淺談虛擬化技術在我院數字化醫院建設中的應用

夏峰 陸明勝 錢朝陽

摘要：計算機及其網絡日益滲透到醫療行業中并發揮著越來越重要的作用，醫院的信息化建設也進入了一個嶄新的時代.使用虛擬化構建適應醫院需求的IT基礎架構，可以有效整合各個應用軟件系統的資源，便于管理，同時也大幅度降低醫院的營運成本。

關鍵詞：數字化醫院 虛擬化 存儲 服務器

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0239-01

1 數字化醫院的需求

近幾年來，醫院信息化的推進不斷加快，數字化醫院信息系統的硬軟件的應用日益增多，環境也變得日益復雜，這無形中增加了網絡中心人員管理維護系統的難度和成本。同時，隨著應用系統的不斷增加，數據也相應海量增長，這就給原有的信息基礎架構提出了更高的要求。

在醫院信息系統建設過程中，HIS、LIS、EMR和PACS是醫院信息化4大應用系統。傳統的醫院信息化建設方案是：如果要保證每個系統可靠性，都要實施2+1集群，僅4大系統就需要部署8臺服務器，數量眾多的服務器勢必會造成如下的問題：

（1）資源利用率低，單臺服務器中的cpu和內存利用率低，非高峰時段，cpu的利用率不到20%-30%。

（2）如服務器的內存及硬盤需要擴容，服務器需要停機，才能進行維護。

（3）管理的難度增加，服務器數量多增加了管理的復雜度，新服務器上架配置和軟件的應用加載部署時間長，效率低。

（4）投入費用高，每添加一個新應用，不僅需新購一臺服務器，隨著服務器、機柜和空調增多，耗電量也變大。

2 虛擬化技術

虛擬化簡單的說就是在計算機BIOS上面加入一個虛擬化層，再在虛擬化層上部署各種應用。我們可以這樣理解，就是把服務器的cpu、內存、存儲空間、網絡等資源通過虛擬化軟件進行統一管理和配置。

3 虛擬化常用的技術

（1）高可用性HA如果一個虛擬機宕了，故障主機上的虛擬機中運行的應用程序及時轉移備用主機上虛擬機，減少了停機的時間確保了業務的連續性。

（2）在線遷移的Vmotion如果一臺服務器需要擴容或維護， 使用 VMotion功能的虛擬機可以不中斷應用程序的從要擴容的物理服務器動態遷移到另一臺物理服務器。

（3）動態資源調度DRS，各虛擬機可根據應用需要動態地調配資源池的資源，以便提高了的資源利用率，達到最佳的應用效果。

（4）克隆技術。通過虛擬機和模板，快速拷貝出來與原虛擬機或模板一樣的虛擬機，拷貝的虛擬機同時可以修改主機名稱和SID。使用此技術在虛擬機上安裝操作系統后，其他類似應用通過此技術克隆即可，這就可以大大的節約安裝虛擬機和操作系統的時間。

4 虛擬化技術在我院的應用

我院虛擬化的整體架構如下：購買3臺HP580G9服務器；每臺服務器配置兩顆8核E7-4809V3處理器，128G內存，每臺服務器配置2塊8GB的HBA卡；2臺EMCVNX5200存儲，每臺存儲配置12塊600G的硬盤；2臺EMCDS300BSAN交換機；1套EMC持續數據保護軟件（RecoverPointforVM）。通過Vcenter整合后，整個虛擬化系統相當于48CPU核，內存384G，硬盤實際可用空間約3T的邏輯服務器。

在我院的虛擬化項目實施中，為了有效合理使用虛擬化的資源，對重要的應用系統，如HIS系統，采用集群模式。它的優點在于當虛擬機windows系統出現無法啟動問題時，能夠實現業務的自動接管，安全性高。其缺點對于硬件CPU、內存方面資源占用比較大；對于相對不重要的系統，如手麻系統，采用單機模式。它的優點是占用系統資源少，缺點不能實現對于windows系統的自動接管，當虛擬機的windows系 統出現問題時，可以通過快照進行系統的恢復，然后將數據盤掛載到虛擬機上面，恢復時間要依據軟件環境部署時間確定，一般2-3分鐘。我院整個虛擬化上線后，實現如下的效果：

（1）服務器故障，使用了VMware HA技術，會自動切換到另一臺服務器，恢復時間：1到2分鐘，數據損失為0。

（2）如 SAN交換機、HBA卡、光纖鏈路，發生故障不會造成應用中止，恢復時間和數據損失為0。

（3）如某臺存儲故障，由于兩臺存儲之間使用了存儲RPS鏡像功能，另一臺存儲會自動接管應用，不會造成業務中止，恢復時間和數據損失均為0。

（4）邏輯數據錯誤，利用RecoverPoint for VM持續數據保護功能，數據回滾到故障時間點前，恢復時間：數分鐘，包括存儲設置、服務器重新識別磁盤、重啟應用等所有操作，數據損失為0。如圖1所示。

5 結語及展望

我院虛擬化項目成功上線之后，三臺服務器支撐醫院目前所有的應用，如以后新的應用上線服務器資源不夠，可以再加一臺物理服務器。現在機房環境會變得更加易于管理且井然有序。另外，在我院未來的二期項目中，擬使用超融合基礎架構，就是將CPU、內存、存儲、網絡、虛擬化整合在一臺設備上，克服傳統的I/O瓶頸。超融合架構打破了傳統的服務器、網絡和存儲的孤立界線，實現一個統一的HCI形態。用戶可以根據當前需求購買，它也可隨著業務增加提供橫向擴展能力。可以預言超融合是未來構建IT基礎架構發展的必然趨勢！

參考文獻

[1]劉丹丹.虛擬化技術在構建醫院信息基礎架構中的應用[J].科技信息，2013（30）1673-7571.

[2]廣小明，胡杰，陳龍，郭京.虛擬化技術原理與實現[M].北京：電子工業出版社，2012.