醫院服務器虛擬集群的設計與實現

張全儲，李佳，張龍，韓蕾，張健

（中國人民解放軍第5 1 7醫院，廣東 廣州 0 3 6 3 0 1）

1 我院信息化狀況

我院于2001年開始實施以“軍字一號”工程為主的醫院HIS系統，10幾年來不斷持續更新擴展數字化應用，尤其是近年實施了新一代數字化醫院建設，先后運行新版電子病歷系統（EMRS）、醫學影像信息系統（PACS）、檢驗系統（LIS）、移動查房系統、體檢管理系統、合理用藥、物資固定資產管理等系統，基本完成新一代數字化醫院基礎建設。大量數字化醫療應用系統的實施，對我院的醫療保障工作產生了重大影響，對醫院的醫療業務管理、服務質量、醫療水平等各方面具有明顯的促進作用。

2 我院信息化存在問題

隨著我院數字化系統的不斷增多，中心機房的服務器、交換機、機柜等硬件也在不斷的增加，出現硬件投入較多、機房空間緊張及電源消耗量也不斷增加等問題，UPS不間斷供電時間也大大縮短。其次，由于各個系統對服務器資源使用效率不同，造成部分服務器資源緊張，部分服務器資源閑置嚴重。再者，容錯機制不足。由于各個系統服務器的硬件相對獨立，一旦發生硬件故障，相應系統就會出現癱瘓，目前僅主要關鍵系統采用雙機熱備份運行，投入也較大，服務器數量的增多也使得日常管理難度逐漸增大。針對以上問題，我院采取利用VMWARE ESX組建服務器虛擬集群，將醫院部分非核心應用服務器遷移至虛擬集群，利用Vmware虛擬集群的資源動態分配和故障轉移技術，以實現應用服務器的快速遷移備份和高可用性，同時節省硬件能源消耗。

3 Vmware服務器虛擬集群設計與實現

3.1 Vmware服務器虛擬集群平臺設計

圖1 Vmware服務器虛擬集群平臺設計

見圖1，我院虛擬集群平臺具體配置為：（1）物理服務器采用3臺聯想IBM X3650服務器為虛擬集群提供使用的CPU和內存資源，同時為虛擬集群提供存儲器訪問權和網絡連接能力。（2）存儲服務器采用一臺IBM DS3524，作為虛擬集群平臺的磁盤陣列，用來存儲虛擬集群大部分應用數據。（3）三臺宿主物理服務器和存儲陣列間通過DAS線纜直接進行連接，每個服務器通過四根網線連接光纖交換機進而與整個醫院信息系統相連。虛擬集群平臺的硬件部分主要有以上三部分組成，涉及的軟件主要有宿主服務器的底層虛擬軟件VMwareESXi Server、虛擬集群管理中心客戶端VMware vSphere Client和磁盤陣列管理軟件System storage DS Storage anager等。

3.2 Vmware服務器虛擬集群的實現

按照上述要求架設好相應的硬件設施后，就可以進行虛擬集群的安裝與配置：（1）利用磁盤陣列管理軟件System storage DS Storage Manager對存儲服務器進行設置與管理，采用RAID5磁盤陣列方案。（2）啟動宿主服務器進入BIOS,將宿主服務器上兩塊硬盤設置為raid0模式。（3）在宿主服務器上安裝配置底層虛擬軟件VMwareESXi Server，并設置相應管理信息。（4）在信息科管理計算機上安裝虛擬集群管理中心客戶端VMware vSphere Client，只需在信息科辦公室通就可以通過桌面電腦對各個宿主服務器的MwareESXi Server進行訪問與控制。（5）在相應的宿主服務器VMwareESXi Server上新建多個虛擬機，并根據各個醫療軟件系統的硬件需求量分配相應的處理器、硬盤、內存、網絡等資源。（6）在新建的虛擬機上安裝服務器操作系統后就可分別安裝部署各個醫療軟件系統，實現了Vmware虛擬集群的建設。

4 總結

隨著Vmware服務器虛擬集群的建設完畢，我院除了采用雙機熱備份的系統外，其余系統如合理用藥、移動醫護、體檢系統、感染控制、FTP、電子病歷、LIS等十多個醫療應用系統安裝部署到虛擬集群上，目前運行良好，基本實現了預定目標：（1）增強了系統的穩定性。采用虛擬集群后，任何一臺宿主服務器出現故障，相應的系統能自動轉移到其余宿主服務器上正常運行，大大增強了系統的穩定性。（2）加快系統的實施速度。虛擬集群建設完畢后，要新上一個或多個醫療系統，只需在通過桌面電腦VMware vSphere Client軟件進行新建虛擬機服務器，就可以進行相應的醫療系統安裝，大大縮減了安裝流程。（3）達到節能降耗的目的。通過虛擬集群的建設，原來在十幾臺服務器上的系統整合到三臺宿主服務器和一臺存儲服務器上，大大提高了服務器資源的利用效率，降低機房的耗電量，斷電時UPS不間斷電源的供電時間也有了較大的提高。（4）降低人力資源需求。伴隨著機房服務器的減少，Vmware虛擬集群降低了基礎設施的運營成本的同時，也大大降低了信息科人員繁重的物理服務器的維護保養工作。