虛擬化技術在醫院信息化管理的應用

陸 楊，陶 晟（鎮江市精神衛生中心，江蘇212001）

在信息化高速發展的今天，現代化醫院的管理無時無刻均離不開計算機網絡及信息化管理系統，各種信息管理系統、應用軟件孕育而生。醫院從患者的角度出發，就診患者在醫院產生的診斷、治療、消費、藥品信息均必須記錄在案，建立電子病歷，為患者提供主動、有針對性的個性化服務，數字化采集、存儲、查詢、統計分析均是非常必要的。先進的醫療設備是醫院診療水平的標志之一，將大、中型特檢及治療設備產生的信息進行合理保存，便于臨床的各個方面信息的存儲和檢索。但隨著醫院不斷的發展，各種信息化需求越來越大，管理系統越來越多，由于前期規劃考慮不夠全面，硬件設備經常升級換代，導致單位機房內的設備越來越多，信息化運營、管理及維護的成本也隨著服務器數量的增加快速攀升，隨之而來的問題也就逐漸暴露。利用有限的資金，實現服務器的整合和數量的控制，提高服務器的利用率，輕松分配資源，減輕系統管理員的壓力。虛擬化技術是IT 基礎設施領域現在最常被談論的新技術之一，可從兩方面幫助服務器更加合理地實現資源分配：一是把一個物理的服務器虛擬成若干個獨立的邏輯服務器，使用戶可在這些看似獨立的虛擬服務器上運行不同的操作系統和應用，典型代表是分區；二是把若干個分散的物理服務器虛擬為一個大的邏輯服務器，使用戶能像使用同一臺服務器資源一樣支配這些物理上獨立的服務器，從而達到最大化利用資源的目的[1]。

1 方案概述

本院是一所新成立的專科醫院，規模不大，信息數據量小，目前使用的各類軟件系統近十余個，如HIS、PACS/RIS，LIS、OA、固定資產系統、財務成本核算系統等，醫院信息化還處于建設階段[2]。利用有限的資金投入，把新技術項目應用于醫院管理，是一種行之有效的嘗試。本院采取當今主流的虛擬化解決方案架構，構建高效的容災級別[3]的應用環境和存儲的san 環境，充分利用資源虛擬化的技術，通過數據集中管理，集中備份等優勢，以便實現一個基于整合平臺而構建的高可用的分布式虛擬化數據中心， 提供核心存儲的雙活機制及核心數據的實時同步等，保障數據安全；在系統的高可用性、數據的高可用高穩定方面，將打造一個堅固和充分冗余的分布式數據中心，大大提高用戶的信息化競爭指數。

考慮醫院HIS 系統的特殊復雜性，本方案可結合虛擬化方式，靈活地擴展HIS 數據庫服務器的物理雙機環境搭建，以滿足用戶對HIS 數據庫應用的特殊需求，做到在應用虛擬化和HIS 數據庫物理機高可用之間的靈活變通。這種方式可在應用服務器上，也可在專門的存儲設備內部。存儲虛擬化面向服務器的存儲硬件資源，經虛擬化后形成存儲資源庫，分配給各個應用虛擬機，而其位置是透明的，實現了存儲硬件資源的統一規劃使用[4]。

在歷史數據遷移方面，作者將采用技術領先的Oralce Goldengate 技術[5]，可以在異構的IT 基礎結構（包括幾乎所有常用操作系統平臺和數據庫平臺）之間實現大量數據亞秒一級的實時復制，保障用戶的歷史應用安全地遷移[6]到新的平臺之上。通過虛擬化技術創建分布式數據中心，提高平臺的容災級別。

VMware vSphere5 部署在4 臺IBM 高可擴展的4路服務器平臺上，將允許用戶在X86 系統上實現最大的整合率。作者利用現有2 個完備的信息中心機房，4 臺物理服務器將分布在2 個機房之中，結合綜合布線系統，實現2 個機房之間的物理機池化，滿足2 個機房之間機器的互為災備；同時SAN 網絡及存儲系統也結合綜合布線系統，分布在2 個機房之中，通過MIRROR 方式，實現2 個存儲系統的同步鏡像，最終實現任意物理機及任意機房環境的冗余。

1.1 充分利用資源，實現平臺靈活擴展，節約前期投資在現有平臺之上，用戶可以方便地將原有服務器加入到虛擬化計算池中，讓前期設備被充分利用，介于虛擬環境下虛擬機的靈活遷移的特性，前期設備加入后可能出現的物理故障不會對整個平臺造成中斷的影響，體現虛擬化架構對硬件資源的充分利用。

1.2 采用技術領先的數據遷移方案 GoldenGate 可以在異構的IT 基礎結構[7]之間實現大量數據的秒一級數據捕捉、轉換和投遞，支持幾乎所有常用操作系統如數據庫平臺。操作系統包括：windows、Linux、Sun Solaris、HP-UX、IBM AIX、HP NonStop、TRU64、IBM z/OS、OS/390。數 據 庫 包 括：Oracle、DB2、MS SQL Server、MySQL、Enscribe、SQL/MP、SQL/MX、Sybase、Teradata，其他ODBC 兼容數據庫。

1.3 隨時擴展邏輯備份系統 在平臺系統中，支持隨時加入邏輯備份系統，后期建議用戶可通過一臺一體化的備份設備，接入到SAN 環境或用戶內網，實現對所有數據的邏輯備份[8]，以實現人為操作錯誤時的恢復。

1.4 HIS 數據庫服務器的HA 模式 出于虛擬化技術用于HIS 數據庫服務的性能存在擔憂，也可以采用純物理機方式部署[9]，以滿足對性能的最大化要求，可以抽出2 臺IBM4 路服務器， 通過VRTS STORAGE FOUNDATION 方式，并在存儲上劃出指定空間，實現HIS 應用的HA 部署，VRTS STORAGE FOUNDATION 將可以為HIS 應用創建最可靠的容災環境；并且2 臺HIS 服務器及存儲依然可以分布在2 個機房之中，提供容災級別，剩余的2 臺IBM3850 服務器依然能提供64 個邏輯核及256 G 的內存資源，最大可支持虛擬64 個虛擬機，每個虛擬機有4 GB 的內存，將可為用戶提供靈活的方案選擇空間。

2 方案選擇

無論選擇哪種虛擬化方案，主要從適合自己實際應用考慮。VMware 解決方案可以使有限的IT 資源更易于管理和使用，同時，整個系統更加可靠而且成本更低廉，非常適合中、小型醫院的信息化發展需要。虛擬化的應用目前雖然非常流行，但需要技術仍處于前期探索和試驗階段，虛擬化技術還不是完全成熟。技術再次走在了最佳安全方法的前面。因此，虛擬化的應用能讓醫院管理者能夠專注于管理和發展業務，但隨著對于信息的依賴及對災難恢復和業務連續性的重視，如何很好地解決虛擬化技術的缺陷，如何保障虛擬服務器環境安全問題，還需要進一步實踐和探索。

3 小 結

通過虛擬化技術對服務器整合，控制和減少物理服務器的數量，明顯提高每個物理服務器及其CPU 的資源利用率，從而降低硬件成本。降低運營和維護成本，包括數據中心空間、機柜、網線，耗電量，冷氣空調和人力成本等。由于采用了虛擬化技術的高級功能，使業務系統脫離了單臺物理硬件的束縛，可以實現更高級別的業務連續性要求，提升了系統安全性、可靠性。加快新服務器和應用的部署， 大大降低服務器重建和應用加載時間，降低了物理硬件的故障影響力，減少了硬件的安全隱患。“虛擬化是云計算[10]的基礎”，這已經是一個毋庸置疑的話題。通過vSphere 的搭建，可以為將來向云計算過渡，提供一個穩定、可靠、易于擴展的基礎平臺。虛擬化技術將給用戶帶來極大的便利性，為將來過渡到云計算環境創造可行性基礎。

[1] 劉蕭蕭. 當虛擬融于現實——服務器虛擬化技術發展趨勢評述[J].中國信息化，2006（15）：80-83.

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[6] 賈強. 醫院數據遷移項目風險機制探析[J]. 醫學信息學雜志，2013，34（8）：46-48.

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[9] 范戰新，周營烽，魏寶剛. 動態流程的邏輯結構設計與實現[J]. 計算機應用研究，2014，21（9）：27-29.

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