服務(wù)器虛擬化在醫(yī)院信息化建設(shè)中的運(yùn)用淺析

王銀器 福建省三明市尤溪縣總醫(yī)院

醫(yī)院信息化建設(shè)，包括醫(yī)院信息管理系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)等，其中醫(yī)院信息管理系統(tǒng)是核心，基本覆蓋了就診業(yè)務(wù)流程，目前在醫(yī)院中應(yīng)用普遍。但是，這些系統(tǒng)研發(fā)單位不同、上線使用時(shí)間不同，系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件條件也不同，導(dǎo)致實(shí)際管理工作存在一些問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，服務(wù)器虛擬化技術(shù)提出并應(yīng)用，以下結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行探討。

1 醫(yī)院信息化建設(shè)中存在的問(wèn)題

1.1 資源浪費(fèi)嚴(yán)重

醫(yī)院在日常運(yùn)維中，需要對(duì)病案、醫(yī)療耗材、人力資源、財(cái)務(wù)等要素進(jìn)行管理，隨著規(guī)模擴(kuò)大、就診人數(shù)增多，相應(yīng)的管理工作更加復(fù)雜。各種管理系統(tǒng)的應(yīng)用，雖然能基本滿足管理需求，但這些系統(tǒng)彼此之間相互獨(dú)立，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，因此需要多個(gè)服務(wù)器，以滿足數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)要求。如此，醫(yī)院在信息化建設(shè)中，就會(huì)存在重復(fù)購(gòu)買設(shè)備的行為，造成硬件和軟件資源浪費(fèi)。

1.2 運(yùn)維成本較高

醫(yī)院信息化建設(shè)中，多個(gè)管理系統(tǒng)一起運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)維成本增高，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①隨著信息化需求增多，系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)服務(wù)器的要求提高，機(jī)房?jī)?nèi)的電力消耗成本增高。②系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生熱量，空調(diào)系統(tǒng)在降溫散熱中的作用明顯，承受的壓力越來(lái)越大，提高了故障率和保養(yǎng)成本。③醫(yī)院業(yè)務(wù)開(kāi)展中，信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量每天都在增加，一旦服務(wù)器發(fā)生故障，就必須重裝操作系統(tǒng)，采用此種維護(hù)方案，導(dǎo)致醫(yī)院的成本開(kāi)支明顯提高。

2 服務(wù)器虛擬化的特點(diǎn)和技術(shù)支持

2.1 特點(diǎn)

分析服務(wù)器虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)如下：①分區(qū)。利用一個(gè)服務(wù)器，可以運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)配置一個(gè)虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)共同分享系統(tǒng)資源，既滿足了運(yùn)行條件，又能提高服務(wù)器的使用效率。②隔離。在硬件配置上，虛擬機(jī)具有故障隔離功能，操作系統(tǒng)和軟件在運(yùn)行時(shí)，可以隔離不安全因素，保證運(yùn)行安全。③封裝。每個(gè)虛擬機(jī)被封裝為文件，對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行移動(dòng)或復(fù)制等操作時(shí)更簡(jiǎn)單，能提高管理效率。④硬件獨(dú)立。虛擬機(jī)能安裝在異構(gòu)硬件上，例如基于AMD、Intel 服務(wù)器，對(duì)不同的操作系統(tǒng)進(jìn)行安裝、移動(dòng)，減少硬件資源的投入成本。

2.2 技術(shù)支持

第一，軟件虛擬化。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)包括三層結(jié)構(gòu)，分別是硬件層、應(yīng)用層、操作系統(tǒng)層，其中操作系統(tǒng)對(duì)硬件和軟件資源進(jìn)行統(tǒng)一分配、管理。如此帶來(lái)的弊端，是CPU 利用率低，一臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)法同時(shí)運(yùn)行多個(gè)平臺(tái)。采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，是在硬件層安裝主機(jī)操作系統(tǒng)，部署虛擬機(jī)軟件，虛擬出多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)都是一個(gè)虛擬機(jī)。本質(zhì)上，虛擬機(jī)屬于用戶及軟件，方便用戶根據(jù)自身需求安裝應(yīng)用程序。要想實(shí)現(xiàn)軟件虛擬化，目前常用的軟件有Workstation、Parallels、Hvper-V等。

第二，硬件虛擬化。硬件虛擬化即VT 技術(shù)，規(guī)范了處理器VT 技術(shù)、IO 虛擬分配技術(shù)。目前而言，不論是AMD 公司、還是Intel 公司，研發(fā)的產(chǎn)品中均集成了VT 技術(shù)，為服務(wù)器虛擬化的實(shí)現(xiàn)提供硬件支持。

3 服務(wù)器虛擬化在醫(yī)院信息化建設(shè)中的運(yùn)用

3.1 總體構(gòu)架

如下圖1，是服務(wù)器虛擬化的部署架構(gòu)，利用高性能服務(wù)器虛擬出多個(gè)服務(wù)器，然后分配到各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)上。該技術(shù)的應(yīng)用，其一減少了物理服務(wù)器的數(shù)量，能支持多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行，更加方便醫(yī)院進(jìn)行管理。其二，醫(yī)院的信息管理系統(tǒng)中，有些系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器的性能要求低，例如人力資源管理系統(tǒng)，只在部門中運(yùn)行，且訪問(wèn)有權(quán)限，可以設(shè)置虛擬化服務(wù)器。其三，隨著醫(yī)院管理升級(jí)，新舊操作系統(tǒng)可能出現(xiàn)兼容性問(wèn)題，此時(shí)可以虛擬服務(wù)器進(jìn)行解決。當(dāng)然，該技術(shù)的應(yīng)用也存在一些弊端，例如物理服務(wù)器發(fā)生故障，會(huì)影響各個(gè)操作系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.2 自動(dòng)化管理

醫(yī)院服務(wù)器由于數(shù)量多、系統(tǒng)復(fù)雜，管理工作必須投入大量人力、物力；在制定腳本、跨平臺(tái)管理時(shí)，還會(huì)影響操作連續(xù)性。對(duì)于這種情況，采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，降低人力、物力成本。對(duì)管理人員而言，一方面，結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際情況，利用工作流編輯器建立工作流，然后加入自制腳本，業(yè)務(wù)可自動(dòng)運(yùn)行。而且，虛擬服務(wù)器對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施有一定的容錯(cuò)性，能保障醫(yī)院日常業(yè)務(wù)的連續(xù)性。另一方面，利用VMware 可對(duì)核心資源進(jìn)行監(jiān)控，包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等，把控整體運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)預(yù)警信息檢測(cè)系統(tǒng)性能，進(jìn)一步整合基礎(chǔ)設(shè)施。

圖1 ：服務(wù)器虛擬化的部署架構(gòu)

3.3 容災(zāi)功能

在醫(yī)院信息化管理系統(tǒng)中，應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，服務(wù)器存儲(chǔ)可將多個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)相連，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行備份、鏡像操作，即使出現(xiàn)運(yùn)行故障，也能保證數(shù)據(jù)的完整性。從這個(gè)角度看，虛擬服務(wù)器具有良好的容災(zāi)功能，可保證醫(yī)院業(yè)務(wù)開(kāi)展的連續(xù)性。

4 案例分析

4.1 基本概況

以某醫(yī)院為例，信息化建設(shè)中采用單一應(yīng)用部署模式，共有8 臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成。隨著醫(yī)院規(guī)模擴(kuò)大，對(duì)軟件、硬件的要求也在提高，出現(xiàn)的問(wèn)題有：①購(gòu)買多個(gè)物理服務(wù)器，不僅提高了運(yùn)營(yíng)成本，而且占地面積增加，維護(hù)工作難度大。②對(duì)于業(yè)務(wù)量較少的系統(tǒng)，服務(wù)器的硬件資源利用效率低，例如內(nèi)存、CPU 等，造成資源浪費(fèi)。③面對(duì)多個(gè)、品牌不同的物理服務(wù)器，運(yùn)維工作更加分散，當(dāng)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，維修成本提高。

4.2 服務(wù)器虛擬化

利用VMware HA 功能，將8 臺(tái)服務(wù)器構(gòu)建成統(tǒng)一的集群平臺(tái)和資源池；其中相同型號(hào)的存儲(chǔ)設(shè)備，利用vplex metro 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鏡像。該平臺(tái)建構(gòu)完成后，覆蓋了醫(yī)院所有的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用中，虛擬集群平臺(tái)可對(duì)各個(gè)管理系統(tǒng)進(jìn)行控制，確保應(yīng)用系統(tǒng)最佳運(yùn)行，提高信息化建設(shè)的可用性。

4.3 應(yīng)用成果

該醫(yī)院中，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的運(yùn)用成果如下：

第一，完善了管理系統(tǒng)。對(duì)多個(gè)物理服務(wù)器集群并虛擬，醫(yī)院管理平臺(tái)或網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)，能對(duì)信息進(jìn)行獨(dú)立處理和歸納。如此，減少了服務(wù)器的數(shù)量，可降低醫(yī)院在硬件設(shè)備上的投入成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。隨著醫(yī)院業(yè)務(wù)量增多，如果需要增加新的服務(wù)器，只需簡(jiǎn)單設(shè)置即可滿足需求，不用再花資金購(gòu)買新設(shè)備。

第二，提高了業(yè)務(wù)水平。醫(yī)院中的信息化管理系統(tǒng)是不斷運(yùn)轉(zhuǎn)的，高強(qiáng)度負(fù)荷下很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，繼而影響醫(yī)院的業(yè)務(wù)開(kāi)展。應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，能保障服務(wù)器連續(xù)工作，并降低運(yùn)行過(guò)程中的故障發(fā)生率。其中，利用虛擬化技術(shù)進(jìn)行自檢，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)服務(wù)器的安全隱患，制定有效解決方案，例如轉(zhuǎn)移業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，從而保證數(shù)據(jù)安全性，提高醫(yī)院業(yè)務(wù)水平。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，醫(yī)院信息化建設(shè)中，普遍存在投入大、維修難、資源浪費(fèi)等情況，應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以解決這一問(wèn)題?；谠摷夹g(shù)下，部署醫(yī)院的信息化管理平臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，具有容災(zāi)功能，不僅完善了管理系統(tǒng)，而且提高了業(yè)務(wù)水平，是一種安全可行的方案。