服務器虛擬化技術的應用與研究

蘭州軍區蘭州總醫院 信息科，甘肅 蘭州 730050

服務器虛擬化技術的應用與研究

王玉珍，王志強，趙正軍，王健

蘭州軍區蘭州總醫院 信息科，甘肅 蘭州 730050

目的對于日趨復雜的醫療信息系統，采用虛擬化技術搭建服務器集群平臺，能有效提高醫療信息系統的部署能力和管理水平，降低運營成本。方法以Vmware vSphere虛擬化平臺為例，探討應用于醫療信息系統的VMware虛擬化技術解決方案，并詳細介紹了虛擬化平臺的實施過程。結果成功建立服務器集群平臺，實現了30多個應用系統的遷移。結論服務器虛擬化技術有效整合了資源、改善了資源分配、提高了資源利用率、減輕了管理的負擔。

醫院信息系統；服務器；服務器虛擬化

0 前言

傳統服務器是每臺一個操作系統，軟硬件緊密結合，同一臺主機上運行多個應用程序通常會遭遇沖突，中央處理器（CPU）資源浪費嚴重。隨著信息系統日趨復雜，對系統架構的安全性、容災性、穩定性提出了更高的要求，虛擬化技術（Virtualization Technology）是實現這一要求的一個途徑。虛擬化技術將少量的物理服務器整合，共享硬件空間，使各類應用及用戶共同使用這些資源，顯著降低運營成本，提高管理靈活性[1]。傳統架構和虛擬化技術結構對比，見圖1。

圖1 傳統架構和虛擬化技術結構對比

1 總體設計思路

1.1 目前我院醫療信息系統現狀

目前我院醫療信息系統主要包括面向臨床的醫院信息系統（HIS）、檢驗信息系統（LIS）、影像管理系統（PACS）、體檢系統、手術麻醉及重癥監護、感染控制系統和辦公自動化系統等。運行這些系統的服務器近50臺。隨著醫院規模的擴大,各項醫療業務系統對信息系統的依賴越來越緊密，新版電子病歷系統、移動醫護工作站、銀醫一卡通、數據集中管控平臺將陸續建設，對服務器的需求會不斷的增長。每部署一套新的應用都要觸發一次設備采購，部署周期長。同時，一個應用系統對應1臺物理服務器，中央處理器（CPU）資源浪費嚴重，單臺物理機對服務器冗余無法解決，當主機發生故障時，應用系統即癱瘓，單點故障隱患嚴重。如果雙機運行，服務器的數量要翻1倍，資源浪費情況更嚴重，而且為了實現高可用性雙機配置，還必須要有外置的磁盤陣列。

1.2 總體設計思路

服務器數量劇增和平臺依賴性等因素成為醫院信息化發展的障礙，虛擬化技術可以通過整合硬件來提高服務器利用率，從而降低IT成本。目前，虛擬化技術有Virtual Server 2005 R2和VMware vSphere。Virtual Server 2005 R2，最大優勢在于簡便的人機交互界面、Windows資源管理器類似的簡便操作方式以及微軟自家產品高度整合的特性[2]。VMware vSphere可以聚合和全面管理大型基礎架構池，使之成為一種無縫、靈活、動態的操作環境，構建跨越多個數據中心及云服務提供商的私有云環境[3]。根據醫院實際情況，采用VMware vSphere虛擬平臺的VMwareESXi數據中心建設方案架構圖，見圖2。

圖2 數據中心建設方案架構圖

通過部署多臺存儲系統，擴展整個存儲空間，將整個數據中心的存儲系統整合到EMC VPLEX存儲引擎下，在虛擬引擎的統一管理和配置下，構建一個虛擬化存儲平臺。在虛擬化存儲平臺后端的數據存儲采用2臺EMC VNX，通過虛擬化引擎在2臺存儲之間進行數據鏡像。備份方式采用EMC Networker備份軟件實現。

2 具體實施過程

2.1 硬件配置

配置EMC VPLEX虛擬存儲引擎1臺，MD9124光線存儲交換機2臺，EMC VNX5500核心存儲1臺，和現有CX4-120存儲1臺構成存儲空間，DD160虛擬帶庫1臺作為備份，帶HBA卡的IBM X3850 X5 PC服務器6臺。

2.2 實施步驟

（1）在6臺IBM PC服務器上部署Vmware ESXi 5.0主機虛擬化軟件，安裝Vcenter管理端，安裝應用測試環境，數據放在本地硬盤上。

（2）安裝VNX5500存儲，進行微碼升級，上架MD-9124光交換機，配置交換機ZONE，對VPLEX進行初始化測試，掛載VPLEX和VNX5500。

（3）將老存儲CX4-120的數據遷移到VNX5500上，對老存儲CX4-120擴容、升級微碼、重新規劃配置。

（4）上架安裝DD160，配置VTL虛擬帶庫。

（5）創建集群Vmcluster，加入6臺服務器，配置冗余網絡。

（6）創建虛擬機Win2003_32bit和Win2008_64bit模板。

（7）掛載VNX5500到服務器虛擬環境中，使虛擬機可以識別到存儲磁盤，遷移本地硬盤的虛擬機數據到掛載的新存儲VNX5500上。

（8）PACS數據的遷移。搭建遷移數據的虛擬機，安裝遷移軟件Vmware vCenter Converter Standalone Client，建立RIS應用所需虛擬環境，遷移原PACS刀片服務器數據和“syanpse”。

（9）遷移各類應用，包括臨床路徑、手術麻醉、軍隊財經、績效考評等20多個應用。

2.3 實施效果

利用虛擬化中的群集技術，解決服務器單點故障問題[4]。虛擬機對應的數據集中存放共享的核心EMC存儲上，保證數據安全性并提高了I/O性能，徹底解決數據存放服務器內置硬盤上導致的性能低下與安全問題，實現所有虛擬化應用的高可用性。虛擬機管理界面圖，見圖3。

圖3 虛擬機管理界面圖

2.4 數據中心虛擬化方案的實施建議

數據中心實施虛擬化技術，需要從以下方面加以考慮[5]：

（1）合理安排應用系統虛擬化。HIS的安全性和運維的延續性是醫院最高級別的，暫時未納入虛擬化服務器，另外視頻服務類應用需要占用大量I/O，不適合采用虛擬化技術。應該根據數據中心實際應用情況來具體分析。

（2）分步實施虛擬化工作。虛擬化的實施步驟應該根據醫院現有資源及資源的使用情況，制定系統的實施規劃，確定需要納入虛擬化管理的應用，分步實施數據中心虛擬化工作。

（3）注重虛擬化管理工作。在實施數據中心虛擬化的過程中，在完成物理資源虛擬化的同時，要加強虛擬環境的管理，數據中心專人專管，逐級分配權限，規范各類操作，保證系統使用的安全可靠。

3 結束語

服務器虛擬化技術有效整合資源，降低了購置成本，改善了資源分配，提高了資源利用率，減輕了管理的負擔。高效的服務部署，方便數據備份和災難恢復，增強了應用系統的可移植性，具有很好的技術領先性和性價比。

[1] 江代有．云計算技術綜述[J]．計算機與現代化,2012,(5):71-74．

[2] 焦磊．基于虛擬化技術的Virtual Server在我院的應用[J]．電腦知識與技術, 2012,8(4):776-777．

[3] 繆一峰．醫院虛擬化服務器部署[J]．計算機應用與軟件,2011, 28(8):206-208．

[4] 李先鋒,凱蕓．三甲醫院虛擬化技術的研究與實踐[J]．中國醫院,2012,16(2):12-14．

[5] 韓寓．服務器虛擬化技術研究與分析[J]．電腦知識與技術, 2012,7(7):1654-1655．

[6] 張巍．企業虛擬化實戰-Vmware篇[M]．北京:機械工業出版社, 2009．

[7] 韓晟,陳衍,彭紅波,等．虛擬機在醫院信息系統中的應用[J]．中國醫療設備,2012,27(5):35-37．

Application and Research of Server Virtualization Technology

WANG Yu-zhen, WANG Zhi-qiang, ZHAO Zheng-jun, WANG Jian
Department of Information, Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Region, Lanzhou Gansu 730050, China

ObjectiveDue to rapid development of medical information system, using virtualization technology into server cluster platform can effectively improve the ability of deployment and the level of management.MethodsTaking Vmware vSphere virtualization platform as example, this paper discusses about the solution of VMware virtualization technology in medical information system and introduces the process of building virtualization platform.Results The server cluster platform has been build successfully and more than 30 application systems have been moved.ConclusionVirtualization technology integrates resources effectively, improved resource allocation, ensures high available performance, and reduces the burden of the management.

hospital information system; server; server virtualization technology

TP393.01

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.010

1674-1633(2013)09-0031-02

2013-01-14

2012年全軍醫藥衛生科研基金課題（CLZ12JB01）。

本文作者：王玉珍，高級工程師，碩士。

作者郵箱：yuzhen_jinge@163．com