在醫(yī)院應(yīng)用虛擬化技術(shù)的體會(huì)

林植生　王超　朱光翔

摘要：通過(guò)虛擬化技術(shù)，將現(xiàn)有的服務(wù)器進(jìn)行了資源整合，通過(guò)VMware5.0虛擬中心進(jìn)行集中控制與管理，通過(guò)vMotion技術(shù)、熱添加技術(shù)消除計(jì)劃內(nèi)停機(jī)；通過(guò)HA、DRS技術(shù)應(yīng)對(duì)計(jì)劃外停機(jī)；結(jié)合快照技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速遷移和災(zāi)難恢復(fù)。虛擬化網(wǎng)絡(luò)中心使我院業(yè)務(wù)系統(tǒng)高效、可靠，真正做到系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)性。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)中心 醫(yī)院信息化

中圖分類(lèi)號(hào)：r197.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）04-0075-01

1 引入虛擬化技術(shù)背景

我院從1987年開(kāi)始在臨床科室使用計(jì)算機(jī)運(yùn)行單機(jī)版《醫(yī)護(hù)辦公系統(tǒng)》進(jìn)行醫(yī)囑處理與出院結(jié)算，隨著時(shí)間推移，到現(xiàn)在的HIS、PASS、LIS、EMRS等系統(tǒng)運(yùn)行，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中造成了軟硬件設(shè)備品牌差異，軟硬件系統(tǒng)互不兼容，使得日常維護(hù)與管理帶來(lái)困難，也使人力、物力與財(cái)力造成浪費(fèi)，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 硬件系統(tǒng)差異化

醫(yī)院購(gòu)置服務(wù)器由于年代不同，品牌差異，各種型號(hào)的機(jī)型都有，而且服務(wù)器的操作系統(tǒng)版本不同，互相不兼容，各種應(yīng)用子系統(tǒng)安裝在不同時(shí)期的服務(wù)器上，造成數(shù)據(jù)冗余嚴(yán)重；很多服務(wù)器老化，可靠性差，易出現(xiàn)故障且市場(chǎng)上配件嚴(yán)重缺乏，不易維護(hù)等問(wèn)題。

醫(yī)院從單機(jī)版到網(wǎng)絡(luò)版發(fā)展過(guò)程中，經(jīng)歷不同網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)性能參差不齊，造成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)丟包誤碼情況，追蹤錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)，非常困難，出現(xiàn)故障修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)；由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備購(gòu)置時(shí)間不同，存在設(shè)備通訊方式差異，給網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管帶來(lái)困難等問(wèn)題。

1.2 軟件系統(tǒng)差異化

醫(yī)院在信息化方面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，以往購(gòu)買(mǎi)的服務(wù)器性能和可靠性不能滿足當(dāng)今高速發(fā)展的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)和需求，從而就要不斷地購(gòu)買(mǎi)新的服務(wù)器和升級(jí)舊的服務(wù)器，重新安裝操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件，重新配置醫(yī)院正在運(yùn)行的系統(tǒng)軟件；對(duì)一些老的應(yīng)用系統(tǒng)多年沒(méi)有升級(jí)，如果遷移原有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，必須停止該服務(wù)器正在運(yùn)行的系統(tǒng)，造成醫(yī)院的業(yè)務(wù)中斷，給醫(yī)院造成損失。

醫(yī)院信息化系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致服務(wù)器品牌雜亂，新舊摻雜，獨(dú)立運(yùn)行，很難做到對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，由于我院信息科人員比較少，給系統(tǒng)管理增加了難度，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行不間斷性差

由于各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)分布在不同的服務(wù)器上，一是數(shù)據(jù)備份困難，以前我院，除HIS系統(tǒng)外，其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)基本無(wú)備份冗余；二是服務(wù)器突然宕機(jī)給業(yè)務(wù)帶來(lái)的損害；三是在沒(méi)有系統(tǒng)級(jí)備份的情況下，計(jì)算機(jī)病毒很容易入侵，造成系統(tǒng)癱瘓；四是更換服務(wù)器需要停機(jī)，影響業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行；五是系統(tǒng)升級(jí)需要停止業(yè)務(wù)等等一系列問(wèn)題。但虛擬化網(wǎng)絡(luò)中心可以解決上述一切問(wèn)題[1]。

2 虛擬化網(wǎng)絡(luò)中心

醫(yī)院經(jīng)過(guò)充分論證，購(gòu)置一套HP BLc7000刀片系統(tǒng)，4臺(tái)BLc680G7和2臺(tái)BLc460G7服務(wù)器作為虛擬化平臺(tái)，采用HPEVA4400磁盤(pán)陣列做為SAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的在線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，采用HP P2000G3磁盤(pán)陣列做為SAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的近線數(shù)據(jù)備份。刀片服務(wù)器均使用VMware5.0虛擬化網(wǎng)絡(luò)軟件建立虛擬機(jī)，并通過(guò)VMware5.0虛擬中心進(jìn)行集中控制，從而實(shí)現(xiàn)資源自動(dòng)調(diào)配、虛擬機(jī)的自動(dòng)遷移及核心業(yè)務(wù)的高可用性。

使用4臺(tái)BIc680G7共同承擔(dān)HIS、EMRS、LIS、PACS、WEB、NIS近20多個(gè)應(yīng)用的日常運(yùn)行，2臺(tái)BIc460G7承擔(dān)Oracle、MSSQL數(shù)據(jù)庫(kù)及EMRS、PACS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的高效運(yùn)行，整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)全部運(yùn)行在虛擬化網(wǎng)絡(luò)中，在虛擬化網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)應(yīng)用都可以隨時(shí)從一個(gè)虛擬服務(wù)器遷移到任何一臺(tái)虛擬服務(wù)器上運(yùn)行，從而真正意義上做到升級(jí)、備份、故障等因素不停機(jī)，大大提高了應(yīng)用的可用性。

采用應(yīng)用、數(shù)據(jù)分離理念，仔細(xì)分析各個(gè)應(yīng)用的特點(diǎn)，把操作系統(tǒng)和應(yīng)用執(zhí)行文件部署在虛擬磁盤(pán)中，把數(shù)據(jù)部分以裸映射磁盤(pán)的形式存在磁盤(pán)陣列中，結(jié)合虛擬化的快照技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)和應(yīng)用執(zhí)行文件的快照備份，一旦應(yīng)用出現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)快照能在最短時(shí)間內(nèi)（一般在3-5秒內(nèi)）恢復(fù)業(yè)務(wù)的運(yùn)行，有效的防止了病毒、木馬等對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的影響，同時(shí)通過(guò)快照技術(shù)能夠快速恢復(fù)應(yīng)用系統(tǒng)升級(jí)失敗等日常操作[2]。

3 虛擬化網(wǎng)絡(luò)中心的優(yōu)勢(shì)

3.1 系統(tǒng)維護(hù)性強(qiáng)

利用BLc7000刀片系統(tǒng)集成軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)服務(wù)器、SAN交換機(jī)、風(fēng)扇、交換機(jī)、電源等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)通過(guò)WEB方式完成操作系統(tǒng)安裝、服務(wù)器配置、業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理、故障診斷、網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控等工作。通過(guò)VMwarevCenter管理平臺(tái)對(duì)所有虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)安裝、配置、應(yīng)用軟件配置、系統(tǒng)性能調(diào)整等工作；利用一臺(tái)終端機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的監(jiān)控，通過(guò)第三方插件可實(shí)現(xiàn)硬監(jiān)控和故障報(bào)警，所有操作方便易用。

3.2 系統(tǒng)擴(kuò)展性好

通過(guò)虛擬機(jī)模塊3-5分鐘即可完成操作系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)等環(huán)境的安裝、調(diào)試、轉(zhuǎn)移、升級(jí)等工作，縮短醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)由于某種原因耽誤工作的時(shí)間，通過(guò)虛擬機(jī)克隆技術(shù)可以快速建立虛擬服務(wù)器，相當(dāng)在很短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有花錢(qián)就購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)嶄新的服務(wù)器，擴(kuò)展醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)即簡(jiǎn)單又方便。

3.3 網(wǎng)絡(luò)中心安全性高

利用虛擬化在線遷移vMotion技術(shù)實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停業(yè)務(wù)， HA技術(shù)讓所有的應(yīng)用系統(tǒng)具有備份冗余功能，數(shù)據(jù)應(yīng)用分離和快照的結(jié)合，防止木馬、病毒的威脅，VMware FT技術(shù)讓?xiě)?yīng)用系統(tǒng)永不宕機(jī)， DRS技術(shù)滿足了應(yīng)用系統(tǒng)萬(wàn)變的要求；通過(guò)以上虛擬化技術(shù)讓 “永不停機(jī)”成為現(xiàn)實(shí)。

3.4 系統(tǒng)節(jié)能性高

VMwareDPM動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)隨需自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉服務(wù)器，服務(wù)器刀片系統(tǒng)減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心電力、空間、室內(nèi)溫控等方面的要求，節(jié)省能源、降低運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)高效低耗[3]。

4 虛擬化網(wǎng)絡(luò)中心的目標(biāo)

4.1 在線維護(hù)與升級(jí)目標(biāo)

以往醫(yī)院進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與升級(jí)，需要進(jìn)行數(shù)天的準(zhǔn)備，一是購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器硬件，二是規(guī)劃升級(jí)路線圖保證醫(yī)院業(yè)務(wù)盡量減少到最低時(shí)間，三是進(jìn)行服務(wù)器系統(tǒng)安裝與數(shù)據(jù)庫(kù)升級(jí)與安裝，四是導(dǎo)入數(shù)據(jù)。如此繁瑣的工作不能保證資源增長(zhǎng)以快速響應(yīng)客戶和應(yīng)用的需求。通過(guò)虛擬化技術(shù)立刻進(jìn)行硬件維護(hù)和升級(jí)，保證醫(yī)院業(yè)務(wù)的不間斷，大大提高了工作效率。

4.2 硬件成本降低目標(biāo)

虛擬化技術(shù)整合了服務(wù)器，減少了物理服務(wù)器數(shù)量，大幅度地降低了服務(wù)器硬件成本，使網(wǎng)絡(luò)中心單個(gè)物理服務(wù)器的利用率由原來(lái)的5%-15%提高到60%-80%。在減少物理服務(wù)器的同時(shí)，減少了網(wǎng)絡(luò)中心的機(jī)柜及空間，降低了耗電、制冷等能源，同時(shí)使醫(yī)院運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本降低，提高醫(yī)院效能。

4.3 永不停機(jī)目標(biāo)

利用虛擬化技術(shù)確保業(yè)務(wù)連續(xù)性，有效地保證執(zhí)行維護(hù)時(shí)的計(jì)劃內(nèi)停機(jī)，通過(guò)HA技術(shù)有效地應(yīng)對(duì)計(jì)劃外停機(jī)；利用DRS技術(shù)可持續(xù)監(jiān)控所有資源池的利用率，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求在多個(gè)虛擬機(jī)之間智能分配可用資源，實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化；利用VMotion技術(shù)則將正在運(yùn)行中的虛擬服務(wù)器從一臺(tái)物理服務(wù)器遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器上，整個(gè)過(guò)程應(yīng)用服務(wù)不會(huì)中斷；DPM動(dòng)態(tài)電源管理，保證設(shè)備運(yùn)行永不掉電；災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)保證數(shù)據(jù)不丟失。通過(guò)以上技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)中斷的IT運(yùn)行環(huán)境，保證醫(yī)院業(yè)務(wù)連續(xù)性和高可用性[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)中心虛擬化服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了集中管理和監(jiān)控，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心基礎(chǔ)架構(gòu)更易于控制和管理，減少了網(wǎng)絡(luò)中心的運(yùn)營(yíng)成本，利用HA、vMotion、FT、DRS等技術(shù)確保了業(yè)務(wù)連續(xù)性，利用DPM動(dòng)態(tài)電源管理使電源、風(fēng)扇等集中分配，讓網(wǎng)絡(luò)中心更加綠色，災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)確保了信息系統(tǒng)安全。我院利用虛擬化網(wǎng)絡(luò)中心以來(lái)，真正減少了人力、物力與財(cái)力，降低醫(yī)院運(yùn)行成本；使醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]孟群，屈曉輝.虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息平臺(tái)服務(wù)器整合中的應(yīng)用.中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2011，6（7）：8-12.

[2]王毅琳，李剛榮，吳昊.云計(jì)算在區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2012，7（3）：38—40.

[3]陳振宇，何偉豪，黃悅.虛擬化技術(shù)應(yīng)用前景展望.計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2012，（19）：147-148.

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