服務(wù)器虛擬化在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用

沈鳳霞 楊惟杰 木林森

摘要：隨著醫(yī)院信息應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增多，采用傳統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)和一個(gè)服務(wù)器的模式增加了基礎(chǔ)設(shè)施的成本和風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合管理，可保證醫(yī)院信息化業(yè)務(wù)的連續(xù)性和高可用性，簡(jiǎn)化服務(wù)器管理流程，提高工作效率。本文主要分析我院虛擬化技術(shù)應(yīng)用的必要性以及虛擬化雙活數(shù)據(jù)中心的建設(shè)情況，闡述了虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：VMware;虛擬化;醫(yī)院信息化

中圖分類號(hào)：R197.32 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.21.008

文章編號(hào)：1006-1959（2019）21-0020-02

Abstract：As hospital information applications continue to increase， the use of a traditional system and a server model increases the cost and risk of infrastructure. The use of virtualization technology to integrate management of servers can ensure the continuity and high availability of hospital information services， simplify server management processes， and improve work efficiency. This paper mainly analyzes the necessity of virtualization technology in our hospital and the construction of virtualized double-active data center. At the same time， it expounds the application of virtualization technology in hospital information construction.

Key words：VMware;Virtualization;Hospital informationization

虛擬化是指將物理資源合理的抽象為邏輯資源，以便打破實(shí)際物理結(jié)構(gòu)間的壁壘[1]。在這種情況下，物理平臺(tái)將以邏輯形式進(jìn)行資源管理及透明運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)配置。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了虛擬化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，如虛擬化存儲(chǔ)、操作系統(tǒng)以及資源和系統(tǒng)的管理。隨著醫(yī)療數(shù)據(jù)的日益增加，醫(yī)院信息系統(tǒng)面臨著數(shù)據(jù)資源管理與維護(hù)困難的問(wèn)題，多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器處于獨(dú)立運(yùn)行，一旦硬件設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)面臨數(shù)據(jù)丟失等風(fēng)險(xiǎn)。服務(wù)器虛擬化則可有效解決該問(wèn)題，運(yùn)用虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合管理，可保證醫(yī)院信息資源的安全性和高可用性，同時(shí)還可以節(jié)省浪費(fèi)大量的人力、財(cái)力、物力，促進(jìn)醫(yī)院信息建設(shè)發(fā)展，本文主要就我院服務(wù)器虛擬化建設(shè)情況分析如下。

1醫(yī)院應(yīng)用虛擬化技術(shù)的必要性

1.1醫(yī)院信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)復(fù)雜 ?醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）是企事業(yè)單位信息系統(tǒng)中最繁多最復(fù)雜的系統(tǒng)之一[2]。以我院三級(jí)甲等綜合醫(yī)院為例，目前已經(jīng)建立了HIS、電子病歷系統(tǒng)、手術(shù)麻醉系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)傳輸系統(tǒng)（PACS）、心電系統(tǒng)、檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）、院感監(jiān)控系統(tǒng)、合理用藥（PASS）等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)就必須要多個(gè)服務(wù)器及存儲(chǔ)的支持，然而對(duì)眾多服務(wù)器的存儲(chǔ)管理與維護(hù)困難是很多大型醫(yī)院面臨的重要問(wèn)題之一。

1.2成本風(fēng)險(xiǎn)高 ?大量的服務(wù)器設(shè)備不僅占用機(jī)房空間，同時(shí)也使精密空調(diào)用電量、網(wǎng)線、機(jī)柜數(shù)量、維護(hù)的人力以及運(yùn)維成本居高不下。有些服務(wù)器甚至屬于超年限使用，故障率增多，多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器處于單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，一旦硬件設(shè)備出現(xiàn)故障，將很難進(jìn)行修復(fù)，醫(yī)院將面臨著數(shù)據(jù)丟失、停機(jī)、重新安裝操作及數(shù)據(jù)庫(kù)等一系列風(fēng)險(xiǎn)。

2基于虛擬化的雙活數(shù)據(jù)中心建設(shè)

2.1虛擬化架構(gòu)的醫(yī)院信息化總體結(jié)構(gòu) ?醫(yī)院平臺(tái)共由八臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成，其中A站點(diǎn)配置兩臺(tái)RQ940以及兩臺(tái)R680G7服務(wù)器，后端存儲(chǔ)設(shè)備為兩臺(tái)VNX5100和一臺(tái)VNX5200;B站點(diǎn)配置兩臺(tái)RQ940以及兩臺(tái)R680G7服務(wù)器，后端存儲(chǔ)設(shè)備為兩臺(tái)VNX5100和一臺(tái)VNX5200;這八臺(tái)服務(wù)器通過(guò)vmware HA功能構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的cluster和資源池，六臺(tái)VNX存儲(chǔ)設(shè)備同型號(hào)之間通過(guò)vplex metro實(shí)現(xiàn)LUN級(jí)別實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏡像。該平臺(tái)涵蓋了核心應(yīng)用系統(tǒng)，如HIS、LIS、PACS及PASS系統(tǒng)等，見(jiàn)圖1。

2.2虛擬機(jī)技術(shù)保證醫(yī)療業(yè)務(wù)的連續(xù)性 ?醫(yī)院信息系統(tǒng)要求全天不間斷的正常運(yùn)行，即要求醫(yī)療業(yè)務(wù)具有一定的連續(xù)性。這種醫(yī)療業(yè)務(wù)連續(xù)性主要包括災(zāi)難備份、連續(xù)性操作、高可用性，即在使用過(guò)程中出現(xiàn)事故，或不明原因故障的情況下應(yīng)用系統(tǒng)必須具有高可用性、連續(xù)操作運(yùn)行的能力。按照醫(yī)院醫(yī)院實(shí)際業(yè)務(wù)要求，虛擬化技術(shù)可以滿足不同級(jí)別的系統(tǒng)，提供不同的連續(xù)業(yè)務(wù)。

在虛擬化技術(shù)的使用中，計(jì)劃內(nèi)的停機(jī)可以減少因追加部署服務(wù)器或硬件的時(shí)間，以及出現(xiàn)其他相關(guān)聯(lián)的服務(wù)被意外關(guān)閉的問(wèn)題。虛擬化技術(shù)通過(guò)在線的虛擬資源來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡，即使信息系統(tǒng)建設(shè)因硬件資源配置不足需要追加資源時(shí)，也可以保證擴(kuò)容工作順利完成，同時(shí)保證原來(lái)的業(yè)務(wù)不會(huì)停止運(yùn)行，避免造成浪費(fèi)資源。

運(yùn)用虛擬化技術(shù)對(duì)各虛擬主機(jī)進(jìn)行合理監(jiān)控，可以有效減少使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障。若其中一臺(tái)物理服務(wù)器因資源不足等問(wèn)題突然出現(xiàn)宕機(jī)情況，虛擬架構(gòu)體系通過(guò)動(dòng)態(tài)資源平衡，自動(dòng)進(jìn)行合理判斷[3，4]，檢測(cè)出宕機(jī)服務(wù)器，進(jìn)而通過(guò)vMotion技術(shù)快速遷移到其他物理服務(wù)器上運(yùn)行，有效保障醫(yī)院系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)，利用虛擬集群平臺(tái)來(lái)計(jì)算可以負(fù)荷HIS、LIS、手術(shù)麻醉系統(tǒng)、心電系統(tǒng)、PACS、院感監(jiān)控系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)的資源，使醫(yī)院信息應(yīng)用系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，可以保證醫(yī)院信息化建設(shè)的高可用性。

2.3自動(dòng)化管理方案 ?目前，醫(yī)院服務(wù)器設(shè)備不是集中在一起，應(yīng)用信息系統(tǒng)多且復(fù)雜，在管理使用過(guò)程中耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，同樣浪費(fèi)時(shí)間和精力對(duì)流程管理、跨平臺(tái)管理、制定腳本中，可能對(duì)醫(yī)院連續(xù)性操作造成影響。運(yùn)用虛擬化技術(shù)，全面構(gòu)建虛擬化架構(gòu)體系，醫(yī)院信息化建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境由VMware vCenter自建的虛擬服務(wù)器來(lái)提供，可以節(jié)省大量的人力和時(shí)間成本。管理人員可以通過(guò)工作流編輯器結(jié)合實(shí)際情況建立所需的工作流，加入自制腳本中，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)化，同時(shí)在互為備份點(diǎn)之間進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移[5]，結(jié)合虛擬服務(wù)器的迅速恢復(fù)以及基礎(chǔ)設(shè)施的容錯(cuò)性能實(shí)現(xiàn)一定的容錯(cuò)，為虛擬化服務(wù)器對(duì)醫(yī)療業(yè)務(wù)的連續(xù)操作提供可能。

在醫(yī)院日常管理過(guò)程中，服務(wù)器管理人員可以通過(guò)VMware vCenter來(lái)完成服務(wù)器的監(jiān)控、調(diào)整、管理、規(guī)劃，虛擬服務(wù)器的內(nèi)存、CPU、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、磁盤等基礎(chǔ)設(shè)備的核心資源可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，不但可以隨時(shí)掌握整個(gè)集群的運(yùn)行狀態(tài)，還可以根據(jù)專家建議及預(yù)警信息來(lái)判斷和檢測(cè)系統(tǒng)的可用性和性能，進(jìn)而合理整合基礎(chǔ)設(shè)施，保障醫(yī)療業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。

2.4提供容災(zāi)系統(tǒng) ?在醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬服務(wù)器架構(gòu)體系中，服務(wù)器存儲(chǔ)可以在多個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中創(chuàng)建直接連接，應(yīng)用虛擬化技術(shù)在不同類型的服務(wù)存儲(chǔ)所提供的物理卷中進(jìn)行克隆和鏡像操作，以保證出現(xiàn)故障時(shí)醫(yī)院業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性，使醫(yī)療業(yè)務(wù)不受影響，充分保證醫(yī)院業(yè)務(wù)的連續(xù)性，為整個(gè)醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供系統(tǒng)應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)能力。

3總結(jié)

通過(guò)服務(wù)器虛擬化構(gòu)建的醫(yī)院信息化建設(shè)服務(wù)器虛擬化平臺(tái)，將全部服務(wù)器存儲(chǔ)集中放入一個(gè)資源池中，能夠有效地進(jìn)行整合資料，提高設(shè)備的利用率，降低信息化建設(shè)成本。集中化的虛擬管理平臺(tái)能夠有效簡(jiǎn)化服務(wù)器管理，提高信息系統(tǒng)安裝部署效率，降低管理難度。同時(shí)，保障所有應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)虛擬化HA和DRS連續(xù)運(yùn)行，提高醫(yī)院數(shù)據(jù)中心的整體安全性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬化技術(shù)越來(lái)越受重視，這對(duì)于醫(yī)院信息化建設(shè)以后發(fā)展具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]方芳.淺談虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用[J].信息通信，2015（4）：198-199.

[2]田宗梅.虛擬化技術(shù)在醫(yī)院的應(yīng)用分析[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2014，29（7）：90-92.

[3]黃影，孫立淼.淺談虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息化建設(shè)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，33（8）：98-100.

[4]俞樂(lè)，王歡，任天羽.基于虛擬化的醫(yī)院信息系統(tǒng)構(gòu)建[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2017（6）：115-117.

[5]陳雷.基于VMware vSphere云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建醫(yī)院虛擬化信息平臺(tái)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2017，32（6）：121-134.

收稿日期：2019-7-29;修回日期：2019-8-7

編輯/錢洪飛