面向移动医疗的私有云平台设计与实现

罗光涵　于润泽　许珊

【摘 要】在未来几年之内，移动医疗发展带动了云平台的发展。本文设计了一个私有云平台作为多个移动医疗的载体。能够统一管理服务器端，降低硬件部署成本，提高部署效率，灵活控制移动医疗服务器规模。

【关键词】移动医疗；私有云；平台

0 引言

在“十二五”之后，卫生部推进医院信息化建设，促进中国医疗的信息化改革。当前医疗服务机构OA系统、MIS系统、HIS系统、PACS系统等已经不能满足发展需要，医院信息化建设需要从简单的业务流程应用转变为统一、易于管理、统一标准的数字化医院建设。[1]根据易观智库所做的2015中国移动医疗市场专题研究报告指出，2015年末，移动医疗市场规模将达到48.8亿元人民币，到2016年末将预测将达到111.5亿元人民币。移动医疗产业的启动，带动了医疗器械商、电信运营商、系统集成商、国内网络供应商利益链条共同升级。[2]私有云作为新兴的系统模式，正适合移动医疗分布式的特点，能够快速部署，基于私有云的移动医疗将大有所为。

目前在国外学术界在移动医疗领域的研究主要集中在个人健康监测、家庭健康档案、医患交互关系、患者辅助等方面。国内在移动医疗领域的研究主要包括移动医疗信息系统、移动远程医疗、移动医疗监护系统等。[3]在第四届中国移动医疗产业大会上，提出了基于移动医疗的糖尿病管理云服务平台。利用无线网络，全面收集患者信息，结合大数据技术，创新糖尿病管理模式，为患者提供个性化的糖尿病干预治疗和治疗后的结果反馈。AT&T mHealth系统是AT&T公司的移动健康系统。结合云技术和加密技术管理用户的健康，AT&T mHealth系统可以提供减肥、疾病管理、医患交流、健康计划制定、健康服务咨询等相关功能。目前在国内国外移动医疗云技术已经进入各方面的应用，产业正在快速发展。

1 平台设计

需要设计私有云平台作为多种移动医疗服务的载体。一般来说，每个移动医疗服务分为终端和服务器端，中断负责收集用户信息和简单的运算，服务器负责进行信息汇总、存储和复杂的计算。私有云平台对于多种移动医疗服务，能够统一管理服务器端，降低硬件部署成本，提高部署效率，灵活控制移动医疗服务器规模。按照设计需要，云平台和移动医疗服务的关系如下（图1）：

在移动医疗服务中，用户的终端设备需要传输数据至服务器端，医护人员需要连接服务器对用户监控，服务场景如图2。

移动医疗服务终端设备通过移动网络连接互联网，连接私有云服务器。医生和后台服务人员能够通过VPN连接私有云服务器，进行服务。私有云平台内部，研发人员可通过内部网络部署私有云服务器，进行开发工作。同时测试人员可以通过内部路由进行设备的功能测试。

按照私有云平台提供的功能，平台可分为IaaS（基础设施即服务）、Paas（平台即服务）、SaaS（软件即服务）。我们需要搭建私有云平台作为移动医疗服务器载体，所以应该选择IaaS平台。出于项目的灵活性和可控性考虑，决定采用开源的虚拟化软件，目前比较著名的开源软件有：Eucalyptus， OpenNebula， OpenStack， OpenQRM， XenServer， Oracle VM， CloudStack， ConVirt。其中CloudStack作为其中之一，具有成功的商业应用实例，不只中国电信在使用CloudStack，BT英国电信公司、日本最大的电信公司NTT、印度Tata公司、香港PCCW、沃达丰等都是用CloudStack搭建他们的私有云。所以选择CloudStack作为私有云搭建平台。

CloudStack是提供IAAS服务的硬件设备和虚拟化管理的同一平台，具有高可用性和扩展性，能够将存储设备、计算设备、网络设备进行整合，形成资源池，进行统一的管理，能够弹性的增减设备。用户只需要在CloudStack上直接申请使用虚拟机，无需关心硬件底层的实现，CloudStack可按照提供的功能分为：管理节点、计算节点、主存储、辅助存储。根据从属关系，从上到下依次为：区域、提供点、集群、主机。

由于不能随意占用公共网络，所以设计将CloudStack的管理功能置于内部网络。由于用户处于互联网之中，云平台也需要同公共网络进行通信。

将CloudStack私有云网络分为公共网络（162.105.76.0/24网段）和管理网络（192.168.0.0/24，交换机上设置VLAN）。管理节点和计算节点分别都连接公共网络和管理网络，管理服务器、两台计算服务器都连接到同一台交换机，管理区域与公共区域通过交换机设置VLAN隔离。主存储服务器直接由光纤分别连接计算节点中的服务器。辅助存储通过管理网络与各节点通信。用户可以通过公共网络，使用VNC连接虚拟机，管理移动医疗服务。如图3所示：

根据设计选购服务器硬件。现有一台闲置的塔式服务器，一台IBM 3650机架服务器，存储和计算能力不能达到所设计的标准，添置另外一台计算服务器，一台存储服务器，一台千兆交换机。

需要运行10台以上的虚拟机作为移动医疗服务器使用，每台服务器有1T的存储空间，每个服务器支持1千以上用户连接。选型如表1：

2 应用实例

创建2.1GHz * 3核处理器、4G内存、100G存储的虚拟机作为医疗大数据系统的计算服务器。安装Linux系统，使用开源大数据软件WEKA作为数据挖掘工具。服务器能够提供总共6.3GHz的计算能力，如果不足可以改变方案添加CPU。如图4，使用VNC连接虚拟机。

创建2.1GHz * 2核处理器、4G内存、200G存储的虚拟机作为移动医疗服务的网页服务器。安装Linux系统，使用LAMP作为网页服务器环境。图5是外网通过端口映射登陆网页服务器网页。

3 小结

随着移动医疗的发展，越来越的关注点将放在移动医疗服务的部署上。而私有云平台快速部署、统一管理、灵活配置的特点正好符合移动医疗服务的要求。在将来云平台与移动医疗的结合将越来越紧密。

【参考文献】

[1]秦延斌，夏书剑. 基于私有云的移动医疗[J].科技信息，2012 （7）：202-202.

[2]Sun Y， Wang N， Guo X， et al. Understanding the acceptance of mobile health services： a comparison and integration of alternative models[J]. Journal of Electronic Commerce Research， 2013， 14（2）： 183-200.

[3]吕美丹，祝锡永，傅慧，等.基于 GAE 云计算的区域移动医疗服务平台[J].计算机系统应用，2013（6）：29-33.

[责任编辑：杨玉洁]