醫(yī)院服務(wù)器虛擬集群的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張全儲，李佳，張龍，韓蕾，張健

（中國人民解放軍第5 1 7醫(yī)院，廣東 廣州 0 3 6 3 0 1）

1 我院信息化狀況

我院于2001年開始實(shí)施以“軍字一號”工程為主的醫(yī)院HIS系統(tǒng)，10幾年來不斷持續(xù)更新擴(kuò)展數(shù)字化應(yīng)用，尤其是近年實(shí)施了新一代數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)，先后運(yùn)行新版電子病歷系統(tǒng)（EMRS）、醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)（PACS）、檢驗(yàn)系統(tǒng)（LIS）、移動(dòng)查房系統(tǒng)、體檢管理系統(tǒng)、合理用藥、物資固定資產(chǎn)管理等系統(tǒng)，基本完成新一代數(shù)字化醫(yī)院基礎(chǔ)建設(shè)。大量數(shù)字化醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)施，對我院的醫(yī)療保障工作產(chǎn)生了重大影響，對醫(yī)院的醫(yī)療業(yè)務(wù)管理、服務(wù)質(zhì)量、醫(yī)療水平等各方面具有明顯的促進(jìn)作用。

2 我院信息化存在問題

隨著我院數(shù)字化系統(tǒng)的不斷增多，中心機(jī)房的服務(wù)器、交換機(jī)、機(jī)柜等硬件也在不斷的增加，出現(xiàn)硬件投入較多、機(jī)房空間緊張及電源消耗量也不斷增加等問題，UPS不間斷供電時(shí)間也大大縮短。其次，由于各個(gè)系統(tǒng)對服務(wù)器資源使用效率不同，造成部分服務(wù)器資源緊張，部分服務(wù)器資源閑置嚴(yán)重。再者，容錯(cuò)機(jī)制不足。由于各個(gè)系統(tǒng)服務(wù)器的硬件相對獨(dú)立，一旦發(fā)生硬件故障，相應(yīng)系統(tǒng)就會出現(xiàn)癱瘓，目前僅主要關(guān)鍵系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備份運(yùn)行，投入也較大，服務(wù)器數(shù)量的增多也使得日常管理難度逐漸增大。針對以上問題，我院采取利用VMWARE ESX組建服務(wù)器虛擬集群，將醫(yī)院部分非核心應(yīng)用服務(wù)器遷移至虛擬集群，利用Vmware虛擬集群的資源動(dòng)態(tài)分配和故障轉(zhuǎn)移技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器的快速遷移備份和高可用性，同時(shí)節(jié)省硬件能源消耗。

3 Vmware服務(wù)器虛擬集群設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 Vmware服務(wù)器虛擬集群平臺設(shè)計(jì)

圖1 Vmware服務(wù)器虛擬集群平臺設(shè)計(jì)

見圖1，我院虛擬集群平臺具體配置為：（1）物理服務(wù)器采用3臺聯(lián)想IBM X3650服務(wù)器為虛擬集群提供使用的CPU和內(nèi)存資源，同時(shí)為虛擬集群提供存儲器訪問權(quán)和網(wǎng)絡(luò)連接能力。（2）存儲服務(wù)器采用一臺IBM DS3524，作為虛擬集群平臺的磁盤陣列，用來存儲虛擬集群大部分應(yīng)用數(shù)據(jù)。（3）三臺宿主物理服務(wù)器和存儲陣列間通過DAS線纜直接進(jìn)行連接，每個(gè)服務(wù)器通過四根網(wǎng)線連接光纖交換機(jī)進(jìn)而與整個(gè)醫(yī)院信息系統(tǒng)相連。虛擬集群平臺的硬件部分主要有以上三部分組成，涉及的軟件主要有宿主服務(wù)器的底層虛擬軟件VMwareESXi Server、虛擬集群管理中心客戶端VMware vSphere Client和磁盤陣列管理軟件System storage DS Storage anager等。

3.2 Vmware服務(wù)器虛擬集群的實(shí)現(xiàn)

按照上述要求架設(shè)好相應(yīng)的硬件設(shè)施后，就可以進(jìn)行虛擬集群的安裝與配置：（1）利用磁盤陣列管理軟件System storage DS Storage Manager對存儲服務(wù)器進(jìn)行設(shè)置與管理，采用RAID5磁盤陣列方案。（2）啟動(dòng)宿主服務(wù)器進(jìn)入BIOS,將宿主服務(wù)器上兩塊硬盤設(shè)置為raid0模式。（3）在宿主服務(wù)器上安裝配置底層虛擬軟件VMwareESXi Server，并設(shè)置相應(yīng)管理信息。（4）在信息科管理計(jì)算機(jī)上安裝虛擬集群管理中心客戶端VMware vSphere Client，只需在信息科辦公室通就可以通過桌面電腦對各個(gè)宿主服務(wù)器的MwareESXi Server進(jìn)行訪問與控制。（5）在相應(yīng)的宿主服務(wù)器VMwareESXi Server上新建多個(gè)虛擬機(jī)，并根據(jù)各個(gè)醫(yī)療軟件系統(tǒng)的硬件需求量分配相應(yīng)的處理器、硬盤、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)等資源。（6）在新建的虛擬機(jī)上安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)后就可分別安裝部署各個(gè)醫(yī)療軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了Vmware虛擬集群的建設(shè)。

4 總結(jié)

隨著Vmware服務(wù)器虛擬集群的建設(shè)完畢，我院除了采用雙機(jī)熱備份的系統(tǒng)外，其余系統(tǒng)如合理用藥、移動(dòng)醫(yī)護(hù)、體檢系統(tǒng)、感染控制、FTP、電子病歷、LIS等十多個(gè)醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)安裝部署到虛擬集群上，目前運(yùn)行良好，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)：（1）增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用虛擬集群后，任何一臺宿主服務(wù)器出現(xiàn)故障，相應(yīng)的系統(tǒng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)移到其余宿主服務(wù)器上正常運(yùn)行，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）加快系統(tǒng)的實(shí)施速度。虛擬集群建設(shè)完畢后，要新上一個(gè)或多個(gè)醫(yī)療系統(tǒng)，只需在通過桌面電腦VMware vSphere Client軟件進(jìn)行新建虛擬機(jī)服務(wù)器，就可以進(jìn)行相應(yīng)的醫(yī)療系統(tǒng)安裝，大大縮減了安裝流程。（3）達(dá)到節(jié)能降耗的目的。通過虛擬集群的建設(shè)，原來在十幾臺服務(wù)器上的系統(tǒng)整合到三臺宿主服務(wù)器和一臺存儲服務(wù)器上，大大提高了服務(wù)器資源的利用效率，降低機(jī)房的耗電量，斷電時(shí)UPS不間斷電源的供電時(shí)間也有了較大的提高。（4）降低人力資源需求。伴隨著機(jī)房服務(wù)器的減少，Vmware虛擬集群降低了基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營成本的同時(shí)，也大大降低了信息科人員繁重的物理服務(wù)器的維護(hù)保養(yǎng)工作。