基于閑置服務(wù)器改造建設(shè)移動(dòng)辦公云桌面

文雷

關(guān)鍵詞：移動(dòng)辦公；云桌面；網(wǎng)絡(luò)安全；閑置服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）21-0052-03

0 引言

隨著醫(yī)療行業(yè)信息技術(shù)的不斷建設(shè)與發(fā)展，已經(jīng)形成以HIS系統(tǒng)、LIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)、EMR系統(tǒng)為核心的醫(yī)療信息系統(tǒng)及各類?？茦I(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。通過(guò)醫(yī)療信息系統(tǒng)規(guī)范醫(yī)療流程，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，提高工作效率，提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，助力醫(yī)院業(yè)務(wù)發(fā)展。

終端維護(hù)工作一直都是醫(yī)院IT運(yùn)維中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。終端運(yùn)維的日常維護(hù)工作包含維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、安裝終端操作系統(tǒng)、安裝業(yè)務(wù)軟件、安裝各類驅(qū)動(dòng)、外接設(shè)備（打印機(jī)、高拍儀等）等，工作內(nèi)容繁雜，工作量大，維護(hù)效率低。終端正常工作時(shí)間直接關(guān)系著臨床工作效率。

采用云桌面技術(shù)解決終端運(yùn)維難點(diǎn)，提高終端運(yùn)維效率。桌面虛擬化使用統(tǒng)一的虛擬硬件封裝技術(shù)，使用統(tǒng)一的虛擬硬件驅(qū)動(dòng)，不再維護(hù)龐大的驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)。使用虛擬機(jī)模板技術(shù)進(jìn)行虛擬機(jī)桌面的快速克隆，并且設(shè)定規(guī)則自動(dòng)完成操作系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)批量部署，大量減少部署時(shí)間。更新虛擬桌面模板，集中更新指定虛擬機(jī)模板，即可實(shí)現(xiàn)虛擬桌面系統(tǒng)的更新。在桌面虛擬化基礎(chǔ)鏡像中安裝應(yīng)用程序，只需要更新系統(tǒng)模板，即可完成應(yīng)用程序安裝。也可以通過(guò)桌面虛擬軟件打包技術(shù)，對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行打包分發(fā)，也可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的更新[1]。

云桌面技術(shù)不僅解決了終端運(yùn)維的問(wèn)題，同時(shí)也帶來(lái)了更多收益。數(shù)據(jù)安全：云桌面虛擬化技術(shù)的中心計(jì)算和存儲(chǔ)的特性，保障了終端所有的操作都是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部完成，形成了數(shù)據(jù)不落地的優(yōu)勢(shì)。移動(dòng)辦公：通過(guò)桌面虛擬化可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何設(shè)備上進(jìn)行業(yè)務(wù)操作，為移動(dòng)辦公提供IT技術(shù)支撐?？煽啃苑矫妫阂詳?shù)據(jù)中心的服務(wù)器虛擬化平臺(tái)為基礎(chǔ)構(gòu)建的云桌面虛擬化環(huán)境，通過(guò)高可用和動(dòng)態(tài)資源調(diào)度等特性，可以保證云桌面在生產(chǎn)環(huán)境可以不停頓地使用。

在醫(yī)療行業(yè)中，云桌面技術(shù)應(yīng)用的業(yè)務(wù)場(chǎng)景分為辦公類、窗口業(yè)務(wù)類、實(shí)驗(yàn)室類、診室業(yè)務(wù)類、病房業(yè)務(wù)類、移動(dòng)辦公類。不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)和外接設(shè)備的需求不一樣。辦公類業(yè)務(wù)場(chǎng)景，外接設(shè)備較少，計(jì)算能力要求較高。窗口業(yè)務(wù)類業(yè)務(wù)場(chǎng)景，外接設(shè)備種類多，有醫(yī)保讀卡器、針式打印機(jī)、掛號(hào)打印機(jī)、POS設(shè)備、掃碼盒子等。實(shí)驗(yàn)室類業(yè)務(wù)場(chǎng)景，外接設(shè)備偏向于串口類。移動(dòng)辦公類業(yè)務(wù)場(chǎng)景，更偏向數(shù)據(jù)安全要求、遠(yuǎn)程辦公需求。

近些年，醫(yī)療數(shù)據(jù)中心的建設(shè)大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，從“煙囪式”建設(shè)到服務(wù)器虛擬化，再到私有云?！盁焽枋健苯ㄔO(shè)是醫(yī)院引進(jìn)一套醫(yī)療信息化系統(tǒng)，需要采購(gòu)一套服務(wù)器和存儲(chǔ)與系統(tǒng)配套。服務(wù)器虛擬化是利用軟件將物理服務(wù)器資源虛擬化，形成多個(gè)邏輯資源，最大化充分利用服務(wù)器資源。私有云是融合計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等虛擬化技術(shù)，形成統(tǒng)一管理、資源調(diào)度等資源管理能力，為業(yè)務(wù)場(chǎng)景提供云計(jì)算服務(wù)[2]。

在數(shù)據(jù)中心中，存在部分服務(wù)器處于閑置狀態(tài)。醫(yī)療信息系統(tǒng)升級(jí)或者更換，業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)速度過(guò)快，原有服務(wù)器的性能不能滿足生產(chǎn)需要。數(shù)據(jù)中心新建虛擬化平臺(tái)或者私有云，將醫(yī)療信息系統(tǒng)遷移至虛擬化平臺(tái)或者私有云，原有服務(wù)器空閑。虛擬化平臺(tái)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器更換淘汰[3-6]。

閑置的服務(wù)器雖然在CPU計(jì)算力上弱于其他服務(wù)器，用于移動(dòng)辦公云桌面的服務(wù)器虛擬化。一般云桌面是根據(jù)終端數(shù)量核算服務(wù)器物理資源，但是移動(dòng)辦公云桌面是根據(jù)同時(shí)在線人數(shù)核算服務(wù)器物理資源。因此可以用閑置的服務(wù)器作為移動(dòng)辦公云桌面服務(wù)器虛擬化[7]。

通過(guò)對(duì)臨床部門、醫(yī)技科室和職能部門的移動(dòng)辦公需求調(diào)研，依據(jù)業(yè)務(wù)類型分析云桌面硬件需求。改造升級(jí)舊服務(wù)器，采用VDI架構(gòu)建設(shè)云桌面。使用VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備加密網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的移動(dòng)辦公。

1 需求分析

1.1 用戶需求分析

對(duì)臨床部門、醫(yī)技科室調(diào)研，移動(dòng)辦公的需求：

1） 書(shū)寫(xiě)病歷文書(shū)。醫(yī)生在醫(yī)院大部分時(shí)間都在診治病人，處理病歷文書(shū)的時(shí)間很少?？梢栽诨ヂ?lián)網(wǎng)環(huán)境下使用云桌面，不改變使用習(xí)慣，書(shū)寫(xiě)病歷文書(shū)。

2） 病例討論。為了更好地提供醫(yī)療服務(wù)質(zhì)，臨床科室會(huì)邀請(qǐng)行業(yè)專家參與病例討論。隨著視頻會(huì)議軟件的興起，線下會(huì)議轉(zhuǎn)到線上會(huì)議成為可能。通過(guò)云桌面技術(shù)，可以在線上會(huì)議中展示病例資料。

3） 科研項(xiàng)目。醫(yī)療數(shù)據(jù)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)繁多，社會(huì)關(guān)注度高、可信性高、隱私性高、敏感度高特性。在科研項(xiàng)目中使用醫(yī)療數(shù)據(jù)，為避免數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)，需要經(jīng)過(guò)合規(guī)性檢查和數(shù)據(jù)脫敏之后，才能使用數(shù)據(jù)。利用云桌面數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)不落地的特性有效解決科研項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)，提高科研工作效率。

1.2 移動(dòng)辦公云桌面終端

移動(dòng)辦公云桌面終端與普通云桌面終端之間有一些不同之處：

1） 終端運(yùn)行方式。普通云桌面運(yùn)行在瘦客戶端或者PC上，采用定制的嵌入式操作系統(tǒng)，一鍵開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)一鍵開(kāi)機(jī)，自動(dòng)登錄云桌面，表現(xiàn)出與一般使用電腦模式無(wú)區(qū)別。移動(dòng)辦公云桌面終端需要用戶在電腦上安裝客戶端軟件，運(yùn)行客戶端方能使用云桌面。

2） 外接設(shè)備。普通云桌面為滿足日常工作需要，會(huì)外接打印機(jī)、高拍儀、掃碼設(shè)備等USB類型設(shè)備和串口設(shè)備。移動(dòng)辦公云桌面的工作可以不需要外接任何設(shè)備。

3） 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。普通云桌面終端運(yùn)行在醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)，默認(rèn)是受信任網(wǎng)絡(luò)，采用防火墻或網(wǎng)閘設(shè)備與其他網(wǎng)絡(luò)隔離。移動(dòng)辦公云桌面終端運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，是一個(gè)不受信任的網(wǎng)絡(luò)。

4） 物理服務(wù)器資源。普通云桌面依據(jù)醫(yī)院使用部門評(píng)估終端使用數(shù)量和使用時(shí)間，以此估算物理服務(wù)器資源。移動(dòng)辦公云桌面可以確定使用數(shù)量，一般同時(shí)在線數(shù)量比較少，終端使用時(shí)間不固定，使用頻率不高，所以移動(dòng)云桌面物理服務(wù)器資源對(duì)CPU和內(nèi)存要求不高。

綜上所述，基于醫(yī)療業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)，投入較低的資金升級(jí)改造舊服務(wù)器，建設(shè)移動(dòng)辦公云桌面的方案是可行的。

2 云桌面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.1 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)信息安全現(xiàn)狀

醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用基于邊界的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)策略，將醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)分為外網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)和專網(wǎng)三部分。外網(wǎng)連接互聯(lián)網(wǎng)是行政辦公網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)網(wǎng)是醫(yī)院內(nèi)部局域網(wǎng)，承擔(dān)全院醫(yī)療信息系統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)，與其他網(wǎng)絡(luò)是隔離的，默認(rèn)是受信任網(wǎng)絡(luò)。專網(wǎng)是一類只為單一業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)專線，有醫(yī)保專線、銀行專線、衛(wèi)生專線以及其他網(wǎng)絡(luò)專線。在三個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間采用防火墻或者網(wǎng)閘等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離[8-9]。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院”和“智慧醫(yī)院”的發(fā)展建設(shè)，醫(yī)院的業(yè)務(wù)從內(nèi)網(wǎng)拓展到互聯(lián)網(wǎng)，比如互聯(lián)網(wǎng)掛號(hào)、移動(dòng)支付、患者檢驗(yàn)檢查信息查詢等業(yè)務(wù)。不僅方便了患者，更是醫(yī)院擁抱互聯(lián)網(wǎng)提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，改善患者就醫(yī)環(huán)境。

醫(yī)院信息化發(fā)展已經(jīng)模糊了網(wǎng)絡(luò)邊界的劃分，內(nèi)網(wǎng)的邊界已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上基于醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。并且基于邊界的網(wǎng)絡(luò)安全策略已經(jīng)無(wú)法滿足醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)信息安全要求。

2017年勒索病毒W(wǎng)annaCry借助高危漏洞“永恒之藍(lán)”肆虐全球，入侵關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)操作系統(tǒng)以外的數(shù)據(jù)文件全部加密，致使業(yè)務(wù)停止服務(wù)，要求支付贖金才能解密數(shù)據(jù)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨后勒索病毒呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)化、家族化運(yùn)營(yíng)的特征，從最初的無(wú)差別網(wǎng)絡(luò)攻擊到對(duì)不同行業(yè)實(shí)施APT（高級(jí)可持續(xù)威脅）攻擊。因醫(yī)療數(shù)據(jù)價(jià)值高、網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)薄弱、網(wǎng)絡(luò)信息安全人才缺乏，成為勒索病毒威脅的重災(zāi)區(qū)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施遭受勒索病毒攻擊，全院醫(yī)療系統(tǒng)癱瘓，無(wú)法提供醫(yī)療服務(wù)，損失不可估量[10-12]。

一個(gè)合理的移動(dòng)辦公云桌面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不僅要滿足業(yè)務(wù)需求，也要考慮網(wǎng)絡(luò)安全合規(guī)性。

2.2 云桌面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

移動(dòng)云桌面的終端用戶從互聯(lián)網(wǎng)連接虛擬云桌面，通過(guò)云桌面遠(yuǎn)程協(xié)議技術(shù)實(shí)現(xiàn)與虛擬云桌面進(jìn)行操作、輸入輸出、用戶界面交互。云桌面遠(yuǎn)程協(xié)議技術(shù)實(shí)現(xiàn)了終端用戶本地環(huán)境上不生產(chǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一直在數(shù)據(jù)中心，形成“數(shù)據(jù)不落地”特點(diǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，存在很多不安全的因素。因此采取如下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，保障云桌面的網(wǎng)絡(luò)安全。

1） 增加VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)關(guān)設(shè)備，在終端用戶和醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)之間建立一條安全的數(shù)據(jù)傳輸通道。采用SSL（Secure Socket Layer） 協(xié)議加密IP數(shù)據(jù)包，防止被嗅探工具非法竊聽(tīng)破譯IP數(shù)據(jù)包內(nèi)容。終端用戶雖然處于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，也可以像在醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)一樣訪問(wèn)云桌面。

2） 保持云桌面技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)不變，云桌面放置于內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間（圖1） ，通過(guò)防火墻嚴(yán)格控制云桌面的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，按需提供網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)授權(quán)[13-15]。在外網(wǎng)防火墻一側(cè)，是通過(guò)VPN訪問(wèn)云桌面。在外網(wǎng)防火墻上配置ACL（訪問(wèn)控制列表），配置訪問(wèn)云桌面的終端源地址限制為VPN設(shè)備，依據(jù)云桌面遠(yuǎn)程協(xié)議技術(shù)采用的傳輸協(xié)議和端口配置訪問(wèn)云桌面的目的地址、目的端口和傳輸協(xié)議。 在內(nèi)網(wǎng)防火墻一側(cè)，根據(jù)虛擬桌面的分類限制訪問(wèn)指定業(yè)務(wù)，如只能訪問(wèn)HIS系統(tǒng)、LIS系統(tǒng)等醫(yī)療信息系統(tǒng)。

在終端用戶配置VPN，保障了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸降低了在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下被網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。云桌面位于內(nèi)網(wǎng)防火墻和外網(wǎng)防火墻之間。外網(wǎng)防火墻只開(kāi)放云桌面遠(yuǎn)程協(xié)議技術(shù)所需要的端口和傳輸協(xié)議。不論業(yè)務(wù)系統(tǒng)如何變化，不需要在外網(wǎng)防火墻重新配置ACL，不影響終端用戶訪問(wèn)云桌面。

3 云桌面建設(shè)

3.1 服務(wù)器硬件改造

在2022年，應(yīng)用VDI解決方案的云桌面國(guó)內(nèi)廠商有升騰云、華為、深信服、ZTE，選擇升騰云廠商提供的云桌面產(chǎn)品。

移動(dòng)辦公云桌面目標(biāo)是虛擬云桌面數(shù)量60個(gè)，同時(shí)在線用戶不超過(guò)30個(gè)，虛擬云桌面的硬件配置要求4 核、6G 內(nèi)存、50G 硬盤（系統(tǒng)盤）和40G 硬盤（數(shù)據(jù)盤）。物理服務(wù)器選擇兩臺(tái)曙光（I840-G25） 服務(wù)器配置兩顆16核CPU（型號(hào)：E7-4820 v2） 和196G內(nèi)存。

HCI（超融合）存儲(chǔ)虛擬化要求物理服務(wù)器配置的陣列卡支持直通模式，通過(guò)軟件定義存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)硬盤直接讀寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)硬盤熱插拔。采用直通模式的HCI ，在生產(chǎn)環(huán)境可以做到不停機(jī)維護(hù)故障硬盤或者新增硬盤，提高維護(hù)工作效率。如果陣列卡不支持直通模式，需要將服務(wù)器上每塊硬盤單獨(dú)配置為raid0，實(shí)現(xiàn)HCI對(duì)硬盤的直接讀寫(xiě)。但是對(duì)應(yīng)硬盤進(jìn)行維護(hù)時(shí)，需要關(guān)閉物理服務(wù)器，更換或者新增硬盤，配置硬盤raid 0。服務(wù)器開(kāi)機(jī)，進(jìn)入超融合管理平臺(tái)維護(hù)硬盤。不僅需要暫停HCI服務(wù)，也增加了操作風(fēng)險(xiǎn)。

曙光服務(wù)器配置的陣列卡不支持直通模式，需要將每塊硬盤配置為raid 0，才能滿足HCI存儲(chǔ)虛擬化要求。在以后硬盤維護(hù)，一定要按照規(guī)范操作，減少人為風(fēng)險(xiǎn)，降低維護(hù)時(shí)間。

曙光服務(wù)器的CPU和內(nèi)存滿足移動(dòng)云桌面設(shè)計(jì)目標(biāo)，現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)和硬盤進(jìn)行更換升級(jí)，詳細(xì)見(jiàn)表1。

3.2 部署HCI

1） 服務(wù)器上安裝升騰云主機(jī)鏡像，物理主機(jī)資源虛擬化。

2） 部署HCI管理平臺(tái)，完成雙節(jié)點(diǎn)服務(wù)器計(jì)算虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化，形成統(tǒng)一的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源。

3.3 部署云桌面

1） 安裝AD活動(dòng)目錄服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)用戶授權(quán)、管理、認(rèn)證。如單點(diǎn)登錄功能依賴AD。

2） 安裝威訊云桌面系統(tǒng)，基于升騰云HCI基礎(chǔ)平臺(tái)上，管理虛擬桌面，包括創(chuàng)建、刪除、修改、授權(quán)、虛擬桌面模板定制等操作。

4 結(jié)果

移動(dòng)辦公云桌面部署完成后，分配虛擬桌面60 個(gè)，測(cè)試同時(shí)運(yùn)行20個(gè)虛擬桌面。測(cè)試結(jié)果表明移動(dòng)辦公云桌面平臺(tái)性能滿足目標(biāo)。

終端用戶反饋使用VPN訪問(wèn)云桌面，與在醫(yī)院使用比較，存在一定的延遲。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)速度的穩(wěn)定性決定了移動(dòng)辦公云桌面使用的效果。因此從兩方面優(yōu)化：一是建議終端用戶選擇網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、速度快的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境使用移動(dòng)辦公云桌面。二是建議廠商對(duì)云桌面遠(yuǎn)程協(xié)議技術(shù)優(yōu)化，壓縮遠(yuǎn)程協(xié)議數(shù)據(jù)包，降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于數(shù)據(jù)中心閑置服務(wù)器利舊策略，投入資金少，升級(jí)改造服務(wù)器建設(shè)移動(dòng)辦公云桌面平臺(tái)。采用VPN建立一條安全的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通道，降低了網(wǎng)絡(luò)安全攻擊風(fēng)險(xiǎn)。不僅滿足遠(yuǎn)程辦公、線上會(huì)議討論、科研項(xiàng)目等臨床科室需求，而且基于VDI架構(gòu)的云桌面數(shù)據(jù)“不落地”的特點(diǎn)，降低了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。