服務器虛擬化在醫院信息化建設中的運用淺析

王銀器 福建省三明市尤溪縣總醫院

醫院信息化建設，包括醫院信息管理系統、電子病歷系統、辦公自動化系統、人力資源管理系統等，其中醫院信息管理系統是核心，基本覆蓋了就診業務流程，目前在醫院中應用普遍。但是，這些系統研發單位不同、上線使用時間不同，系統運行的軟硬件條件也不同，導致實際管理工作存在一些問題。為了解決這些問題，服務器虛擬化技術提出并應用，以下結合實踐進行探討。

1 醫院信息化建設中存在的問題

1.1 資源浪費嚴重

醫院在日常運維中，需要對病案、醫療耗材、人力資源、財務等要素進行管理，隨著規模擴大、就診人數增多，相應的管理工作更加復雜。各種管理系統的應用，雖然能基本滿足管理需求，但這些系統彼此之間相互獨立，沒有實現數據共享，因此需要多個服務器，以滿足數據處理和存儲要求。如此，醫院在信息化建設中，就會存在重復購買設備的行為，造成硬件和軟件資源浪費。

1.2 運維成本較高

醫院信息化建設中，多個管理系統一起運行時，會導致運維成本增高，體現在以下幾個方面：①隨著信息化需求增多，系統運行對服務器的要求提高，機房內的電力消耗成本增高。②系統運行會產生熱量，空調系統在降溫散熱中的作用明顯，承受的壓力越來越大，提高了故障率和保養成本。③醫院業務開展中，信息數據存儲量每天都在增加，一旦服務器發生故障，就必須重裝操作系統，采用此種維護方案，導致醫院的成本開支明顯提高。

2 服務器虛擬化的特點和技術支持

2.1 特點

分析服務器虛擬化技術的特點如下：①分區。利用一個服務器，可以運行多個操作系統，每個系統配置一個虛擬機，這些虛擬機共同分享系統資源，既滿足了運行條件，又能提高服務器的使用效率。②隔離。在硬件配置上，虛擬機具有故障隔離功能，操作系統和軟件在運行時，可以隔離不安全因素，保證運行安全。③封裝。每個虛擬機被封裝為文件，對虛擬機進行移動或復制等操作時更簡單，能提高管理效率。④硬件獨立。虛擬機能安裝在異構硬件上，例如基于AMD、Intel 服務器，對不同的操作系統進行安裝、移動，減少硬件資源的投入成本。

2.2 技術支持

第一，軟件虛擬化。傳統計算機包括三層結構，分別是硬件層、應用層、操作系統層，其中操作系統對硬件和軟件資源進行統一分配、管理。如此帶來的弊端，是CPU 利用率低，一臺計算機無法同時運行多個平臺。采用服務器虛擬化技術，是在硬件層安裝主機操作系統，部署虛擬機軟件，虛擬出多個分區，每個分區都是一個虛擬機。本質上，虛擬機屬于用戶及軟件，方便用戶根據自身需求安裝應用程序。要想實現軟件虛擬化，目前常用的軟件有Workstation、Parallels、Hvper-V等。

第二，硬件虛擬化。硬件虛擬化即VT 技術，規范了處理器VT 技術、IO 虛擬分配技術。目前而言，不論是AMD 公司、還是Intel 公司，研發的產品中均集成了VT 技術，為服務器虛擬化的實現提供硬件支持。

3 服務器虛擬化在醫院信息化建設中的運用

3.1 總體構架

如下圖1，是服務器虛擬化的部署架構，利用高性能服務器虛擬出多個服務器，然后分配到各個應用系統上。該技術的應用，其一減少了物理服務器的數量，能支持多個應用系統運行，更加方便醫院進行管理。其二，醫院的信息管理系統中，有些系統對服務器的性能要求低，例如人力資源管理系統，只在部門中運行，且訪問有權限，可以設置虛擬化服務器。其三，隨著醫院管理升級，新舊操作系統可能出現兼容性問題，此時可以虛擬服務器進行解決。當然，該技術的應用也存在一些弊端，例如物理服務器發生故障，會影響各個操作系統的運行。

3.2 自動化管理

醫院服務器由于數量多、系統復雜，管理工作必須投入大量人力、物力；在制定腳本、跨平臺管理時，還會影響操作連續性。對于這種情況，采用服務器虛擬化技術，可以實現自動化管理，降低人力、物力成本。對管理人員而言，一方面，結合系統實際情況，利用工作流編輯器建立工作流，然后加入自制腳本，業務可自動運行。而且，虛擬服務器對基礎設施有一定的容錯性，能保障醫院日常業務的連續性。另一方面，利用VMware 可對核心資源進行監控，包括CPU、內存、網絡、數據等，把控整體運行狀態，依據預警信息檢測系統性能，進一步整合基礎設施。

圖1 ：服務器虛擬化的部署架構

3.3 容災功能

在醫院信息化管理系統中，應用服務器虛擬化技術，服務器存儲可將多個存儲系統相連，對數據信息進行備份、鏡像操作，即使出現運行故障，也能保證數據的完整性。從這個角度看，虛擬服務器具有良好的容災功能，可保證醫院業務開展的連續性。

4 案例分析

4.1 基本概況

以某醫院為例，信息化建設中采用單一應用部署模式，共有8 臺服務器構成。隨著醫院規模擴大，對軟件、硬件的要求也在提高，出現的問題有：①購買多個物理服務器，不僅提高了運營成本，而且占地面積增加，維護工作難度大。②對于業務量較少的系統，服務器的硬件資源利用效率低，例如內存、CPU 等，造成資源浪費。③面對多個、品牌不同的物理服務器，運維工作更加分散，當服務器發生故障時，維修成本提高。

4.2 服務器虛擬化

利用VMware HA 功能，將8 臺服務器構建成統一的集群平臺和資源池；其中相同型號的存儲設備，利用vplex metro 對數據進行鏡像。該平臺建構完成后，覆蓋了醫院所有的業務管理系統。實際應用中，虛擬集群平臺可對各個管理系統進行控制，確保應用系統最佳運行，提高信息化建設的可用性。

4.3 應用成果

該醫院中，服務器虛擬化技術的運用成果如下：

第一，完善了管理系統。對多個物理服務器集群并虛擬，醫院管理平臺或網絡共享平臺，能對信息進行獨立處理和歸納。如此，減少了服務器的數量，可降低醫院在硬件設備上的投入成本，提高經濟收益。隨著醫院業務量增多，如果需要增加新的服務器，只需簡單設置即可滿足需求，不用再花資金購買新設備。

第二，提高了業務水平。醫院中的信息化管理系統是不斷運轉的，高強度負荷下很容易出現故障問題，繼而影響醫院的業務開展。應用服務器虛擬化技術，能保障服務器連續工作，并降低運行過程中的故障發生率。其中，利用虛擬化技術進行自檢，能及時發現服務器的安全隱患，制定有效解決方案，例如轉移業務數據，從而保證數據安全性，提高醫院業務水平。

5 結語

綜上所述，醫院信息化建設中，普遍存在投入大、維修難、資源浪費等情況，應用服務器虛擬化技術，可以解決這一問題。基于該技術下，部署醫院的信息化管理平臺，能實現自動化管理，具有容災功能，不僅完善了管理系統，而且提高了業務水平，是一種安全可行的方案。