(duì)硬件資源的充分利用。

1.2 采用技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)據(jù)遷移方案 GoldenGate 可以在異構(gòu)的IT 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)[7]之間實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的秒一級(jí)數(shù)據(jù)捕捉、轉(zhuǎn)換和投遞，支持幾乎所有常用操作系統(tǒng)如數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。操作系統(tǒng)包括：windows、Linux、Sun Solaris、HP-UX、IBM AIX、HP NonStop、TRU64、IBM z/OS、OS/390。數(shù) 據(jù) 庫(kù) 包 括：Oracle、DB2、MS SQL Server、MySQL、Enscribe、SQL/MP、SQL/MX、Sybase、Teradata，其他ODBC 兼容數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.3 隨時(shí)擴(kuò)展邏輯備份系統(tǒng) 在平臺(tái)系統(tǒng)中，支持隨時(shí)加入邏輯備份系統(tǒng)，后期建議用戶可通過(guò)一臺(tái)一體化的備份設(shè)備，接入到SAN 環(huán)境或用戶內(nèi)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)的邏輯備份[8]，以實(shí)現(xiàn)人為操作錯(cuò)誤時(shí)的恢復(fù)。

1.4 HIS 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的HA 模式 出于虛擬化技術(shù)用于HIS 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)的性能存在擔(dān)憂，也可以采用純物理機(jī)方式部署[9]，以滿足對(duì)性能的最大化要求，可以抽出2 臺(tái)IBM4 路服務(wù)器， 通過(guò)VRTS STORAGE FOUNDATION 方式，并在存儲(chǔ)上劃出指定空間，實(shí)現(xiàn)HIS 應(yīng)用的HA 部署，VRTS STORAGE FOUNDATION 將可以為HIS 應(yīng)用創(chuàng)建最可靠的容災(zāi)環(huán)境；并且2 臺(tái)HIS 服務(wù)器及存儲(chǔ)依然可以分布在2 個(gè)機(jī)房之中，提供容災(zāi)級(jí)別，剩余的2 臺(tái)IBM3850 服務(wù)器依然能提供64 個(gè)邏輯核及256 G 的內(nèi)存資源，最大可支持虛擬64 個(gè)虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬機(jī)有4 GB 的內(nèi)存，將可為用戶提供靈活的方案選擇空間。

2 方案選擇

無(wú)論選擇哪種虛擬化方案，主要從適合自己實(shí)際應(yīng)用考慮。VMware 解決方案可以使有限的IT 資源更易于管理和使用，同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)更加可靠而且成本更低廉，非常適合中、小型醫(yī)院的信息化發(fā)展需要。虛擬化的應(yīng)用目前雖然非常流行，但需要技術(shù)仍處于前期探索和試驗(yàn)階段，虛擬化技術(shù)還不是完全成熟。技術(shù)再次走在了最佳安全方法的前面。因此，虛擬化的應(yīng)用能讓醫(yī)院管理者能夠?qū)Ｗ⒂诠芾砗桶l(fā)展業(yè)務(wù)，但隨著對(duì)于信息的依賴及對(duì)災(zāi)難恢復(fù)和業(yè)務(wù)連續(xù)性的重視，如何很好地解決虛擬化技術(shù)的缺陷，如何保障虛擬服務(wù)器環(huán)境安全問(wèn)題，還需要進(jìn)一步實(shí)踐和探索。

3 小 結(jié)

通過(guò)虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器整合，控制和減少物理服務(wù)器的數(shù)量，明顯提高每個(gè)物理服務(wù)器及其CPU 的資源利用率，從而降低硬件成本。降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本，包括數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等。由于采用了虛擬化技術(shù)的高級(jí)功能，使業(yè)務(wù)系統(tǒng)脫離了單臺(tái)物理硬件的束縛，可以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的業(yè)務(wù)連續(xù)性要求，提升了系統(tǒng)安全性、可靠性。加快新服務(wù)器和應(yīng)用的部署， 大大降低服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時(shí)間，降低了物理硬件的故障影響力，減少了硬件的安全隱患?！疤摂M化是云計(jì)算[10]的基礎(chǔ)”，這已經(jīng)是一個(gè)毋庸置疑的話題。通過(guò)vSphere 的搭建，可以為將來(lái)向云計(jì)算過(guò)渡，提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠、易于擴(kuò)展的基礎(chǔ)平臺(tái)。虛擬化技術(shù)將給用戶帶來(lái)極大的便利性，為將來(lái)過(guò)渡到云計(jì)算環(huán)境創(chuàng)造可行性基礎(chǔ)。

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