服務(wù)器VMware虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息化中的應(yīng)用

楊海容

(遼寧電力中心醫(yī)院信息中心，沈陽市 110006)

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服務(wù)器VMware虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息化中的應(yīng)用

楊海容

(遼寧電力中心醫(yī)院信息中心，沈陽市 110006)

【摘要】隨著醫(yī)療行業(yè)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)院日常運(yùn)作的醫(yī)療信息系統(tǒng)不斷增加和變化，造成服務(wù)器數(shù)量的增加、資源的浪費(fèi)、中心機(jī)房的空間不足，而為保障各個(gè)信息系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全不間斷運(yùn)行，通過VMware虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合，建立醫(yī)院的醫(yī)療信息云平臺(tái)，簡化醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)的管理，提高服務(wù)器的利用率，并降低資金和運(yùn)營維護(hù)成本。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù)；信息化；醫(yī)療信息云平臺(tái)

隨著醫(yī)療行業(yè)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)院日常運(yùn)作的醫(yī)療信息系統(tǒng)不斷增加和變化，比如醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)(PACS/RIS)、檢驗(yàn)科信息系統(tǒng)(LIS)、電子病歷系統(tǒng)(EMRS)以及PDA移動(dòng)醫(yī)療等系統(tǒng)，這就需要計(jì)算機(jī)設(shè)備的不斷更新和資金投入的不斷增加；另外各醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的硬件互相獨(dú)立，資源無法共享且利用率較低，系統(tǒng)運(yùn)營和維護(hù)工作也隨著計(jì)算機(jī)設(shè)備數(shù)量的增加而日益繁重，并且由此帶來的供電、空間等問題也越來越制約著醫(yī)院信息化的步伐，而服務(wù)器VMware虛擬化技術(shù)的應(yīng)用為解決這些問題提供了有效的途徑。

服務(wù)器VMware虛擬化技術(shù)將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源。讓一臺(tái)服務(wù)器變成幾臺(tái)甚至上百臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，不再受限于物理意義上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O(輸入輸出端口)等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，從而提高服務(wù)器的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的整合，建立醫(yī)院的醫(yī)療信息云平臺(tái)[1]。

1醫(yī)院信息化現(xiàn)況

自1997年開始，遼寧電力中心醫(yī)院在多年的信息化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程中，逐步實(shí)施HIS、PACS /RIS、LIS、新泰病案管理信息系統(tǒng)等；隨著醫(yī)療信息化技術(shù)在醫(yī)院的更廣泛深入的應(yīng)用，醫(yī)院面臨著更多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的拓展，例如臨床信息系統(tǒng)(CIS)、移動(dòng)式PDA護(hù)士站、合理用藥以及醫(yī)院一卡通系統(tǒng)等等，這就會(huì)造成服務(wù)器數(shù)量的增加，資源的浪費(fèi)、中心機(jī)房的空間不足，而為保障各個(gè)信息系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全不間斷運(yùn)行，醫(yī)院信息技術(shù)人員也面臨著巨大壓力；因此，如何提高服務(wù)器的資源利用率，減少重復(fù)投資，降低運(yùn)營和維護(hù)成本，提高訪問效率，優(yōu)化系統(tǒng)部署，提高單機(jī)服務(wù)器安全性等等，已成為醫(yī)院信息化建設(shè)迫切需要解決的問題。

2VMware概述

VMware(Virtual Machine ware)虛擬化技術(shù)可以使你在一臺(tái)機(jī)器上同時(shí)運(yùn)行2個(gè)或更多Windows、DOS、LINUX系統(tǒng)。虛擬機(jī)可以實(shí)現(xiàn)物理機(jī)的全部功能，如具有自己的資源(內(nèi)存、CPU、網(wǎng)卡、存儲(chǔ))，可以指定單獨(dú)的IP地址、MAC地址等。與“多啟動(dòng)”系統(tǒng)相比，VMware采用了完全不同的概念。多啟動(dòng)系統(tǒng)在一個(gè)時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)，在系統(tǒng)切換時(shí)需要重新啟動(dòng)機(jī)器。VMware是真正“同時(shí)”運(yùn)行，多個(gè)操作系統(tǒng)在主系統(tǒng)平臺(tái)上，就象標(biāo)準(zhǔn)Windows應(yīng)用程序那樣切換。而且可以給每個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行虛擬分區(qū)、配置，卻又不影響真實(shí)硬盤的數(shù)據(jù)。

服務(wù)器VMware虛擬化技術(shù)可以把一個(gè)服務(wù)器虛擬成若干個(gè)獨(dú)立的邏輯服務(wù)器，不需要分區(qū)或重新開機(jī)就能在同一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上使用兩種以上的操作系統(tǒng)；完全隔離并且保護(hù)不同操作系統(tǒng)的操作環(huán)境以及所有安裝在操作系統(tǒng)上面的應(yīng)用軟件和資料；不同的操作系統(tǒng)之間可以互動(dòng)操作共享文件和網(wǎng)絡(luò)資源等；通過執(zhí)行快照實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)原功能；能夠設(shè)定并且隨時(shí)修改操作系統(tǒng)的操作環(huán)境[2-3]。

通過VMware虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合，醫(yī)院各醫(yī)療業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的運(yùn)行變得更加高效，服務(wù)器的性能和可用性可得到提升，這些都有助于簡化醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)的管理，并降低資金和運(yùn)營維護(hù)成本；同時(shí)提高業(yè)務(wù)的服務(wù)級(jí)別；通過服務(wù)器層的虛擬化和存儲(chǔ)設(shè)備的完美結(jié)合，使高可用性和災(zāi)難恢復(fù)解決方案更經(jīng)濟(jì)高效、更簡單和更可靠[4]。VMware虛擬化技術(shù)將服務(wù)器、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)連接基礎(chǔ)架構(gòu)整合到一起，最終實(shí)現(xiàn)安全的、高效的醫(yī)療信息云平臺(tái)。

3醫(yī)院的具體的實(shí)施方案

2013年10底，醫(yī)院新建住院大樓正式開診，中心機(jī)房設(shè)在14樓，占地面積100平米，為了提高醫(yī)院信息化技術(shù)的應(yīng)用水平，對(duì)新建醫(yī)院硬件資源進(jìn)行虛擬化和統(tǒng)一規(guī)劃整合，并且做到各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間相互獨(dú)立以及硬件資源的共享。醫(yī)院根據(jù)實(shí)際情況，制定了合理的信息化硬件規(guī)劃方案，決定HIS核心業(yè)務(wù)采用小型機(jī)雙機(jī)架構(gòu)來承載，而非HIS都部署在通過VMware虛擬化技術(shù)搭建的醫(yī)療云平臺(tái)上。

首先，將HIS與其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隔離開，建成相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，充分利用小型機(jī)穩(wěn)定，并發(fā)能力突出的特點(diǎn)，確保HIS的運(yùn)算能力；并且實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)小型機(jī)互為主備的模式工作，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)問題的時(shí)候，主要應(yīng)用將自動(dòng)切換到備份服務(wù)器上去，當(dāng)主服務(wù)器恢復(fù)功能的時(shí)候，服務(wù)將從備份服務(wù)器切回到主服務(wù)器上來。而所有的數(shù)據(jù)都放在數(shù)據(jù)庫光纖儲(chǔ)存中，提供給兩臺(tái)服務(wù)器共用。

其次，對(duì)于醫(yī)院其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，則是利用服務(wù)器VMware虛擬化技術(shù)搭建了醫(yī)療云平臺(tái)(虛擬服務(wù)器集群)。首先根據(jù)醫(yī)院的應(yīng)用規(guī)模和需求，新購置4臺(tái)IBM刀片式服務(wù)器系統(tǒng)和2臺(tái)IBM V7000的儲(chǔ)存設(shè)備以及VMware虛擬化軟件，利用4臺(tái)IBM 刀片服務(wù)器 和2臺(tái)IBM 的V7000存儲(chǔ)搭建虛擬化醫(yī)療云平臺(tái)，用于承載除HIS外所有其他應(yīng)用，將PACS/RIS服務(wù)器、LIS服務(wù)器、體檢系統(tǒng)服務(wù)器、病案管理系統(tǒng)服務(wù)器、合理用藥服務(wù)器等各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行于虛擬服務(wù)器的平臺(tái)之上。

通過VMware技術(shù)集中管理所有物理服務(wù)器和虛擬服務(wù)器，使虛擬環(huán)境更易于控制和管理。所有硬件資源和虛擬機(jī)都是通過管理端進(jìn)行統(tǒng)一管理，當(dāng)需要新的虛擬機(jī)時(shí)可隨時(shí)增加。在日常運(yùn)行過程中，如果任何一個(gè)刀片服務(wù)器因?yàn)镃PU、內(nèi)存或電源等發(fā)生故障時(shí)，則這臺(tái)服務(wù)器的應(yīng)用會(huì)根據(jù)虛擬服務(wù)器軟件設(shè)定的策略自動(dòng)遷移到另外3臺(tái)正常運(yùn)行的刀片服務(wù)器上，最大限度地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性；同時(shí)，根據(jù)每臺(tái)虛擬服務(wù)器的各自需求，按需分配資源，例如PACS服務(wù)器需要大的空間和傳輸能力，就分配更多的磁盤和網(wǎng)絡(luò)資源給它，由于影像文件是以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型存在，其數(shù)據(jù)特點(diǎn)文件大，占用空間，又需要長期保存，所以為它采用獨(dú)立的NAS(網(wǎng)絡(luò)連接式存儲(chǔ))文件共享存儲(chǔ)方式；同時(shí)虛擬機(jī)之間可以做到隔離保護(hù)，其中每一個(gè)虛擬機(jī)發(fā)生故障都不會(huì)影響同一個(gè)物理機(jī)上的其它虛擬機(jī)運(yùn)行，每個(gè)虛擬機(jī)上的用戶權(quán)限只限于本虛擬機(jī)之內(nèi)，以保障系統(tǒng)平臺(tái)的安全性。

經(jīng)過該項(xiàng)目的實(shí)施，醫(yī)院實(shí)現(xiàn)了：(1)通過虛擬化技術(shù)和虛擬管理平臺(tái)集中管理各系統(tǒng)的服務(wù)器和虛擬機(jī)，提高信息系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)的建設(shè)成本；(2)利用虛擬機(jī)技術(shù)，將多個(gè)操作系統(tǒng)應(yīng)用整合到一臺(tái)物理服務(wù)器上，從而減少物理服務(wù)器數(shù)量，節(jié)約了大量資金；(3)利用統(tǒng)一的虛擬管理平臺(tái)，將所有服務(wù)器作為統(tǒng)一資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)的管理，從而簡化了管理，提高了系統(tǒng)的利用率[5]；(4)所有系統(tǒng)采用光纖存儲(chǔ)架構(gòu)，以交換機(jī)為中心，形成FC-SAN(基于光纖通道的存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò))，實(shí)現(xiàn)高性能、高可用的存儲(chǔ)；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)器、存儲(chǔ)資源的統(tǒng)一管理，按需分配，建立了醫(yī)院的醫(yī)療信息云平臺(tái)。

醫(yī)療服務(wù)信息化是當(dāng)今信息化的發(fā)展趨勢(shì)，而醫(yī)院信息化的基礎(chǔ)則是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和各醫(yī)療信息系統(tǒng)，醫(yī)療業(yè)務(wù)應(yīng)用與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的逐步融合正成為國內(nèi)醫(yī)院尤其是大中型醫(yī)院信息化發(fā)展的新方向。選擇服務(wù)器VMware虛擬技術(shù)，構(gòu)建醫(yī)院虛擬化醫(yī)療云平臺(tái)，可以輕松解決醫(yī)療行業(yè)信息系統(tǒng)分類多、業(yè)務(wù)連續(xù)性要求高、系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間缺乏、排除故障時(shí)間要求短的問題，實(shí)現(xiàn)了投資少、成本低、方便管理并確保了醫(yī)療業(yè)務(wù)的連續(xù)性。VMware虛擬技術(shù)為醫(yī)院信息化的高可用性、高安全性提供了可靠的技術(shù)保障，同時(shí)也提高了患者滿意度和信任度，提高了醫(yī)院的服務(wù)水平與核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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[5]陳利佳,李剛榮,汪鵬.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在臨床信息中心的應(yīng)用探索[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2012,7(9):65-67.

修回日期：2016-01-08

(編輯馬蘭)

【中圖分類號(hào)】R197

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1672-4232(2016)01-0079-02

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1672-4232.2016.01.026

通信作者：楊海容(1969-)，女，大學(xué)，副主任技師；研究方向：醫(yī)療信息。

收稿日期：2015-09-09