醫院虛擬化信息技術的作用及發展探討

摘要：目的 對醫院在 IT基礎建設過程中采用虛擬化信息技術的發展趨勢及其意義進行探討。方法 對醫院在信息系統建設方面的發展趨勢進行分析，以此為基礎，來探討醫院 IT 基礎建設中存在的成本居高不下和投入不足，以及相關業務缺乏連續性實際狀況。結果 在醫院的 IT 基礎建設過程中，以及醫院信息系統連續運行過程中，虛擬化技術起到促進和保障作用。結論 在國內醫院 IT的推廣應用過程中，離不開虛擬技術的有效參與。

關鍵詞：醫院虛擬化；信息技術；發展

1國內醫院IT系統應用現狀

1.1成本高、效益低、運行維護難 按些年來，國內醫院在IT應用方面均都存在服務器無序擴張、應用空間不斷膨脹、用電量以及和人力成本居高不下的問題。由于具有高技能的IT人才資源有限，以及人才成本的高漲，導致醫院信息管理系統以及網絡管理的成本持續上升。而醫院內的傳統資源、各種新型智能化醫療設備所產生的大量信息和數據又必須得到有效存儲、管理和共享，以及保障信息和數據的安全。

信息化建設的推進促進了醫療質量的提升，患者的滿意度在持續提升，與此相伴，醫院也產生了許多的問題。醫院門診由于患者數量以及業務量在持續攀升，全程醫院的業務系統負載也在持續增加；醫院新的功能樓宇建成、也擴大了住院床位，導致業務系統負載增加。 業務量的增長對數據存儲系統的容量提出了更高要求。醫院信息系統通常采用的是專用服務器，因此，每套軟件系統都應對應一臺或多臺專用服務器。

1.2系統不穩定，業務不連續 醫用軟件種類繁多，IT設備在布局上又十分分散，任何一個環節發生問題，均可能使工作量大幅上升，而問題得不到及時處理，又會對醫療質量產生嚴重影響。在醫院的所有診室均配備了診斷用的臺式機，在臺式機發生故障后，設備管理員應立刻著手進行系統配置，如硬件損壞應立刻更換。通常需要12h～1d的時間才能使發生故障的計算機重新恢復正常運行。而醫院配備的設備管理員數量有限，大型醫院的設備數量多，使用人數也多，一旦出現多臺計算機故障，恢復時間必定很長，可能對診療的效率及質量產生嚴重影響。

1.3虛擬化技術不可或缺 采用虛擬化技術，可為醫院的各類 IT 設備和應用提供廣泛性平臺。虛擬化技術既能夠使 IT 基礎設施提高運行性能，又可為未來的IT功能拓展奠定一個堅實基礎。采用虛擬化技術，可使醫院內配置的 IT 系統架構突破硬件的限制，有效整合系統內的全部資源，使系統資源得到有效共享，發揮\"隨時性、滿足需要性、和隨意改變性\"的強大功能。

2虛擬化概念

在計算機領域，虛擬化指的是計算元件運行于虛擬基礎之上，而非運行于真實基礎之上。 采用虛擬化技術，能夠有效擴展硬件容量，使軟件的重新配置流程得到簡化。利用虛擬化技術，能夠實現單 CPU 對多 CPU 運行的模擬，可以在一個平臺之上同時運行若干個操作系統。而且，可實現各應用程序在獨立空間運行，互不干擾，使計算機的運行效率顯著提升。采用虛擬化技術具有巨大的優越性，如可有效降低軟件成本，為更多操作系統提供支持平臺。虛擬化技術如今主要應用于服務器、操作系統、桌面、應用和配置文件的虛擬化領域。

3虛擬化技術在醫院的應用及效果分析

3.1優化數據中心IT系統架構 建設數字化醫院，采用虛擬化技術能夠使硬件系統同最新的軟件系統相匹配，同時可有效提高硬件的效率，降低系統運行成本，并優化傳統 IT 基礎架構。采用虛擬化技術可在高性能服務器上構建若干虛擬系統，在一個虛擬平臺上可同時獨立運行信息系統，網站、中央管理、內網安全和其他服務器，以及域控制器等。虛擬化技術打破了傳統的應用系統同服務器的一一對應關系，利用虛擬技術，只需幾臺服務器就可達到傳統數十臺服務器的強大功能，使硬件成本得到極大降低。若原有服務器性能較高，可不用增添新服務器就能實現增加新的應用系統的目的，只需在原來的服務器上構建出一個或若干個虛擬機，就可運行新的應用系統。

虛擬化技術既可整合服務器，也可事例存儲系統，有效減少存儲成本，提高存儲效率。 最初對虛擬機存儲進行劃分，判斷實際使用量時，可能出現誤差，導致日后虛擬機在存儲資源方面出現緊張，也可能導致存儲資源各不到有效利用。應用傳統技術無法解決類似的問題，采用虛擬化技術，當虛擬機存儲資源被過量分配時，可被迅速發覺并得到回收，使存儲成本得到顯著降低，存儲空間得到有效優化。

3.2促使醫院信息系統業務實現連續性

3.2.1可用性高，連續可操作 采用虛擬架構，可實現對各主機運行的實時監控，防止預期外發生故障中斷。若支持應用系統的物理服務器發生宕機，會被虛擬架構當中的另外物理服務器自動發現，另外物理服務器可立刻充當\"替補\"，自動開啟相關服務。服務器在虛擬化后，可以業務資源平臺的角色，支持HIS系統、PACS/RIS系統、LIS系統、OA系統和Web系統的運行，使醫院的 IT系統處于高可用狀態。

采用虛擬化技術后，醫院在進行計劃停機時，可有效縮短甚至消除添置或更新服務器以及其他硬件所花費的時間，還可防止出現重要服務發生意外關閉。虛擬化技術采用的是在線動態資源平衡技術，在IT 系統增添硬件時，只需把新增硬件追加到資源池，就能實現擴容目標，而在這一過程國，原服務器支持應用系統正常運行，原有的硬件系統也得到充分利用。

IT的正常運行過程中，經常出現某一應用系統所需資源發生短缺。而采用虛擬技術則可有效解決此類問題。利用動態資源平衡技術可對全部物理服務器所處運行狀態實施實時監控，當某臺虛擬機由于占用過多硬件資源而造成物理服務器的硬件資源短缺時，占用硬件資源相對較少的服務器將會虛擬架構自動發現，同時通過在線方式將占用資源過量的虛擬機及時遷移到占用資源較少的物理服務器上。利用動態資源平衡技術，可使醫院實用的 IT 系統時刻處在最佳狀態，避免出現物理服務器發生意外宕機事件，使 IT 架構處于高可用狀態。

3.2.2容錯方案與容災方案 ①恢復日常備份和應用系統。采用虛擬化技術，使得醫院內的所有應用系統都運行于虛擬機之中。利用虛擬機具有的快照功能，可使得醫院內的的應用系統具備容錯功能。運用計劃任務每天對所有服務器都分別做一個相應快照。在某一應用系統發生故障時，利用快照功能使應用系統有效恢復至出錯前狀態。快照的備份對象中虛擬機的增量部分，所以具有速度快的特點，同時可按需要對后續備份進行刪除處理，還原至前快照點。②復制和恢復異步文件。采用虛擬化技術可滿足醫院本地容錯的需求：通過醫院主站點某臺服務器連接至一臺負責存儲的物理服務器，然后將虛擬機備份至準備好的存儲介質當中。若醫院主站點與容災站點的存儲都發生故障，利用備份虛擬機進行數據的恢復；在某一虛擬機發生數據錯誤時，同樣可利用備份虛擬機進行數據恢復，以確保本地數據具有容災和容錯能力。將虛擬主機和存儲虛擬機的共享存儲都部署于主站點及容災站點，采用某個虛擬化管理軟件對主站點和容災站點上的虛擬主機和虛擬機進行管理。

3.2.3實現自動化管理 在醫院采用虛擬化技術之后，利用自助式服務進行虛擬架構的配置，通過自定制虛擬機模板創建虛擬機系統并進行有效部署，以降低管理成本。管理員通過工作流編輯器進行新工作流的創建，通過結合行動和自制腳本的加入，使所有任務實現自動化。而且，具有的故障轉移功能使得主站點與備份站點間具有容錯能力，使得基礎設施具有容錯功能，虛擬機實現迅速恢復。可降低高可用性成本，為全部虛擬機提供具有無限制性的連續性支持。

在日常管理過程中，管理員利用圖形化管理軟件，管理整個架構，管理內容包括：性能和基礎架構中核心資源（其中包括CPU、內存、磁盤及網絡）的監控、以及容量規劃。通過這種管理方式能夠直觀觀察到架構的運行情況， 還能夠通過報警系統與專家建議系統進行架構有檢測、問題診斷以及問題解決，包括可用性問題與性能問題，對基礎架構的容量進行優化，并使性能得到改善，資源得到有效利用。管理員還可把該管理工具同應用的監控工具進行整合，對現有架構實施監控。

4結論

利用虛擬化技術可有效整合 IT 資源，使數據中心、存儲設備、網絡設施、各類服務器、數據以及其他物理設備之間的障礙被打破，降低了動態基礎架構的運行成本，提升了架構運行的高彈性與運行的靈活性。目前國內醫院開展虛擬化技術應用的還不多，絕大部分醫院尚未制定出虛擬化技術發展規劃，僅有 16%的醫院制定出構建虛擬服務器的規劃，并于 2年內實現。國內醫院的通過虛擬化技術來促進信息化建設仍任重道遠。

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編輯/王海靜