基于XEN虛擬化技術醫院服務器虛擬化的實現

【摘要】現代醫院信息化系統中通常包含多個應用，這些應用的傳統部署方式是每一個應用架設一個服務器。系統中服務器數量過多，會帶來系統成本過高、服務器利用率低、管理效率差以及維護困難等缺陷。在我院信息化系統改造項目中，采用XEN虛擬架構軟件的服務器虛擬架構解決方案，該方案極大地提高服務器整合效率，簡化了服務器群管理的復雜性，減少了投資成本，有效地促進了醫院信息化管理水平的提升。

【關鍵詞】 醫院信息化；服務器虛擬化；XEN

Implementation of hospital information system based OR XEN virtualization

【Abstract】Contemporary hospital information systems normally contain multiple applications，which are traditionally deployed as one application per server.More servers in the system will incur high system costs，low server efficiency and poor management and maintenance.The inforrnation system reform project of our Hospital called into play the virtualization basedon XEN. The project brought frouth a number of merits， namely sizably raising efficiency of servers integration， simplifying server group mangerment， reducing cost and promoting hospital informationzation.

【key words 】 XEN Hospital Information server virtualization

【中圖分類號】R847

【文獻標識碼】B

【文章編號】1004-4949（2014）09-0533-01

1 引言

隨著醫院信息化建設的不斷深人，醫院信息系統（Hospital Information System，HIS）已成為建設現代醫院不可缺少的基礎設施和支撐環境。近年來，醫院數據中心服務器數量不斷增加，建設和維護成本越來越高，管理難度也越來越大。因此如何構建一個髙效、安全、穩定的數據中心已經成為本院信息化建設中需解決的首要問題。

2 XEN簡介

2.1 xen概述

XEN 是英國劍橋大學計算機實驗室開發的一個虛擬化開源項目，可以在一套物理硬件上安全的執行多個虛擬機，它和操作平臺結合的極為密切，占用的資源最少。支持萬貫虛擬化和超虛擬化。以高性能、占用資源少著稱，贏得了IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell等眾多世界級軟硬件廠商的高度認可和大力支持，已被國內外眾多企事業用戶用來搭建高性能的虛擬化平臺。它是一個基于X86架構、發展最快、性能最穩定、占用資源最少的開源虛擬化技術。Xen可以在一套物理硬件上安全的執行多個虛擬機，與 Linux 是一個完美的開源組合，Novell SUSE Linux Enterprise Server 最先采用了XEN虛擬技術。它特別適用于服務器應用整合，可有效節省運營成本，提高設備利用率，最大化利用數據中心的IT基礎架構。

Xen虛擬機可以在不停止的情況下在多個物理主機之間實時遷移。在操作過程中，虛擬機在沒有停止工作的情況下內存被反復的復制到目標機器。虛擬機在最終目的地開始執行之前，會有一次60-300毫秒的非常短暫的暫停以執行最終的同步化，給人無縫遷移的感覺。

2.2 xen的構成

目前，商用的私有虛擬化云平臺主要有VMwareESXi、CitrixXenServer、Microsoft Hyper-V、三大解決方案 ESXi 市場份額大技術成熟服務支持好，但價格和性能損失高，；XenServer基于成熟的Xen虛擬化技術，性能安全性兼容性可擴展性等方面都比較優秀，但國內服務支持不是很全面；Hyper-V作為Windows2008R2平臺的一個組件，具有性價比高使用維護方便等優點，但對非Windows平臺支持不好。

XEN Hypervisor ：

XEN Hypervisor 是介于操作系統和硬件之間的一個軟件描述層。它負責在各個虛擬機之間進行 CPU 調度和內存分配。XEN Hypervisor 不僅抽象出虛擬機的硬件，同時還控制著各個虛擬機的執行。XEN Hypervisor 不會處理網絡、存儲設備、視頻以及其他 I/O.

Domain 0：

Domain 0 是一個修改過的 Linux kernel，是唯一運行在 Xen Hypervisor 之上的虛擬機，它擁有訪問物理 I/O 資源的權限，同時和系統上運行的其他虛擬機進行交互。Domain 0 需要在其它 Domain 啟動之前啟動。

Domain U：

運行在 Xen Hypervisor 上的所有半虛擬化（paravirtualized）虛擬機被稱為“Domain U PV Guests”，其上運行著被修改過內核的操作系統，如 Linux、Solaris、FreeBSD 等其它 UNIX 操作系統。所有的全虛擬化虛擬機被稱為“Domain U HVM Guests”，其上運行著不用修改內核的操作系統，如 Windows 等。

2 虛擬化設計方案

醫院信息系統基礎平臺是傳統的“煙囪式”IT資源配置模式，應用系統軟件和硬件資源捆綁建設，共有服務器41臺，各自運行HIS、LIS、PACS等應用系統，由于應用系統的不斷增加，部分服務器運行了兩至三個業務系統，存在單點故障，以至于服務器一旦宕機就會直接導致業務中斷。部署慢、運維難、能耗高、安全性差是在實施前所面臨的困境。為了更好地解決上述傳統單一物理服務器部署應用方式所造成的弊端，我院采用xen虛擬架構軟件的服務器虛擬架構解決方案，該方案極大地提高了服務器整合的效率，大幅度簡化了服務器群管理的復雜性，提高了整體系統的可用性；同時還明顯地減少了投資成本，具有很好的技術領先性和性價比。虛擬技術由于采用了將傳統服務器應用程序環境封裝成可移動的檔案文件的技術，很容易實現業務的連續不問斷運行，針對應用和訪問量靈活部署，降低系統總成本，非常適用于寬帶等快速發展的應用領域Is3，以下圖一是醫院服務器虛擬化的拓撲圖：

圖1 服務器虛擬化拓撲圖

醫院生產環境目前有3臺物理服務器（共192核CPU＼768G內存）和一套存儲（兩臺索引控制器，三臺數據控制器3*72T存儲）創建了41個虛擬服務器在提供服務。

虛擬化前后對比表

4 結束語

服務器虛擬化技術由于具有幫助醫院提高資源利用率以及節能環保、可進行多種異構信息系統的有效整合、提升資源調配和管理靈活性、節省總體擁有成本等特點而成為信息化技術發展的又一項具有戰略意義的新技術。推出具有權威性和可信度的虛擬化應用標準已經成為虛擬化技術推廣的當務之急。構建高效、高可控的虛擬化IT應用基礎架構和虛擬化集中管理平臺，可使醫院掌握信息系統發展的主動權。引入虛擬化技術，構建系統資源池，實現IT資源的動態共享、按需分配和統一管理，是實現云計算的基礎技術實施方向。

參考文獻

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