虚拟化技术在医院船信息系统建设中的应用

彭东亮，邱 景，张优琴，曹宏伟



·军事医学·

·短篇论著·

虚拟化技术在医院船信息系统建设中的应用

彭东亮，邱 景，张优琴，曹宏伟

虚拟化；信息化建设；医院船

866医院船自2008年列装海军以来，至今执行了多次包括“万里海疆行”、“和谐使命”等系列重大护航、演习、救助任务。在实践中通过了各种考验，在医疗服务中获得了很多的赞誉，积累了宝贵丰富的经验。医院船信息系统在规范救治流程、高效管理医疗过程中起到了不可替代的作用。但随着不断的实践，其使用、管理和维护中突出的问题和矛盾也逐渐显现。笔者将从近年来不断成熟的虚拟化技术的角度对这些问题进行针对性的分析，以探讨存在问题的解决办法。

1 医院船医疗信息系统基础架构及运行中的问题

1.1 医院船医疗信息系统基础架构的现状

医院船局域网络系统由2台一级主交换机和12台二级用户交换机组成，网络终端分布于各个甲板，根据医疗系统的舱室布局与战位设计，基本覆盖医疗救治区域及相关辅诊舱室[1]。

医疗信息系统管理系统采用客户端/服务器模式运行，中心服务器位于院办信息中心机房，2台服务器互为热备份。客户端位于护士站、医生办公室、检查检验科室及检伤分类区，分别配置加固一体化客户机、便携式计算机和台式机。

1.2 运行中存在的主要问题 (1)每支医疗队登船人员不固定，缺乏一定的计算机安全常识、操作系统基本知识、设备性能知识，致使医院船信息系统的安全性问题日益突出。医院船信息系统面临包括人为损坏、计算机病毒、服务器的非法入侵破坏等信息安全隐患。(2)海上潮湿、高温、高腐蚀等恶劣的环境下，设备使用寿命短[2]。中心机房空间狭小、通风差、设备多、发热量大、电磁干扰，海上空气湿度大，船在航行时的振动都影响整个信息系统的安全稳定运行。传统台式机终端设备数量较多，长期暴露在海上恶劣环境中，损坏几率高，维护工作量较大。(3)终端主机占用空间大，挤占救治病房空间。战伤救治舱室空间有限，终端主机和外设因海上防护设计造成设备臃肿，挤占了用于伤员救治的舱室空间，导致终端主机防护设计的防护铁甲限位器等拆装不方便，造成修理困难，影响系统稳定运行。(4)日常维护缺乏有经验的专业信息系统管理人员。目前，医院船信息系统的日常维护保养主要由1名技师和 1名卫生员负责，平时遇到问题缺乏处理经验，需请厂家专业人员来维修。(5)服务器性能缺乏可扩展性，无法升级。服务器一经交付就基本定型，不能随着信息化的发展扩张性能。在近几年的历次任务中，有时执行任务单位自带专用服务器，以保障任务顺利进行。

2 虚拟化技术

近年来，虚拟化技术逐渐兴起，在IT基础建设中发挥越来越重要的作用，在很多行业有了很好的应用，在医院信息化建设中也逐渐占有很大比重。

当前，成熟运用的虚拟化技术主要在二个方面，一是服务器虚拟化，二是桌面虚拟化。前者主要是用来建立集成数据中心，后者主要是用来建设终端工作站桌面系统。

2.1 服务器虚拟化 是指将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让IT对业务的变化更具适应力。

从虚拟化技术的特性上来看，首先，虚拟化技术具有分区、隔离特性，即在一个物理服务器上可以运行多个虚拟机，且每个虚拟机之间是相互隔离的；其次，虚拟化技术具有封装特性，即每个虚拟机都以文件的形式保存，从而可以通过复制、移动文件的方式对虚拟机进行相关操作；最后，虚拟化技术中各个虚拟机相对于物理硬件来说具有相对的封装独立性，不需附加条件即可在任意服务器上运行虚拟机。

2.2 桌面虚拟化 也称作云桌面，是指将计算机的终端系统进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。可以通过任何设备，在任何地点，任何时间通过网络访问属于个人的桌面系统。

桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统(虚拟机或者虚拟桌面)，同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。在虚拟化环境里，采用瘦终端设备，终端不存数据，不做运算处理，只显示从服务器推送的桌面，所有东西如操作系统、应用软件、文件数据，都放在远端。用户终端通过以太网登陆到虚拟主机上，只需要记住用户名密码及网关信息，即可随时随地的通过网络访问自己的桌面系统，从而实现单机多用户。

2.3 虚拟化技术具有以下优点 (1)提高可用性，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境，减少服务器或应用系统的停机时间；(2)支持异构操作系统的整合，支持老应用的持续运行；在不中断用户工作的情况下进行系统更新；支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案；(3)通过集中快速执行桌面的IT管理工作，大大提高了IT管理效率。安装软件、升级、补丁、恢复、扩展等工作桌面管理都可由后台快速、统一地执行，简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理成本；(4)桌面虚拟化加强了工作桌面的安全性。所有的工作桌面和应用数据完全保存在后台，本地终端只是工作桌面影像的显示。拷贝、下载、存盘、非法外设连接等操作都加以管控；(5)桌面云终端的功耗一般是普通PC的10%，能够大幅降低能耗，实现节能减排。通过降低空间、散热以及电力消耗等途径减少数据中心资源消耗[3]。

3 医院船信息系统中应用虚拟化技术的优势

3.1 虚拟化的封装特性，提高了系统安全性和稳定性 医院船工作终端使用了虚拟化桌面云，将极大提高工作桌面的安全性。所有的工作桌面和应用数据完全保存在后台，本地终端只是工作桌面影像的显示。拷贝、下载、存盘、非法外设连接等操作都被管控； 对任务人员流动性大，人为损坏系统的问题有了很好的解决方案，一旦出现系统问题，迅速部署新的虚拟桌面即可。利用虚拟技术可以对虚拟机进行区分和隔离，这样既可以有效实现操作系统的整合，又可以保证整个信息系统的安全性，防止一个程序的崩溃对整个系统造成影响，从而导致系统瘫痪，因其特性，即使在原本系统不稳定的情况下，也能保证程序在隔离状态下安全运行。基于以上特性，基本可以保证医院船工作人员在进行信息系统的相关操作过程中整个系统免于被其中的程序意外或崩溃影响。同时，虚拟技术可以将操作系统转换为文件形式，从而对其进行更为便捷的操作，同时能够将其进行很好地备份，减小意外损失。在系统崩溃后，由于虚拟资源不存在硬件等方面的问题，因而能够更快地恢复使用。

3.2 简化终端设备，减少运行风险点 提高资源可用性和虚拟资源可扩展性 通过虚拟技术可以对多个操作系统和程序以及 虚拟主机进行统一管理，加之进行桌面虚拟化，更有利于对资源管理进行简化操作，并且在一定程度上简化了硬件结构，通过虚拟化桌面终端技术可以将各个医院船上工作站终端由原来臃肿的传统主机加外设转变成只有瘦客户端甚至零客户端，减少了主机这种有大量电子电路元器件的设备的使用，避免了在海上恶劣环境下的损坏风险和维护管理，维修时只需更换瘦客户端(显示器大小)。从而很好地解决了长期维护难的问题。

3.3 节省宝贵舱室空间，更好服务医疗救治 由原来的铁甲防护装置，变成只有一个简单如显示器般大小的终端，只需简单桌面固定即可，而且没有了胖主机，没有了防护装置，节约了空间，真正体现了一切为了救治的原则。

3.4 简化部署，减少对信息管理维护的依赖 虚拟技术的集中化管理的优势可以使医院船的技术人员安排更加合理，充分提高资源和人员的利用效率并减少资源和人员的调配时间。由于虚拟化桌面的高度的部署弹性和便利性，使得客户端的维护变得极其方便和简单，系统软件的安装，升级，配置，完全可以在控制中心实现，减轻了维护人员的工作强度，提高了维护管理的效率。

3.5 有效利用服务器资源，提高服务器管理利用水平 通过虚拟化技术可以将多个操作系统整合到一台性能较高的物理服务器上，从而解决中心服务器CPU和内存普遍利用率较低的现象，虚拟技术的使用可以使医院信息系统在不改变物理资源的基础上对其进行较大规模的内部调整，因为虚拟机可以对其内部资源进行较大的调整配置，从而为医院船信息系统的规模调整提供了更大的虚拟资源支持，若对同系统进行升级配置，则可以进一步扩展虚拟资源。

同时，规划调整可以文件化，虚拟机等各项实战中需要的配置，在隧行任务时，可根据需要，预先在上船前定制好策略，形成策略文件，待登船后可迅速部署实行，做到任务心中有数。

4 结论

目前虚拟化技术日趋成熟，对于医院信息系统的虚拟化平台搭建也将越来越成熟可靠。在医院船信息系统的中，针对医院船信息系统使用管理过程中的问题，虚拟化技术的使用有了较好地解决之道，虚拟化技术的应用无疑将极大地简化管理维护使用的难度，提高快速部署能力，保证系统的稳定可靠的运行，较好的适应了医院船独特应用场景对信息系统的要求，并且极大的提高医院船信息系统的资源利用率，在资源分配上更加合理化。虚拟化技术方案的使用将对今后医院船信息系统基础建设的加改装，及未来医院船的信息系统建设具有重要的参考价值。

[1] 倪健，胡家庆.医院船医疗信息系统“和谐使命-2010”任务中适用性分析[J].中华航海医学与高气压医学杂志，2011,18(1):12-13.

[2] 马锡坤，张稳. 服务器虚拟化技术及其在医院的应用[J]. 中国医疗设备, 2013, 28(5): 60-62. DOI:10.3969/j.issn.1674-1633.2013.05.021.

[3] 李先锋，王凯芸，吕强，等. 三甲医院虚拟化技术的研究与实践[J]. 中国医院, 2012, 16(2): 12-14. DOI:10.3969/j.issn.1671-0592.2012.02.004.

(本文编辑：甘辉亮)

200081 上海，解放军第四一一医院信息科

曹宏伟，电子信箱：chw777@163.com

R839

B [DOI] 10.3969/j.issn.1009-0754.2016.05.007

2016-03-15)