虛擬化技術在數字化醫院建設中的應用

杜娟

摘 要 由于醫療業務系統的不斷擴展，為了解決醫院服務器基礎架構利用率低，投入成本高，可擴展性差以及業務故障切換和災難保護不足等問題，醫院經過多方調研論證，在新址的數據中心建設中，我們引入了服務器虛擬化技術。以此來搭建除主業務以外的其他業務系統。在虛擬化技術的支持下，實現服務器的自動化高效運帷，在一定程度上大量的節省了精力和時間。很大程度上降低了運營成本，并且整體架構滿足高可靠、彈性擴展的需求。

【關鍵詞】虛擬化技術 數字化醫院 服務器

天津市兒童醫院是天津唯一一所三級甲等綜合性兒科醫院。由于醫院面積小患者逐年增多，2015年兒童醫院搬遷至新址。新院除了原先的HIS、LIS、電子病歷、殺毒、桌面管理等系統，還引進了自動化藥房項目和檢驗生化自動化流水線設備。由于醫療業務系統的不斷擴展，在新址的數據中心建設中，我們引入了服務器虛擬化技術，這項技術為我們在新舊服務器的處理問題上提供了更好的解決方案。曾經使用時間較長的服務器可以根據醫院內部的管理制度報殘銷賬不再投入使用，較新的服務器使用虛擬化技術重新搭建有效的提高了資源的使用率，節約了新設備的投入成本，并且節約了機房的用電量，更加節能環保。使得機房空間利用率有效提高。很大程度上減少了服務器的維護流程及時間，使整個信息系統架構更加彈性化易于管理。

1 原先核心機房X86服務器架構的缺點

（1）基礎架構利用率低，投入成本高，可擴展性差：典型的 x86 服務器部署平均達到的利用率僅為總容量的 10% 到 15%。通常在每臺服務器上僅運行一個信息系統，硬件資源固定在每個系統上，隨著系統的應用，對硬件資源的需求越來越高，導致原采購設備幾年就需要換代才能不影響系統性能。

（2）為保證醫院關鍵業務的連續性，還需配備另一臺服務器和磁盤陣列組成雙機備份系統，致使硬件設備的采購投入成本加大。

（3）支持硬件基礎架構運行的其他配套設施及維護成本不斷上升：隨著智能數字化醫院的發展建設不斷深入，使服務器和其他相關設備數量增加，這需要花費更多的時間和資源配置維護其相應的備份、容災任務，管理難度增大。并且能源消耗也會不斷上升，其中包括空調制冷的耗電量也越來越大。

（4）故障切換和災難保護不足：隨著信息化的不斷發展，醫院服務器應用程序停機造成的影響越來越大，這使得對桌面和服務器進行業務連續性規劃顯得更為重要。

（5）業務上線時間長：硬件、軟件上線前采購環節多，耗時長到位慢。安裝、調試過程復雜制約進度。

因此，醫院經過多方調研論證，決定使用虛擬化技術來解決信息化建設所出現的上述問題。

2 服務器的選擇

原先核心機房全部配置使用X86機架式服務器，由于機架服務器內部空間限制，因此服務器本身擴展性差。與機架式服務器不同，刀片服務器許多部件都可以共享，在空間密度上較機架服務器更節省約50%的空間。它可以對所有服務器進行統一的管理，從而簡化了布線、存儲和維護的成本，在更小的空間里提供更多的處理能力，節省空間且花費更少。

在服務器彈性發展架構方面，刀片服務器可以通過在機架式機箱內插裝新的單處理器或多處理器的刀片服務器即可實現硬件設備的彈性擴展。滿足未來醫院業務增長需求。

因此在此次虛擬化技術中我們選用了刀片服務器來運行除主業務以外的其他業務系統。

3 虛擬化的概念及優勢

虛擬化是一個一個抽象概念的術語，它是指運算資源不是在確切存在的硬件基礎上運行而是在一個虛擬出的環境中運行。運用虛擬化技術，我們可以在一臺實際的服務器上啟動多個虛擬服務器，利用虛擬化軟件讓操作系統或應用程序認為虛擬服務器是真實的硬件設備。

和傳統IT資源分配的應用方式相比，虛擬化具有以下優勢：

（1）虛擬化技術可以實現資源的動態分配從而有效提高資源利用率。在使用虛擬化技術之前，醫院信息中心在部署每一項新業務時都會重新購買一臺單獨的服務器，服務器的規模通常是針對其上業務運行所需的峰值進行配置的，但在實際運行中大部分時間業務處理都處于平均甚至空閑狀態。運用虛擬化技術能夠靈活動態地調用服務器上的空閑資源，更有效的提高服務器空閑資源的利用率。滿足不同業務靈活多變的需求。

（2）提供相互獨立、安全、高效的業務應用環境。通過虛擬化技術將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機，部署安裝多個不同的操作系統，在虛擬環境下的各個業務系統相互獨立，即使其中一個系統或者業務程序崩潰，也不會對其他系統及業務造成影響。配合備份機制，可以做到子系統及業務漂移并快速恢復。避免了單點故障并降低了硬件投入成本。

（3）采用虛擬化技術可以更方便的管理系統資源，提高了硬件設備安裝維護及管理上的便捷性。更便于資源更新升級。不但大大提高了工作效率而且還能降低運營成本。

4 兒童醫院服務器存儲解決方案

通過搭建高可用的基礎網絡及服務器存儲節點冗余架構，避免單點故障。并采用虛擬化搭配負載均衡技術達到虛擬機故障漂移、存儲故障切換，實現服務器自動化高效運帷。

HIS系統：部署在小型機P750，裝載Oracle數據庫；

電子病例系統：APP部署在VMware上，數據庫部署在物理節點上；

其它應用系統：部署在刀箱VMware上；

5 總結

在虛擬化技術的支持下，醫院全面構建虛擬化技術，實現服務器的自動化高效運帷，在一定程度上大量的節省了精力和時間。很大程度上降低了成本，并且整體架構滿足高可靠、彈性擴展的需求，可以滿足未來5年應用系統發展對于基礎架構的需求。

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作者單位

天津市兒童醫院網絡信息科 天津市 300134endprint