服務器VMware虛擬化技術在醫(yī)院信息化中的應用

楊海容

(遼寧電力中心醫(yī)院信息中心，沈陽市 110006)

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服務器VMware虛擬化技術在醫(yī)院信息化中的應用

楊海容

(遼寧電力中心醫(yī)院信息中心，沈陽市 110006)

【摘要】隨著醫(yī)療行業(yè)和信息技術的飛速發(fā)展，醫(yī)院日常運作的醫(yī)療信息系統(tǒng)不斷增加和變化，造成服務器數(shù)量的增加、資源的浪費、中心機房的空間不足，而為保障各個信息系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全不間斷運行，通過VMware虛擬化技術對服務器進行整合，建立醫(yī)院的醫(yī)療信息云平臺，簡化醫(yī)療業(yè)務系統(tǒng)的管理，提高服務器的利用率，并降低資金和運營維護成本。

【關鍵詞】虛擬化技術；信息化；醫(yī)療信息云平臺

隨著醫(yī)療行業(yè)和信息技術的飛速發(fā)展，醫(yī)院日常運作的醫(yī)療信息系統(tǒng)不斷增加和變化，比如醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、醫(yī)學影像系統(tǒng)(PACS/RIS)、檢驗科信息系統(tǒng)(LIS)、電子病歷系統(tǒng)(EMRS)以及PDA移動醫(yī)療等系統(tǒng)，這就需要計算機設備的不斷更新和資金投入的不斷增加；另外各醫(yī)療應用系統(tǒng)的硬件互相獨立，資源無法共享且利用率較低，系統(tǒng)運營和維護工作也隨著計算機設備數(shù)量的增加而日益繁重，并且由此帶來的供電、空間等問題也越來越制約著醫(yī)院信息化的步伐，而服務器VMware虛擬化技術的應用為解決這些問題提供了有效的途徑。

服務器VMware虛擬化技術將服務器物理資源抽象成邏輯資源。讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，不再受限于物理意義上的界限，而是讓CPU、內存、磁盤、I/O(輸入輸出端口)等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高服務器的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務器的整合，建立醫(yī)院的醫(yī)療信息云平臺[1]。

1醫(yī)院信息化現(xiàn)況

自1997年開始，遼寧電力中心醫(yī)院在多年的信息化建設發(fā)展進程中，逐步實施HIS、PACS /RIS、LIS、新泰病案管理信息系統(tǒng)等；隨著醫(yī)療信息化技術在醫(yī)院的更廣泛深入的應用，醫(yī)院面臨著更多的業(yè)務系統(tǒng)的拓展，例如臨床信息系統(tǒng)(CIS)、移動式PDA護士站、合理用藥以及醫(yī)院一卡通系統(tǒng)等等，這就會造成服務器數(shù)量的增加，資源的浪費、中心機房的空間不足，而為保障各個信息系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全不間斷運行，醫(yī)院信息技術人員也面臨著巨大壓力；因此，如何提高服務器的資源利用率，減少重復投資，降低運營和維護成本，提高訪問效率，優(yōu)化系統(tǒng)部署，提高單機服務器安全性等等，已成為醫(yī)院信息化建設迫切需要解決的問題。

2VMware概述

VMware(Virtual Machine ware)虛擬化技術可以使你在一臺機器上同時運行2個或更多Windows、DOS、LINUX系統(tǒng)。虛擬機可以實現(xiàn)物理機的全部功能，如具有自己的資源(內存、CPU、網(wǎng)卡、存儲)，可以指定單獨的IP地址、MAC地址等。與“多啟動”系統(tǒng)相比，VMware采用了完全不同的概念。多啟動系統(tǒng)在一個時刻只能運行一個系統(tǒng)，在系統(tǒng)切換時需要重新啟動機器。VMware是真正“同時”運行，多個操作系統(tǒng)在主系統(tǒng)平臺上，就象標準Windows應用程序那樣切換。而且可以給每個操作系統(tǒng)進行虛擬分區(qū)、配置，卻又不影響真實硬盤的數(shù)據(jù)。

服務器VMware虛擬化技術可以把一個服務器虛擬成若干個獨立的邏輯服務器，不需要分區(qū)或重新開機就能在同一臺物理計算機上使用兩種以上的操作系統(tǒng)；完全隔離并且保護不同操作系統(tǒng)的操作環(huán)境以及所有安裝在操作系統(tǒng)上面的應用軟件和資料；不同的操作系統(tǒng)之間可以互動操作共享文件和網(wǎng)絡資源等；通過執(zhí)行快照實現(xiàn)系統(tǒng)復原功能；能夠設定并且隨時修改操作系統(tǒng)的操作環(huán)境[2-3]。

通過VMware虛擬化技術對服務器進行整合，醫(yī)院各醫(yī)療業(yè)務信息系統(tǒng)的運行變得更加高效，服務器的性能和可用性可得到提升，這些都有助于簡化醫(yī)療業(yè)務系統(tǒng)的管理，并降低資金和運營維護成本；同時提高業(yè)務的服務級別；通過服務器層的虛擬化和存儲設備的完美結合，使高可用性和災難恢復解決方案更經(jīng)濟高效、更簡單和更可靠[4]。VMware虛擬化技術將服務器、存儲及網(wǎng)絡連接基礎架構整合到一起，最終實現(xiàn)安全的、高效的醫(yī)療信息云平臺。

3醫(yī)院的具體的實施方案

2013年10底，醫(yī)院新建住院大樓正式開診，中心機房設在14樓，占地面積100平米，為了提高醫(yī)院信息化技術的應用水平，對新建醫(yī)院硬件資源進行虛擬化和統(tǒng)一規(guī)劃整合，并且做到各業(yè)務系統(tǒng)間相互獨立以及硬件資源的共享。醫(yī)院根據(jù)實際情況，制定了合理的信息化硬件規(guī)劃方案，決定HIS核心業(yè)務采用小型機雙機架構來承載，而非HIS都部署在通過VMware虛擬化技術搭建的醫(yī)療云平臺上。

首先，將HIS與其他系統(tǒng)結構隔離開，建成相對獨立的系統(tǒng)，充分利用小型機穩(wěn)定，并發(fā)能力突出的特點，確保HIS的運算能力；并且實現(xiàn)兩臺小型機互為主備的模式工作，當主服務器出現(xiàn)問題的時候，主要應用將自動切換到備份服務器上去，當主服務器恢復功能的時候，服務將從備份服務器切回到主服務器上來。而所有的數(shù)據(jù)都放在數(shù)據(jù)庫光纖儲存中，提供給兩臺服務器共用。

其次，對于醫(yī)院其他業(yè)務系統(tǒng)，則是利用服務器VMware虛擬化技術搭建了醫(yī)療云平臺(虛擬服務器集群)。首先根據(jù)醫(yī)院的應用規(guī)模和需求，新購置4臺IBM刀片式服務器系統(tǒng)和2臺IBM V7000的儲存設備以及VMware虛擬化軟件，利用4臺IBM 刀片服務器 和2臺IBM 的V7000存儲搭建虛擬化醫(yī)療云平臺，用于承載除HIS外所有其他應用，將PACS/RIS服務器、LIS服務器、體檢系統(tǒng)服務器、病案管理系統(tǒng)服務器、合理用藥服務器等各個業(yè)務系統(tǒng)運行于虛擬服務器的平臺之上。

通過VMware技術集中管理所有物理服務器和虛擬服務器，使虛擬環(huán)境更易于控制和管理。所有硬件資源和虛擬機都是通過管理端進行統(tǒng)一管理，當需要新的虛擬機時可隨時增加。在日常運行過程中，如果任何一個刀片服務器因為CPU、內存或電源等發(fā)生故障時，則這臺服務器的應用會根據(jù)虛擬服務器軟件設定的策略自動遷移到另外3臺正常運行的刀片服務器上，最大限度地實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性；同時，根據(jù)每臺虛擬服務器的各自需求，按需分配資源，例如PACS服務器需要大的空間和傳輸能力，就分配更多的磁盤和網(wǎng)絡資源給它，由于影像文件是以非結構化數(shù)據(jù)類型存在，其數(shù)據(jù)特點文件大，占用空間，又需要長期保存，所以為它采用獨立的NAS(網(wǎng)絡連接式存儲)文件共享存儲方式；同時虛擬機之間可以做到隔離保護，其中每一個虛擬機發(fā)生故障都不會影響同一個物理機上的其它虛擬機運行，每個虛擬機上的用戶權限只限于本虛擬機之內，以保障系統(tǒng)平臺的安全性。

經(jīng)過該項目的實施，醫(yī)院實現(xiàn)了：(1)通過虛擬化技術和虛擬管理平臺集中管理各系統(tǒng)的服務器和虛擬機，提高信息系統(tǒng)的運行效率，降低系統(tǒng)的建設成本；(2)利用虛擬機技術，將多個操作系統(tǒng)應用整合到一臺物理服務器上，從而減少物理服務器數(shù)量，節(jié)約了大量資金；(3)利用統(tǒng)一的虛擬管理平臺，將所有服務器作為統(tǒng)一資源進行動態(tài)的管理，從而簡化了管理，提高了系統(tǒng)的利用率[5]；(4)所有系統(tǒng)采用光纖存儲架構，以交換機為中心，形成FC-SAN(基于光纖通道的存儲局域網(wǎng)絡)，實現(xiàn)高性能、高可用的存儲；實現(xiàn)系統(tǒng)服務器、存儲資源的統(tǒng)一管理，按需分配，建立了醫(yī)院的醫(yī)療信息云平臺。

醫(yī)療服務信息化是當今信息化的發(fā)展趨勢，而醫(yī)院信息化的基礎則是網(wǎng)絡設備和各醫(yī)療信息系統(tǒng)，醫(yī)療業(yè)務應用與基礎網(wǎng)絡平臺的逐步融合正成為國內醫(yī)院尤其是大中型醫(yī)院信息化發(fā)展的新方向。選擇服務器VMware虛擬技術，構建醫(yī)院虛擬化醫(yī)療云平臺，可以輕松解決醫(yī)療行業(yè)信息系統(tǒng)分類多、業(yè)務連續(xù)性要求高、系統(tǒng)維護時間缺乏、排除故障時間要求短的問題，實現(xiàn)了投資少、成本低、方便管理并確保了醫(yī)療業(yè)務的連續(xù)性。VMware虛擬技術為醫(yī)院信息化的高可用性、高安全性提供了可靠的技術保障，同時也提高了患者滿意度和信任度，提高了醫(yī)院的服務水平與核心競爭力。

參考文獻

[1]曹茂誠，陳旭，何及夫，等.服務器虛擬化技術在構建數(shù)字化醫(yī)院中的應用[J].中國衛(wèi)生質量管理，2012,19(5):79-81.

[2]謝乍晴,陳章清.虛擬化技術在構建數(shù)字化醫(yī)院中的應用[J].醫(yī)學信息雜志，2011,32(9):28-30.

[3]韓愛華.虛擬化技術與在構建數(shù)字化醫(yī)院中的應用研究[J].醫(yī)療裝備，2012,25(8):16-18.

[4]周渝霞,郝玉清,顧鳳軍.虛擬服務器技術實現(xiàn)醫(yī)院信息系統(tǒng)安全可靠[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010,31(9):50-51.

[5]陳利佳,李剛榮,汪鵬.服務器虛擬化技術在臨床信息中心的應用探索[J].中國數(shù)字醫(yī)學，2012,7(9):65-67.

修回日期：2016-01-08

(編輯馬蘭)

【中圖分類號】R197

【文獻標識碼】B

【文章編號】1672-4232(2016)01-0079-02

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1672-4232.2016.01.026

通信作者：楊海容(1969-)，女，大學，副主任技師；研究方向：醫(yī)療信息。

收稿日期：2015-09-09