虚拟化技术在医院信息化建设中的应用

李春林+刘建辉+周根鸿+张文体

摘要：为了提升医院信息系统效能，对医院服务器硬件、操作系统、数据库等资源进行了升级，同时运用虚拟化技术对医院信息系统进行了改造升级，通过虚拟化改造，节省了医院的投资运营成本，改善了医院信息系统的性能，提高了安全性和稳定性。

关键词：虚拟化；医院信息系统；数据库

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1006-1959（2017）23-0010-02

随着虚拟化技术的快速发展和广泛应用，医疗行业的虚拟化技术越来越普遍，为了节约成本和提高效率，在医疗卫生领域，虚拟化技术在医院信息化建设的进程中也变得不可或缺[1]。我们在进行医院信息系统改造升级时进行了大胆应用，通过虚拟化技术的应用，我们节约了投资成本，提高了资源使用率。服务器虚拟化是目前各行各业应用非常广泛的、相当热门的一种架构应用，让一台服务器变成多台或更多台相互隔离的虚拟服务器，提高资源利用率，实现服务器的整合[2]，数据存储网络化是存储技术发展的必然趋势[3]。

1背景

我院医院信息系统始建于2003年，至今已连续运行了10余年，其间虽进行过大大小小的升级和改造，但始终也是老平台上进行的改造，只能勉强应对。原来的服务器硬件和数据库版本都比较老旧，即使改造也只是停留在对一些前端应用程序进行改造或后台添加一些触发器进行弥补，随着医院业务的发展和延伸，老的系统显得力不从心，效率也大为下降，瓶颈现象明显。另外一些安全隐患也非常严重，如备份机制不合理，防雷措施不完备等等。给系统的正常运转和安全带来巨大隐患。原有的业务系统也因不适应现实要求，某一业务系统也因硬件、操作系统等原因存在升级、迁移和扩容困难，随着时间推移，我院的服务器性能、软件可用性、可靠性越来越不满足现实业务增长的需要。而服务器升级之后，操作系统又需要重新安装、还包括业务软件、新的配置业务、所有数据的迁移等等。根据原有情况，如果单纯升级硬件，存在原有软件无法正常移植到新的硬件上，单独升级软件系统，原有硬件又不兼容。由于医院日常管理和诊疗流程、患者信息资源等对医疗信息系统的日益依赖的关系，一旦系统崩溃或宕机，将影响到医院的日常运作[4]。

2 升级内容

根据我院的实际情况，为了搞好此次升级工作，我们做了周密部署，此次医院信息系统的升级涉及的主要内容有：

2.1硬件方面

主要包括服务器、存储系统、备份机、交换机及网络信息点扩容。

2.2软件方面

包括下列几个方面的升级：服务器操作系统，需从WINDOWS 2000 SERVER32位版升级至WINDOWS 2008 SERVER 64位；数据库后台从老版本的ORACLE 8.1.7 32位升级至高版本的64位的ORACLE 11G；电子病历系统由非结构化升级成结构化电子病历；前端应用程序模块的升级改造。

通过升级逐渐打造医院虚拟化云管理平台，医院虚拟化云平台由基础设施层、虚拟化层、平台管理层和平台服务层4层组成[5]。

3技术方案

我们这次引进了3台联想ThinkServer RD650 物理服务器，做为虚拟化业务计算资源平台的基础，对每台服务器的配置如下：2颗Intel Xeon E5-2605v3（10核）CPU，内存128G。通过2台联想-博科300E光纤交换机共享1台联想Lenovo|EMC VNX5200磁盘阵列。这样服务器总CPU资源达到137.88Ghz，总内存达到384G，总存储容量达到8T。备份机制采用1台联想备份一体机BUA-D5-D进行备份，备份策略分为增量、全备交替进行。所有服务器均使用 VMware 虚拟化软件[6]，划分建立针对各项业务的虚拟机，并通过 VMware软件系统虚拟中心进行集中控制，达到自动调配资源、自动迁移和核心业务连续高可用性。使用3台 ThinkServer RD650 共同承擔 HIS（医院信息系统）、LIS（实验室检验系统），同时为PACS（医学影像传输系统）预留了足够的备用资源。

4虚拟化技术带来的效果

4.1提高效率，提升性能

虚拟化技术的合理应用，可以将物理存储设备和服务器所见的存储设备完全分开，并为服务器提供一个统一化的逻辑存储空间[7]。大幅提高可用性，高效的应用运行，系统所有应用全部运行在虚拟化中，每一个不同的业务都可以很快迁移到任何一台虚拟服务器上运行。如今很多系统都采用存储虚拟化技术，可以构建可扩展、易维护、高性能的存储虚拟化平台，实现医院信息系统的业务连续性[8]。

4.2数据安全，防止入侵

对虚拟化资源安全管理，保证用户间的安全隔离，防止资源滥用。采用数据和应用相分设离的设计理念，以裸磁盘映射的形式存将数据部分存在磁盘阵列中，把应用执行文件和操作系统文件放在虚拟磁盘中，通过虚拟化的快照技术，先将系统快照备份下来，一旦应用出现问题，利用快照技术能在最短时间内（一般在5～10 s内）恢复业务，并且有效防止了木马、病毒等恶意程序对应用系统的影响，同理，依靠快照技术也能够快速恢复应用系统等日常操作。

4.3扩展方便，功能稳定

系统部署变得容易和扩展方便。通过虚拟机模板方案 5～10 min 即可完成硬件划分、操作系统、配置等环境的准备，极大加快了新业务系统的上线时间，对现有虚拟机克隆更是很快速，业务系统的部署简单快捷；扩展硬件方便，新增服务器即可扩展全部业务系统的性能，热插网卡、硬盘等技术又让扩展快速安全。使得数据中心的业务更加安全，可靠虚拟化层的HA（高可用性）技术的应用，使所有的业务系统都各自拥有备份冗余功能，通过使用vMotion （在线迁移）技术可以轻松实现停机不停业务，当某一台物理机有故障时，可以先将业务迁移再维修，修好后再将业务迁移过来。采用VMwareFT（容错）机制可以让业务系统实现“永不宕机”，而DRS（动态资源调配）技术的启用更是满足业务系统多变的性能要求，由于数据应用分离和快照技术的结合，被病毒、木马威胁概率大大降低，通过对以上虚拟化技术的应用，如今让“永不停机”变为现实，医院的各项业务连续性得到了最大限度的保障。endprint

4.4 绿色环保，性价比高

运行更加环保，减少了整个机房系统对空间、电力、温控等方面的要求，大大节省了电力、制冷等方面的运营维护成本，做到了运行高效低耗环保。一次性集中投入，后期只需少量维护成本，无需每次再为新的应用添置新的实体服务器。在以虚拟化技术为基础的构建数据中心实际工作中，通过统计发现，虚拟化不仅大幅提升了工作效率，而且减少了系统故障，从而保证了系统安全运行。首先是降低了服务器等硬件成本，通过对服务器的有效整合和控制，从而减少对物理服务器数量上的需求，这样就大幅度地降低了 TCO（总所有成本），通过比较分析，我院的单一物理服务器的使用率由原来的 5%～20%提高到目前 60%～85%。同时，还对降低运营和维护成本做出了很大贡献，在场地、占用空间上节省不少，机房空间利用率提高了，在电力需求、机房制冷、硬件资源和人力管理成本等都有不向程度的减少。

4.5连续服务，快速响应

实现了在线维护。HIS服务器，是医院业务的核心服务器，必须保证7×24 h顺畅运行。实施虚拟化以后，医院就能够主动地提前进行资源规划，达到快速响应客户和应用的需求。以前，我们进行硬件维护需要提前几天乃至几周对科室进行预告，同时要抓紧在1～3 h的维护窗口尽快完成，应用虚拟化技术以后，可以随时进行快速的硬件维护和升级，充分满足医院不间断业务的需求，极大提高了工作效率，真正确保了服务器永不停机。

4.6维护方便，应用简单

维护更加方便灵活。通过利用虚拟化技术，医院业务系统连续性得到保证，减少了过去由于执行维护时的计划内停机次数，并通过 HA 有效地应对计划外停机。DRS 可持续监控，各个资源池的利用率随时动态掌握，虚拟机之间根据业务需求可智能分配调度使用资源，实现了资源优化管理。VMotion 则将可以将正在运行中的虚拟服务器从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器上，在这个迁移过程中应用服务始终不会中断业务，从而实现了无中断的 IT 运营维护，确保业务连续性和高可用性。

5总结

由于虚拟化技术的应用，使用较少物理服务器需求就可以代替原来需要更多服务器需求的难题，节省了资源，同时多个业务系统运行了同一虚拟平台上，维护难度、维护水平、维护效率都大为提高，使整个 IT 基础架构更易于控制和管理，减少了数据中心的运营维护成本，HA、vMotion、FT、DRS 等技术的應用也确保了业务的连续性， DPM 动态电源管理等让数据中心更加绿色，虚拟化技术为我院网络系统的安全高效运行和低碳环保提供了有力保障。

参考文献：

[1]陈荣山，蒋俊，姚婕.虚拟化技术在医院信息化建设中的应用[J].信息技术，2016（33）：78.

[2]王亦煊，周小龙，修燕.医院服务器虚拟化技术的探索与应用[J].中国卫生信息管理杂志，2014，11（1）：83-86.

[3]王刚.计算机网络存储技术[J].计算机系统应用，2015，24（1）：14-20.

[4]戴声，艾育华，陈芳炯.服务器虚拟化技术在医院信息系统中的应用[J].中国数字医学，2012，7（10）：101-103.

[5]王春容.医院虚拟化云平台构建研究[J].医学信息学杂志，2016，37（5）：24-27.

[6]缑文海，邵耀来，王福义，等.利用VMware虚拟化技术整合医院数据中心[J].中国数据医学，2015，10（12）：47-49.

[7]戴迪.浅谈存储虚拟化技术在医院信息系统平台中的作用[J].电脑与信息技术，2016，24（5）：54-55.

[8]翁盛鑫，袁慧颖，谢邦.存储虚拟化在保障医院信息系统连续性应用与展望[J].中国数字医学，2015，10（1）：67-69.endprint